一種鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，原柱頂一定范圍內(nèi)進行了剝離鑿毛，原鋼筋混凝土柱豎向主筋上沿柱周環(huán)向均勻布設(shè)有橫向水平連接鋼筋，鑿毛區(qū)域底部設(shè)有連接螺桿、帶孔環(huán)形連接端鋼板及帶孔環(huán)形連接底板，其上沿環(huán)周均勻設(shè)置有錨索固定端，帶孔環(huán)形連接底板與帶孔環(huán)形連接頂板分別與分離式鋼管的底部與頂部進行了焊接，在原鋼筋混凝土柱中心取芯成孔植有入加筋體，在鋼管及孔內(nèi)壓灌有混凝土后封閉。本發(fā)明既對原柱進行了一定的加固，又達到了增高柱子的效果，實現(xiàn)了原鋼筋混凝土柱和上部鋼管混凝土柱能夠很好的連接及協(xié)同受力的目的，本發(fā)明還公開了一種鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)的施工方法。
【專利說明】一種鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)及施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可加高老舊鋼筋混凝土柱的同時，又對老舊鋼筋混凝土柱進行了加固的一種鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)及施工方法，適用于柱子加固、樓層加高及改建工程，屬于房屋建筑工程【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，許多建筑物受當(dāng)時的經(jīng)濟條件和建筑技術(shù)所制約，在建筑功能的完善程度和建筑結(jié)構(gòu)的形式、裝飾方面已不能滿足時代要求。很多房屋是2?4層，其承重結(jié)構(gòu)卻有一定潛力，如果將這批住宅全部拆掉新建，國家財力難以承受，如果采用房屋加層的方法改造原有住宅中結(jié)構(gòu)質(zhì)量較好的，就能達到經(jīng)濟、適用、快捷的建房目標(biāo)。
[0003]既有的房屋增層方法有以下幾種:直接增層法，對既有房屋進行適當(dāng)?shù)奶幚砗?，不改變結(jié)構(gòu)承重體系和平面布置，在上部直接增層的方法，適用于原承重結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)的承載力和變形能滿足要求，增加的層數(shù)一般為I?3層；改變荷載傳遞增層法，改變平面布置、結(jié)構(gòu)布置和其荷載傳遞途徑的增層方法，適用于原墻體結(jié)構(gòu)有承載潛力的房屋，增層數(shù)不宜超過三層；外套框架結(jié)構(gòu)增層法，增層荷載通過在原建筑物外新增設(shè)的外套結(jié)構(gòu)傳至新設(shè)置的基礎(chǔ)和地基上，當(dāng)既有房屋的基礎(chǔ)或墻體的承載力不大，或要求增加的層數(shù)在3層或3層以上時，采用外套框架結(jié)構(gòu)增層法。
[0004]對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)上直接增層，柱子要向上層接，上下柱接頭是結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)。目前較常用的方法有兩種，一種是把原框架柱鑿去一部分，露出柱中縱筋，用氧乙炔烤軟、調(diào)直，再與要往上接的鋼筋進行搭接焊。這種方法鋼筋經(jīng)高溫加熱、調(diào)直后再焊接，是一種對鋼筋不利的熱處理，容易使鋼筋變脆，也不容易鑿露出柱中縱筋，同時對原結(jié)構(gòu)有所損害，這種方法現(xiàn)已不在應(yīng)。另一種是鉆孔植筋法，鉆孔植筋關(guān)鍵是新加框架柱中的鋼筋如何可靠地錨固于原結(jié)構(gòu)柱中，即新加柱的鋼筋如何可靠生根。對于框架柱生根目前常用的方法是在原結(jié)構(gòu)柱上鉆孔、灌漿、栽筋。灌漿材料多為環(huán)氧水泥類膠結(jié)材料，這種方法簡便易行，但其錨固強度如何尚缺乏數(shù)據(jù)，環(huán)氧類膠結(jié)材料的抗老化性能較差。另外，當(dāng)對錨固區(qū)附近的鋼筋進行焊接時，高溫對錨固效果的影響也很大。
[0005]實踐證明，上述措施在適宜的工程條件下均取得了較好的建設(shè)效果，整體性具有積極意義，但仍存一定的不足，以上方法對施工操作空間要求大，對操作空間小的工程無法進行實施，對新老結(jié)構(gòu)的連接和協(xié)同受力問題沒有具體的解決措施，且上述措施施工過程和結(jié)構(gòu)尤為復(fù)雜，施工工期長，耗資巨大。
[0006]鑒于此，為提高新老結(jié)構(gòu)的連接和協(xié)同受力性能，實現(xiàn)在較小的施工空間也也能進行施工的目的，目前亟待發(fā)明一種可有效的提高新老結(jié)構(gòu)的連接和協(xié)同受力性能，可在小空間進行施工的鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可有效的提高新老結(jié)構(gòu)的連接和協(xié)同受力性能，可在小空間進行施工的鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)及其施工方法。
[0008]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0009]這種鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，原鋼筋混凝土柱柱頂進行了剝離鑿毛，并且露出原柱豎向主筋；原柱豎向主筋上沿柱周環(huán)向均勻布設(shè)有橫向水平連接鋼筋，鑿毛區(qū)域底部設(shè)有連接螺桿、帶孔環(huán)形連接端鋼板及帶孔環(huán)形連接底板，其上沿環(huán)周均勻設(shè)置有錨索固定端，錨索上部固定在帶孔環(huán)形連接頂板上，帶孔環(huán)形連接底板與帶孔環(huán)形連接頂板分別與分離式鋼管的底部與頂部進行了焊接，分離式鋼管內(nèi)壁均勻焊接連接栓釘，外壁通過環(huán)形套箍固定連接，在原鋼筋混凝土柱中心取芯成孔植有加筋體，在分離式鋼管及孔內(nèi)壓灌有自密實混凝土后封閉。
[0010]作為優(yōu)選:所述剝離鑿毛在原鋼筋混凝土柱柱頂500mm?1200mm范圍。
[0011]作為優(yōu)選:連接螺桿鉆孔植入原鋼筋混凝土柱，連接螺桿貫穿帶孔環(huán)形連接端鋼板和帶孔環(huán)形連接底板并伸出帶孔環(huán)形連接底板頂部300mm?800mm。。
[0012]作為優(yōu)選:水平連接鋼筋的一端是引孔植入進原鋼筋混凝土柱。
[0013]作為優(yōu)選:帶孔環(huán)形連接底板底部與帶孔環(huán)形連接端鋼板焊接。
[0014]作為優(yōu)選:錨索底部錨固在錨索固定端上，頂部錨固在帶孔環(huán)形連接頂板上。
[0015]作為優(yōu)選:原鋼筋混凝土柱中心取芯成孔植有加筋體，加筋體采用植入型鋼、異形鋼板或碳纖維棒。
[0016]這種鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下的步驟:
[0017]I)柱頂處理:在原鋼筋混凝土柱I柱頂500mm?1200mm范圍內(nèi)進行剝離鑿毛；
[0018]2)鉆孔:根據(jù)設(shè)計圖紙先在原鋼筋混凝土柱柱身鑿毛區(qū)域鉆橫向水平連接鋼筋植入孔，清孔；然后在鑿毛區(qū)域底部鉆取連接螺桿植入孔，清孔；
[0019]3)帶孔環(huán)形連接端鋼板施工:將帶孔環(huán)形連接端鋼板放置在鑿毛區(qū)域底部，用粘結(jié)劑粘牢；
[0020]4)帶孔環(huán)形連接底板施工:將帶孔環(huán)形連接底板放置在帶孔環(huán)形連接端鋼板上并焊接；
[0021]5)植筋:采用化學(xué)植筋的方式將橫向水平連接鋼筋植入預(yù)先鉆好的植入孔，同時將連接螺桿8 —同植入預(yù)先鉆好的植入孔；
[0022]6)加筋體施工:在原鋼筋混凝土柱中心取芯成孔并植入加筋體，向取芯孔內(nèi)澆筑自密實混凝土；
[0023]7)錨索施工:將錨索通過錨索固定端錨固在帶孔環(huán)形連接底板上并焊接；
[0024]8)分離式鋼管施工:分離式鋼管外周與帶孔環(huán)形連接端鋼板焊接，分離式鋼管內(nèi)壁均勻焊接連接栓釘，分離式鋼管底部用粘結(jié)劑粘牢，并用環(huán)形套箍固定連接；
[0025]9)帶孔環(huán)形連接頂板施工:將帶孔環(huán)形連接頂板安放在分離式鋼管頂部，并焊接；并將錨索拉出固定于帶孔環(huán)形連接頂板上的，進行初步張拉；
[0026]10)混凝土澆筑:混凝土采用自密實混凝土，澆筑入分離式鋼管內(nèi)形成上接鋼管混凝土柱；
[0027]11)預(yù)應(yīng)力施工:待混凝土達到一定的強度后，對錨索和加筋體施加預(yù)應(yīng)力，并用錨具封錨。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029](I)采用植芯加固下部鋼筋混凝土柱，在原柱中心取芯成孔植入型鋼、異型鋼板或碳纖維棒后壓灌混凝土封閉，加強了原鋼筋混凝土柱的承載力，同時有效解決了結(jié)構(gòu)對受原柱截面尺寸等限制，對原柱不適宜采用增大截面加固的問題。
[0030](2)在分離式鋼管內(nèi)壁均勻焊接連接栓釘，與橫向植入鋼筋錯開布置，提高了柱子的配筋率，增強了柱子的承載能力。
[0031](3)采用分離式鋼管本身就是耐側(cè)壓的模板，鋼管本身就是起到鋼筋的作用，它兼有縱向鋼筋和橫向箍筋的作用，同時鋼管本身又是勁性承重骨架，提高了柱子的整體承載能力。施工過程中節(jié)省建筑材料，縮短了施工工期。
[0032](4)錨索頂部拉出后固定于帶孔環(huán)形連接頂板上，并初步張拉，原柱中心取芯植入碳纖維棒加筋體，灌入自密實混凝土，待混凝土達到一定強度后張拉施加預(yù)應(yīng)力，增強整個鋼筋混凝土柱的抗拉強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)斷面圖；
[0034]圖2是圖1沿A-A線的鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0035]圖3是帶孔環(huán)形連接端鋼板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4是帶孔環(huán)形連接底板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5是帶孔環(huán)形連接頂板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]附圖標(biāo)記說明:原鋼筋混凝土柱1，原柱豎向主筋2，原柱橫向箍筋3，橫向水平連接鋼筋4，帶孔環(huán)形連接端鋼板5，帶孔環(huán)形連接底板6，錨索固定端7，連接螺桿8，錨索9，分離式鋼管10，連接栓釘11，環(huán)形套箍12，加筋體13，自密實混凝土 14，帶孔環(huán)形連接頂板15，錨具16。

【具體實施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步描述。雖然本發(fā)明將結(jié)合較佳實施例進行描述，但應(yīng)知道，并不表示本發(fā)明限制在所述實施例中。相反，本發(fā)明將涵蓋可包含在有附后權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的替換物、改進型和等同物。
[0040]本【具體實施方式】中，就不再對柱頂處理施工技術(shù)要求、鉆孔施工技術(shù)要求，帶孔環(huán)形連接端鋼板、帶孔環(huán)形連接底板、帶孔環(huán)形連接頂板、錨索、分離式鋼管施工技術(shù)要求等進行累述，重點闡述本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)的實施方式。
[0041]參照圖1至圖5所示,所需改造的鋼筋混凝土柱直徑800mm、混凝土標(biāo)號為C25。整體結(jié)構(gòu)由原鋼筋混凝土柱1，原柱豎向主筋2，原柱橫向箍筋3，橫向水平連接鋼筋4，帶孔環(huán)形連接端鋼板5，帶孔環(huán)形連接底板6，錨索固定端7，連接螺桿8，錨索9，分離式鋼管10，連接栓釘11，環(huán)形套箍12，加筋體13，自密實混凝土 14，帶孔環(huán)形連接頂板15和錨具16組成。
[0042]在原鋼筋混凝土柱I柱頂500mm-1200mm范圍內(nèi)先進行剝離，剝離寬度為150mm，清理掉剝離出來的混凝土后，對剝離表面用鑿毛機進行鑿毛。
[0043]根據(jù)設(shè)計圖紙先在原鋼筋混凝土柱I柱身鑿毛區(qū)域鉆橫向水平連接鋼筋4植入孔，后用毛刷及吹風(fēng)機清孔；然后在鑿毛區(qū)域底部鉆取連接螺桿8植入孔，后用毛刷及吹風(fēng)機清孔。
[0044]帶孔環(huán)形連接端鋼板5是放置在鑿毛區(qū)域底部，用粘結(jié)劑將帶孔環(huán)形連接端鋼板5底部與鑿毛區(qū)域底部粘牢，帶孔環(huán)形連接端鋼板5頂部與帶孔環(huán)形連接底板6底部相焊接?？篆h(huán)形連接底板6頂部與均勻設(shè)置的錨索固定端7底部進行焊接。
[0045]將錨索9固定在錨索固定端7處，橫向水平連接鋼筋4和連接螺桿8均采用化學(xué)植筋的方式植入之前鉆好的植入孔中，連接螺桿8貫穿帶孔環(huán)形連接端鋼板5并伸出其頂部300mm-800mm。同時，在原鋼筋混凝土柱I中心取芯成孔，并植入加筋體13，加筋體13采用型鋼、異性鋼板或碳纖維棒。
[0046]分離式鋼管10內(nèi)壁均勻焊接連接栓釘11，分離式鋼管10外壁可采用環(huán)形套箍12和臨時固定，環(huán)形套箍12沿周邊均勻布置，分離式鋼管10底部用粘結(jié)劑粘牢，且分離式鋼管10外周與帶孔環(huán)形連接端鋼板5焊接，將帶孔環(huán)形連接頂板15安放在分離式鋼管10頂部，并焊接。并將錨索9拉出固定于帶孔環(huán)形連接頂板15上的，施行初步張拉。
[0047]混凝土采用自密實混凝土 14，澆筑上接鋼管混凝土柱，同時對原鋼筋混凝土柱I中心取芯而成的孔也進行澆筑，待混凝土達到一定的強度后，對錨索9和加筋體13施加預(yù)應(yīng)力，并用錨具16封錨。
[0048]鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，主要施工過程如下:
[0049](I)柱頂處理:在原鋼筋混凝土柱I柱頂500mm?1200mm范圍內(nèi)進行剝離鑿毛；
[0050](2)鉆孔:根據(jù)設(shè)計圖紙先在原鋼筋混凝土柱I柱身鑿毛區(qū)域鉆橫向水平連接鋼筋4植入孔，清孔；然后在鑿毛區(qū)域底部鉆取連接螺桿8植入孔，清孔；
[0051](3)帶孔環(huán)形連接端鋼板施工:將帶孔環(huán)形連接端鋼板5放置在鑿毛區(qū)域底部，用粘結(jié)劑粘牢；
[0052](4)帶孔環(huán)形連接底板施工:將帶孔環(huán)形連接底板6放置在帶孔環(huán)形連接端鋼板5上并焊接；
[0053](5)植筋:采用化學(xué)植筋的方式將橫向水平連接鋼筋4植入預(yù)先鉆好的植入孔，同時將連接螺桿8 —同植入預(yù)先鉆好的植入孔；
[0054](6)加筋體施工:在原鋼筋混凝土柱I中心取芯成孔并植入加筋體13，向取芯孔內(nèi)燒筑自密實混凝土 14 ；
[0055](7)錨索施工:將錨索9通過錨索固定端7錨固在帶孔環(huán)形連接底板6上并焊接；
[0056](8)分離式鋼管施工:分離式鋼管10外周與帶孔環(huán)形連接端鋼板5焊接，分離式鋼管10內(nèi)壁均勻焊接連接栓釘11，分離式鋼管10底部用粘結(jié)劑粘牢，并用環(huán)形套箍12固定連接；
[0057](9)帶孔環(huán)形連接頂板施工:將帶孔環(huán)形連接頂板15安放在分離式鋼管10頂部，并焊接；并將錨索9拉出固定于帶孔環(huán)形連接頂板15上的，進行初步張拉；
[0058](10)混凝土澆筑:混凝土采用自密實混凝土 14，澆筑入分離式鋼管10內(nèi)形成上接鋼管混凝土柱；
[0059](11)預(yù)應(yīng)力施工:待混凝土達到一定的強度后，對錨索9和加筋體13施加預(yù)應(yīng)力，并用錨具16封錨。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:原鋼筋混凝土柱(I)柱頂進行了剝離鑿毛，并且露出原柱豎向主筋(2);原柱豎向主筋(2)上沿柱周環(huán)向均勻布設(shè)有橫向水平連接鋼筋(4)，鑿毛區(qū)域底部設(shè)有連接螺桿(8)、帶孔環(huán)形連接端鋼板(5)及帶孔環(huán)形連接底板￠)，其上沿環(huán)周均勻設(shè)置有錨索固定端(7)，錨索(9)上部固定在帶孔環(huán)形連接頂板(15)上，帶孔環(huán)形連接底板￠)與帶孔環(huán)形連接頂板(15)分別與分離式鋼管(10)的底部與頂部進行了焊接，分離式鋼管(10)內(nèi)壁均勻焊接連接栓釘(11)，外壁通過環(huán)形套箍(12)固定連接，在原鋼筋混凝土柱(I)中心取芯成孔植有加筋體(13)，在分離式鋼管(10)及孔內(nèi)壓灌有自密實混凝土(14)后封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述剝離鑿毛在原鋼筋混凝土柱(I)柱頂500mm?1200mm范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:連接螺桿(8)鉆孔植入原鋼筋混凝土柱(I)，連接螺桿(8)貫穿帶孔環(huán)形連接端鋼板(5)和帶孔環(huán)形連接底板(6)并伸出帶孔環(huán)形連接底板(6)頂部300mm?800mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:水平連接鋼筋(4)的一端是引孔植入進原鋼筋混凝土柱(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:帶孔環(huán)形連接底板(6)底部與帶孔環(huán)形連接端鋼板(5)焊接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:錨索(9)底部錨固在錨索固定端(7)上，頂部錨固在帶孔環(huán)形連接頂板(15)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:原鋼筋混凝土柱(I)中心取芯成孔植有加筋體(13)，加筋體(13)采用植入型鋼、異形鋼板或碳纖維棒。
8.一種基于權(quán)利要求1?7任一所述鋼筋混凝土柱上接鋼管混凝土柱連接結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括以下的步驟: 1)柱頂處理:在原鋼筋混凝土柱(I)柱頂500mm?1200mm范圍內(nèi)進行剝離鑿毛； 2)鉆孔:根據(jù)設(shè)計圖紙先在原鋼筋混凝土柱(I)柱身鑿毛區(qū)域鉆橫向水平連接鋼筋(4)植入孔，清孔；然后在鑿毛區(qū)域底部鉆取連接螺桿(8)植入孔，清孔； 3)帶孔環(huán)形連接端鋼板施工:將帶孔環(huán)形連接端鋼板(5)放置在鑿毛區(qū)域底部，用粘結(jié)劑粘牢； 4)帶孔環(huán)形連接底板施工:將帶孔環(huán)形連接底板(6)放置在帶孔環(huán)形連接端鋼板(5)上并焊接； 5)植筋:采用化學(xué)植筋的方式將橫向水平連接鋼筋(4)植入預(yù)先鉆好的植入孔，同時將連接螺桿(8) —同植入預(yù)先鉆好的植入孔； 6)加筋體施工:在原鋼筋混凝土柱(I)中心取芯成孔并植入加筋體(13)，向取芯孔內(nèi)燒筑自密實混凝土(14)； 7)錨索施工:將錨索(9)通過錨索固定端(7)錨固在帶孔環(huán)形連接底板(6)上并焊接; 8)分離式鋼管施工:分離式鋼管(10)外周與帶孔環(huán)形連接端鋼板(5)焊接，分離式鋼管(10)內(nèi)壁均勻焊接連接栓釘(11)，分離式鋼管(10)底部用粘結(jié)劑粘牢，并用環(huán)形套箍(12)固定連接； 9)帶孔環(huán)形連接頂板施工:將帶孔環(huán)形連接頂板(15)安放在分離式鋼管(10)頂部，并焊接；并將錨索(9)拉出固定于帶孔環(huán)形連接頂板(15)上的，進行初步張拉； 10)混凝土澆筑:混凝土采用自密實混凝土(14)，澆筑入分離式鋼管(10)內(nèi)形成上接鋼管混凝土柱； 11)預(yù)應(yīng)力施工:待混凝土達到一定的強度后，對錨索(9)和加筋體(13)施加預(yù)應(yīng)力，并用錨具(16)封錨。
【文檔編號】E04B1/58GK104295112SQ201410538181
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】陳文彥, 顧廣海, 張善福, 王來賓, 楊培昌 申請人:安徽天筑建設(shè)（集團）有限公司