用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)，其包括被加固節(jié)點(diǎn)主、支管，被加固節(jié)點(diǎn)支管焊接在被加固節(jié)點(diǎn)主管上，且形成相貫節(jié)點(diǎn);還包括若干塊碳纖維布，其由纖維束和塑料編織線編織而成且沿著環(huán)向和縱向交疊多層的粘貼在被加固節(jié)點(diǎn)主管上，位于被加固節(jié)點(diǎn)主、支管相貫節(jié)點(diǎn)處的碳纖維布的兩條短邊上分別開(kāi)設(shè)有與被加固節(jié)點(diǎn)主、支管相貫節(jié)點(diǎn)相吻合的相貫線輪廓，被加固節(jié)點(diǎn)主管上其余部位的環(huán)向的碳纖維布均采用首尾相連的封閉式粘貼，縱向的碳纖維布均勻粘貼在被加固節(jié)點(diǎn)主管的加固區(qū)域內(nèi)。提高了管節(jié)點(diǎn)靜力性能及改善節(jié)點(diǎn)的抗震和抗疲勞性能，保證了管桁架結(jié)構(gòu)具有更高的承載能力、更好的抗震性能和更長(zhǎng)久的使用壽命。
【專利說(shuō)明】用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種碳纖維布(CFRP)加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)，該加固節(jié)點(diǎn)適用于服役期內(nèi)焊接管桁架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)加固及節(jié)點(diǎn)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)，屬于建筑工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，焊接相貫管節(jié)點(diǎn)由于其優(yōu)美的造型及優(yōu)越的性能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)及體育館等大型結(jié)構(gòu)工程中。對(duì)于典型的桁架相貫節(jié)點(diǎn)，其支管一般承受軸向力、彎矩及組合力作用，因此桁架節(jié)點(diǎn)相貫處的主管則承受支管傳來(lái)的徑向荷載、彎矩荷載及其組合荷載，由于節(jié)點(diǎn)主管的徑向剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于支管的軸向剛度，再加上焊趾部位存在較大的應(yīng)力集中及復(fù)雜的殘余應(yīng)力，因此在桁架節(jié)點(diǎn)相貫部位的主管是破壞最易出現(xiàn)的位置。為了遵循“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的基本原則，一般需要對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)的主支管相貫部位進(jìn)行加固，來(lái)改善管節(jié)點(diǎn)的抗震性能和提高其靜力性能。目前，對(duì)于管節(jié)點(diǎn)常用的加固方法有:內(nèi)置加勁環(huán)加固、內(nèi)置插板加固、局部加厚加固、墊板加固、環(huán)口板加固及外加勁肋板加固
坐寸ο
[0003]以上加固措施均存在明顯的缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在:
[0004]1、均需要與被加固節(jié)點(diǎn)構(gòu)件進(jìn)行焊接，會(huì)給節(jié)點(diǎn)造成次損傷、殘余應(yīng)力及應(yīng)力集中等影響；
[0005]2、內(nèi)置加固法施工難度比較大，且需要將加固節(jié)點(diǎn)主管切開(kāi)，會(huì)削弱主管強(qiáng)度；
[0006]3、外置加固法盡管施工比較簡(jiǎn)單，但是會(huì)影響結(jié)構(gòu)的美觀甚至影響結(jié)構(gòu)的使用空間。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)，其操作簡(jiǎn)單、施工方便、成本較低、適合在狹小空間施工，且不會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)造成次損傷。
[0008]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)，其包括被加固節(jié)點(diǎn)主管和被加固節(jié)點(diǎn)支管，所述被加固節(jié)點(diǎn)支管焊接在被加固節(jié)點(diǎn)主管上，且形成相貫節(jié)點(diǎn)，還包括若干塊碳纖維布，所述碳纖維布是由纖維束和塑料編織線編織而成的長(zhǎng)方形布型；所述碳纖維布沿著被加固節(jié)點(diǎn)主管的環(huán)向和縱向交疊多層的粘貼在被加固節(jié)點(diǎn)主管上，位于被加固節(jié)點(diǎn)主管和被加固節(jié)點(diǎn)支管相貫節(jié)點(diǎn)處的碳纖維布的兩條短邊上分別開(kāi)設(shè)有與被加固節(jié)點(diǎn)主管和被加固節(jié)點(diǎn)支管相貫節(jié)點(diǎn)相吻合的相貫線輪廓，所述被加固節(jié)點(diǎn)主管上其余部位的環(huán)向的碳纖維布均采用首尾相連的封閉式粘貼，所述縱向的碳纖維布均勻粘貼在被加固節(jié)點(diǎn)主管的加固區(qū)域內(nèi)，且所述加固區(qū)域的長(zhǎng)度為被加固節(jié)點(diǎn)支管直徑的3?4倍。
[0009]進(jìn)一步的，所述被加固節(jié)點(diǎn)主管和被加固節(jié)點(diǎn)支管為圓鋼管或者矩形鋼管。
[0010]進(jìn)一步的，所述的相貫線輪廓為弧形缺口。
[0011]進(jìn)一步的，所述環(huán)向的碳纖維布的長(zhǎng)度均比被加固節(jié)點(diǎn)主管外徑圓周長(zhǎng)長(zhǎng)30mm。[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:該實(shí)用新型可以對(duì)服役期內(nèi)焊接管桁架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固及節(jié)點(diǎn)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)，此加固節(jié)點(diǎn)的操作簡(jiǎn)單、施工方便、成本較低、適合在狹小空間施工且不會(huì)對(duì)加固節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生損傷、殘余應(yīng)力及應(yīng)力集中的影響；可有效提高管節(jié)點(diǎn)靜力性能及改善節(jié)點(diǎn)的抗震和抗疲勞性能，進(jìn)而保證管桁架結(jié)構(gòu)具有更高的承載能力、更好的抗震性能和更長(zhǎng)久的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是加固相貫管節(jié)點(diǎn)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是碳纖維布(CFRP)示意圖；
[0015]圖3是支管正下方部位碳纖維布(CFRP)加工示意圖。
[0016]圖中:1、被加固節(jié)點(diǎn)主管；2、被加固節(jié)點(diǎn)支管；3、碳布纖維；4、纖維束；5、塑料編織線，6、相貫線輪廓。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
[0018]如圖1至圖3所示，一種用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)，其包括被加固節(jié)點(diǎn)主管I和被加固節(jié)點(diǎn)支管2，所述被加固節(jié)點(diǎn)支管2焊接在被加固節(jié)點(diǎn)主管I上，且形成相貫節(jié)點(diǎn)，還包括若干塊碳纖維布3，所述碳纖維布3是由纖維束4和塑料編織線5編織而成的長(zhǎng)方形布型；所述碳纖維布3沿著被加固節(jié)點(diǎn)主管I的環(huán)向和縱向交疊多層的粘貼在被加固節(jié)點(diǎn)主管I上，位于被加固節(jié)點(diǎn)主管I和被加固節(jié)點(diǎn)支管2相貫節(jié)點(diǎn)處的碳纖維布3的兩條短邊上分別開(kāi)設(shè)有與被加固節(jié)點(diǎn)主管I和被加固節(jié)點(diǎn)支管2相貫節(jié)點(diǎn)相吻合的相貫線輪廓6，所述被加固節(jié)點(diǎn)主管I上其余部位的環(huán)向的碳纖維布3均采用首尾相連的封閉式粘貼，所述縱向的碳纖維布3均勻粘貼在被加固節(jié)點(diǎn)主管I的加固區(qū)域內(nèi)，且所述加固區(qū)域的長(zhǎng)度為被加固節(jié)點(diǎn)支管2直徑的3?4倍。
[0019]所述被加固節(jié)點(diǎn)主管I和被加固節(jié)點(diǎn)支管2為圓鋼管或者矩形鋼管。
[0020]所述的相貫線輪廓6為弧形缺口。
[0021]所述環(huán)向的碳纖維布3的長(zhǎng)度均比被加固節(jié)點(diǎn)主管I外徑圓周長(zhǎng)長(zhǎng)30mm。
[0022]其加固方法為:
[0023](I)首先準(zhǔn)備配套或調(diào)制合適強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)膠，并裁剪好所需長(zhǎng)度的縱向的碳纖維布3和環(huán)向的碳纖維布3 ;所述縱向的碳纖維布3其長(zhǎng)度由被加固節(jié)點(diǎn)主管I所需的加固長(zhǎng)度決定；所述環(huán)向的碳纖維布3的長(zhǎng)度均比被加固節(jié)點(diǎn)主管I外徑圓周長(zhǎng)長(zhǎng)30mm，且在被加固節(jié)點(diǎn)支管2正下方部位的環(huán)向的碳纖維布3，需將其兩端部位剪裁出與被加固節(jié)點(diǎn)主管I和被加固節(jié)點(diǎn)支管2相貫線吻合的環(huán)口型缺口，如圖3所示；
[0024](2)用砂紙或者電動(dòng)鐵刷打磨被加固節(jié)點(diǎn)主管I表面，將其表面的浮銹打磨干凈，再用丙酮擦拭被打磨區(qū)域，待其干燥；
[0025](3)用毛刷將結(jié)構(gòu)膠均勻涂抹到被加固節(jié)點(diǎn)主管I表面的被加固區(qū)域，所述結(jié)構(gòu)膠的涂抹厚度約為Imm ；
[0026](4)按其纖維束4的走向沿被加固節(jié)點(diǎn)主管I軸向的方向粘貼到被加固節(jié)點(diǎn)主管I被加固區(qū)域表面，每一片縱向碳纖維布3彼此相鄰邊緣部位需交疊IOmm,將整個(gè)被加固節(jié)點(diǎn)主管I加固區(qū)域貼滿；
[0027](5)所述每一片縱向碳纖維布3粘貼好后，立即用塑料刮板順著纖維束4的方向多次反復(fù)用力刮，趕出氣泡且使結(jié)構(gòu)膠滲透到碳纖維布3纖維束4中去；
[0028](6)在已貼好的縱向碳纖維布3表面再涂一層結(jié)構(gòu)膠，將被加固節(jié)點(diǎn)支管2兩側(cè)的環(huán)向的碳纖維布3繞被加固節(jié)點(diǎn)主管I一周首尾相接粘在已貼好的縱向碳纖維布3表面；在被加固節(jié)點(diǎn)支管2的正下方，將環(huán)向的碳纖維布3的環(huán)口型缺口部位與被加固節(jié)點(diǎn)主、支管I和2相貫線位置吻合好后，繞過(guò)被加固節(jié)點(diǎn)主管I底部，即從被加固節(jié)點(diǎn)的一側(cè)鞍點(diǎn)處到另一側(cè)鞍點(diǎn)處，粘在已貼好的縱向被加固節(jié)點(diǎn)主表面；
[0029](7)所述每一片環(huán)向碳纖維布3粘貼好后，立即用塑料刮板順著纖維束4的方向多次反復(fù)用力刮，趕出氣泡且使結(jié)構(gòu)膠滲透到碳纖維布3的纖維束4中去；
[0030](8)重復(fù)上述步驟4到步驟7，分別進(jìn)行縱向和環(huán)向碳纖維布3的二層粘貼；
[0031]該實(shí)用新型可以對(duì)服役期內(nèi)焊接管桁架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固及節(jié)點(diǎn)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)，此加固節(jié)點(diǎn)的操作簡(jiǎn)單、施工方便、成本較低、適合在狹小空間施工且不會(huì)對(duì)加固節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生損傷、殘余應(yīng)力及應(yīng)力集中的影響；可有效提高管節(jié)點(diǎn)靜力性能及改善節(jié)點(diǎn)的抗震和抗疲勞性能，進(jìn)而保證管桁架結(jié)構(gòu)具有更高的承載能力、更好的抗震性能和更長(zhǎng)久的使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)，其包括被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)和被加固節(jié)點(diǎn)支管(2)，所述被加固節(jié)點(diǎn)支管(2)焊接在被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)上，且形成相貫節(jié)點(diǎn)，其特征在于:還包括若干塊碳纖維布(3)，所述碳纖維布(3)是由纖維束(4)和塑料編織線(5)編織而成的長(zhǎng)方形布型；所述碳纖維布(3)沿著被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)的環(huán)向和縱向交疊多層的粘貼在被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)上，位于被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)和被加固節(jié)點(diǎn)支管(2)相貫節(jié)點(diǎn)處的碳纖維布(3)的兩條短邊上分別開(kāi)設(shè)有與被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)和被加固節(jié)點(diǎn)支管(2)相貫節(jié)點(diǎn)相吻合的相貫線輪廓(6)，所述被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)上其余部位的環(huán)向的碳纖維布(3)均采用首尾相連的封閉式粘貼，所述縱向的碳纖維布(3)均勻粘貼在被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)的加固區(qū)域內(nèi)，且所述加固區(qū)域的長(zhǎng)度為被加固節(jié)點(diǎn)支管(2)直徑的3?4倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)和被加固節(jié)點(diǎn)支管(2)為圓鋼管或者矩形鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的相貫線輪廓(6)為弧形缺口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用碳纖維布加固的鋼管桁架相貫節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述環(huán)向的碳纖維布(3)的長(zhǎng)度均比被加固節(jié)點(diǎn)主管(I)外徑圓周長(zhǎng)長(zhǎng)30mm。
【文檔編號(hào)】E04B1/58GK203701284SQ201320746103
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】宋生志, 魏建軍, 袁宏志 申請(qǐng)人:江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院