本實用新型涉及建筑結構加固技術領域，特別涉及一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管外包自密實混凝土加固柱。

背景技術：

地震、火災、爆炸、碰撞、環(huán)境、人為、耐久性、使用功能的改變等原因，會導致鋼筋混凝土柱的承載力不足。當能比較準確地進行鋼筋混凝土柱剩余力學性能的評估，合理評價其損傷程度，可以選擇合理的修復加固方法，保證土木工程的結構安全性，避免拆除重建，減少經(jīng)濟損失。國家每年要投入大量資金用于各種建筑加固修復?；炷两Y構加固技術已成為迫切需要解決的關鍵科技問題，對于國計民生具有重要的經(jīng)濟意義和社會價值。

工程上常用的鋼筋混凝土柱補強加固方法主要有：增大截面加固法、外包鋼加固法、外粘貼碳纖維布加固法和外包鋼管加固法等。增大截面法現(xiàn)場濕作業(yè)多，施工周期長，對原結構影響較大，有時甚至會因構件自重的增加而需對原結構的基礎進行附加加固。外包鋼加固法對混凝土橫向變形的約束能力卻較低，不能很好地提高構件的延性。粘貼碳纖維( fiber reinforced plastic，簡稱FRP) 布加固法對加固柱的承載力提高幅度不大，剛度提高也有限，且FRP材料利用率也較低。外包鋼管加固法是在處理待加固的鋼筋混凝土柱表面(或鑿毛，或植筋，或兩者結合)后，外套鋼管，并在空隙間澆筑混凝土，可保證鋼管、新澆筑混凝土和既有混凝土之間良好的粘結。外包鋼管加固法將鋼管和混凝土共同作用的原理應用到加固受壓柱，在壓力作用下，由于外包鋼管的約束作用，加固后構件的核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，抗壓強度提高，從而使構件的極限承載力增大，變形能力也增強。這樣的加固后的構件截面尺寸相對較小(與增大截面加固法相比)、施工方便，可充分發(fā)揮自密實混凝土材料的特性和鋼管約束混凝土的性能，達到共同工作、整體受力的目的。

外包矩形鋼管對核心混凝土約束作用主要集中在角部，在四邊中部約束作用幾乎不存在，故此鋼管對核心混凝土的整體約束效應遠小于圓形鋼管混凝土，其承載力較外包圓形鋼管混凝土要低很多。外包矩形鋼管截面長邊對核心混凝土的約束作用弱于短邊，且鋼管長邊較短邊更易發(fā)生局部屈曲。有效地提高外包矩形鋼管混凝土柱鋼板的側向剛度，延緩鋼管壁與混凝土之間的粘結滑移，可以提升其抵抗局部屈曲的能力和對核心混凝土的約束作用，強化鋼管與混凝土的一體性，從而提高承載力和延性。

穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱一體性強化技術是通過在加勁肋上開孔，約束拉桿穿孔而過，連接（可采用焊接，如穿孔塞焊等方式，亦可螺栓連接）于鋼管壁上，對加勁肋形成有效的約束作用，進而減緩鋼管壁的局部屈曲。

技術實現(xiàn)要素：

基于外包鋼管加固法和穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱一體性強化技術，本實用新型提出穿孔肋拉桿約束矩形鋼管外包自密實混凝土加固柱技術，即通過在加勁肋上開孔，約束拉桿穿孔而過，連接（可采用焊接，如穿孔塞焊等方式，亦可螺栓連接）于鋼管壁上，對加勁肋形成有效的約束作用，在外包穿孔肋拉桿約束矩形鋼管與既有鋼管混凝土柱之間的間隙內澆筑自密實混凝土，以加固既有鋼筋混凝土柱體。

穿孔肋拉桿約束矩形鋼管外包自密實混凝土加固柱設計，強度大的截面分布于四周，可形成較大的截面慣性矩，更適合用作承受壓彎荷載，具有較好的整體穩(wěn)定性。加勁肋與約束拉桿結合，將約束拉桿的點狀約束變成加勁肋的線狀約束，不需加密約束拉桿，不需要采用較大的肋板剛度比，可有效避免在鋼管壁上過多開孔、節(jié)約鋼材。并且，約束拉桿的設置對鋼管壁形成了較大的環(huán)向約束作用，能有效延緩鋼管壁與混凝土之間的粘結滑移。

穿孔肋拉桿約束矩形鋼管外包自密實混凝土加固柱施工技術，在不增加施工難度，滿足結構安全的前提下，能較大限度地用較薄的鋼板厚度，增強其抵抗局部屈曲的能力和對核心混凝土的約束作用，提高矩形鋼管混凝土柱鋼管壁的側向剛度，增強鋼管與既有鋼筋混凝土柱的一體性，以較低的造價實現(xiàn)較高的強度、剛度以及延性，加固效果良好。

本實用新型采用如下技術方案：

穿孔肋拉桿約束矩形鋼管外包自密實混凝土加固柱，包括外包矩形鋼管、自密實混凝土、加勁肋、拉桿、既有鋼筋混凝土柱。所述加勁肋為條帶形鋼板，其厚度與外包鋼管壁厚相同。所述加勁肋上拉桿穿過部位應開孔，孔的大小恰能穿過拉桿。所述加勁肋在外包鋼管管壁內部周邊均勻布置，位于外包鋼管管壁內部與既有鋼筋混凝土柱之間，垂直于外包鋼管壁采用焊接方法連接。所述拉桿采用普通拉桿或鋼筋，垂直穿過外包矩形鋼管的長邊，短邊，沿柱高以適當間距交錯布置。所述拉桿端部與外包鋼管壁的第一種連接方式是選用焊接，如穿孔塞焊等方式，第二種連接方式是在拉桿端部用鋼筋套絲機進行套絲處理，穿過外包鋼管壁開孔處采用螺栓連接。在外包穿孔肋拉桿約束矩形鋼管與既有鋼筋混凝土柱之間的間隙內澆筑自密實混凝土。

本實用新型的有益效果：

(1)具有較大的截面慣性矩，更適合用作承受壓彎荷載，具有較好的整體穩(wěn)定性；(2)不需加密約束拉桿，不需要采用較大的肋板剛度比，有效避免在外包鋼管壁上開孔過多；(3)可以減小外包鋼管壁厚度，增強側面約束能力，最大限度地減緩外包約束鋼管的局部彈塑性屈曲，有效延緩外包鋼管壁與混凝土之間的粘結滑移，提高柱體的強度和延性；(4)與增大截面加固法相比，縱筋和箍筋換為外包鋼管，可降低增大截面面積；(5)自密實混凝土能有效降低施工難度，保證混凝土澆筑質量；(6)外包鋼管可作為后澆混凝土的模板，簡化施工工序，縮短工期，降低工程成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的正立面圖；

圖2為本實用新型的側面圖；

圖3為圖1、圖2的A-A剖面圖；

圖4為本實用新型的特例，即穿孔肋拉桿約束方形鋼管外包自密實混凝土加固柱的正立面圖；

圖5為本實用新型的特例，即穿孔肋拉桿約束方形鋼管外包自密實混凝土加固柱的側面圖；

圖6為圖4、圖5的A’-A’剖面圖。

圖中所示：1-拉桿與外包鋼管壁連接點2-長邊方向加勁肋3-短邊方向加勁肋4-拉桿5-外包鋼管6-自密實混凝土7-既有鋼筋混凝土柱8-加勁肋開孔位置

對于方形鋼管混凝土柱，2，3表示不同方向邊長方向設置的加勁肋。

下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

具體實施方式

實施例

一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管外包自密實混凝土加固柱，包括截面長邊方向設置的加勁肋2、截面短邊方向設置的加勁肋3、拉桿4、外包矩形鋼管5、自密實混凝土7。所述加勁肋為條帶形鋼板，其厚度與外包鋼管5壁厚相同。所述加勁肋上拉桿穿過部位8應開孔，孔的大小恰能穿過拉桿4。所述加勁肋在外包鋼管5管壁內部周邊均勻布置，位于外包鋼管管壁內部與既有鋼筋混凝土柱之間，垂直于外包鋼管5管壁采用焊接方法連接。所述拉桿4采用普通拉桿或鋼筋，垂直穿過外包矩形鋼管5的管壁，沿柱截面長邊，短邊以適當間距交錯布置。所述拉桿端部與外包鋼管壁連接點1的第一種連接方式是選用焊接，如穿孔塞焊等方式，第二種連接方式是在拉桿端部用鋼筋套絲機進行套絲處理，穿過鋼管壁開孔處采用螺栓連接。在外包穿孔肋拉桿約束矩形鋼管與既有鋼筋混凝土柱之間的間隙內澆筑自密實混凝土6。

實施例1

一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管外包自密實混凝土加固柱的施工步驟為：

（1）按照設計圖紙要求確定外包矩形鋼管、拉桿及加勁肋的強度、尺寸、位置；

（2）制作外包矩形鋼管5、加勁肋、拉桿4；

（3）測量定位拉桿4布置位置，在外包矩形鋼管和加勁肋的拉桿1穿過位置鉆孔；

（4）采用焊接方式方法將加勁肋焊接在外包矩形鋼管壁上；

（5）將拉桿4穿過加勁肋安裝在外包矩形鋼管已鉆好的孔內，采用穿孔塞焊連接或螺栓連接；

（6）在外包矩形鋼管與既有鋼筋混凝土柱之間的間隙內澆筑自密實混凝土，按施工要求進行養(yǎng)護。

上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。