CN104895344A - 钢筋混凝土构件的加固方法以及钢筋混凝土加固结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢筋混凝土构件的加固方法以及钢筋混凝土加固结构，其中，加固方法包括：在钢筋混凝土构件的待加固区域的至少一个侧面上开设至少一条凹槽，在凹槽内铺设至少一条带有若干个孔洞的碳纤维板条，用胶粘剂将碳纤维板条胶粘固定在凹槽内；钢筋混凝土加固结构包括钢筋混凝土构件和若干根碳纤维板条，钢筋混凝土构件的待加固区域的至少一个侧面上开设有至少一条凹槽，凹槽内铺设有至少一条带有若干个孔洞的碳纤维板条，碳纤维板条通过胶粘剂胶粘固定在凹槽内；本发明的碳纤维板条上开设的孔洞允许胶粘剂的通过，将碳纤维板条胶粘固定在凹槽内，增强了碳纤维板条与凹槽的胶合强度，降低了碳纤维板条与凹槽的粘贴界面发生滑移的几率。

Description

钢筋混凝土构件的加固方法以及钢筋混凝土加固结构

技术领域

本发明属于混凝土加固技术领域，涉及一种钢筋混凝土构件的加固方法以及钢筋混凝土加固结构。

背景技术

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer，简称CFRP)由于其高强度和耐腐蚀的特性，常用于老化建筑或者荷载增加的钢筋混凝土结构的加固工作，以提高钢筋混凝土构件的承载能力。常用方法有外贴碳纤维布加固以及内嵌碳纤维板条加固。

通过内嵌碳纤维板条加固形成碳纤维内嵌式加固构件，其破坏常表现为碳纤维板条与混凝土粘结界面的滑移破坏，这可能造成钢筋混凝土构件由于失去承载能力而发生开裂破坏，从而结构延性差。由于破坏为脆性破坏并具有突然性，故碳纤维本身并未发挥其最大强度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，主要目的在于提供一种钢筋混凝土构件的加固方法。

本发明还提供了一种采用上述的加固方法加固而得到的钢筋混凝土加固结构。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种钢筋混凝土构件的加固方法，其包括如下步骤：在钢筋混凝土构件的待加固区域的至少一个侧面上开设至少一条凹槽，在凹槽内铺设至少一条带有若干个孔洞的碳纤维板条，使用胶粘剂透过上述孔洞将碳纤维板条胶粘固定在凹槽内。

其中，凹槽可以在侧面上沿待加固区域的长度方向延伸，也可以在侧面上沿与待加固区域的长度方向具有夹角的方向延伸。

在本发明的优选实施例中，凹槽可以在侧面上沿待加固区域的长度方向排列成至少两排。

在本发明的优选实施例中，凹槽可以在侧面上沿待加固区域的宽度方向排列成至少两排。

在本发明的优选实施例中，碳纤维板条沿着自身的宽度方向铺设在凹槽内。

一种根据上述的加固方法制成的钢筋混凝土加固结构，其包括：钢筋混凝土构件和若干根碳纤维板条，钢筋混凝土构件的待加固区域的至少一个侧面上开设有至少一条凹槽，凹槽内铺设有至少一条带有若干个孔洞的碳纤维板条，胶粘剂透过孔洞将碳纤维板条胶粘固定在凹槽内。

在本发明的优选实施例中，凹槽可以在侧面上沿待加固区域的长度方向延伸，也可以在侧面上沿与待加固区域的长度方向具有夹角的方向延伸。

在本发明的优选实施例中，凹槽可以在侧面上沿待加固区域的长度方向排列成至少两排。

在本发明的优选实施例中，凹槽可以在侧面上沿待加固区域的宽度方向上排列成至少两排。

在本发明的优选实施例中，碳纤维板条沿着自身的宽度方向铺设在凹槽内。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

首先，本发明的钢筋混凝土加固结构含有碳纤维板条，其具有很高的抗拉强度、良好的耐久性以及较大的弹性模量，当在建筑结构的受拉区使用上述钢筋混凝土加固结构时，能够有效地减缓受拉侧混凝土的开裂，提高钢筋混凝土构件的承载能力。

其次，本发明的钢筋混凝土加固结构的碳纤维板条上开设有孔洞，这些孔洞允许胶粘剂的通过，将碳纤维板条胶粘固定在凹槽内，进一步增强了碳纤维板条与凹槽的胶合强度，使碳纤维板条、胶粘剂和钢筋混凝土构件形成共同的工作机制，降低了载荷作用下碳纤维板条与凹槽的粘贴界面发生相对滑移的几率，提高了钢筋混凝土构件的延性，并且能够防止钢筋混凝土构件在载荷作用下所发生的突然破坏现象。

附图说明

图1为本发明实施例一的钢筋混凝土加固结构的剖视示意图；

图2为本发明实施例一的钢筋混凝土加固结构的局部放大示意图；

图3为本发明实施例一的钢筋混凝土加固结构的仰视示意图；

图4为本发明实施例一的碳纤维板条的示意图；

图5为本发明实施例二的钢筋混凝土加固结构的剖视示意图；

图6为本发明实施例三的钢筋混凝土加固结构的剖视示意图；

图7为本发明实施例三的钢筋混凝土加固结构的仰视示意图；

图8为本发明实施例四的钢筋混凝土加固结构的仰视示意图；

图9为本发明实施例五的钢筋混凝土加固结构的仰视示意图；

图10为本发明实施例六的碳纤维板条的示意图；

图11为本发明实施例七的钢筋混凝土加固结构的仰视示意图；

图12为本发明实施例八的钢筋混凝土加固结构的仰视示意图；

图13为本发明实施例九的钢筋混凝土加固结构的剖视示意图；

图14为本发明实施例十的钢筋混凝土加固结构的剖视示意图。

附图标记

钢筋混凝土加固结构100、钢筋混凝土构件101、碳纤维板条102、钢筋103、凹槽104、底面105、胶粘剂106、孔洞107、钢筋混凝土构件201、碳纤维板条202、凹槽204、底面205、碳纤维板条302、凹槽304、碳纤维板条402、凹槽404、碳纤维板条502、凹槽504、碳纤维板条602、孔洞607、碳纤维板条702、凹槽704、碳纤维板条802、凹槽804、碳纤维板条902、凹槽904、胶粘剂906、碳纤维板条1002、凹槽1004、胶粘剂1006。

具体实施方式

本发明提供了一种钢筋混凝土构件的加固方法以及由该加固方法制成的钢筋混凝土加固结构。

<钢筋混凝土构件的加固方法>

本发明的钢筋混凝土构件的加固方法包括如下步骤：

(1)、根据欲加固的钢筋混凝土构件的待加固区域的尺寸，在待加固区域的至少一个侧面上开设出与待加固区域的尺寸相适应的至少一条凹槽，并清除凹槽内的混凝土碎屑；

(2)、根据凹槽的尺寸将碳纤维板材切割成具有一定尺寸的长条，并在长条上开设若干个孔洞作为碳纤维板条，或者，根据凹槽的尺寸直接将碳纤维板材一次性加工成碳纤维板条；

(3)、在凹槽内铺设至少一条上述的碳纤维板条；

(4)、采用胶粘剂将碳纤维板条胶粘固定在凹槽内。

其中，在步骤(1)中，凹槽可以在待加固区域的侧面上沿待加固区域的长度方向延伸，也可以在该侧面上沿着与待加固区域的长度方向具有夹角的方向延伸。

在步骤(1)中，凹槽可以在侧面上沿待加固区域的长度方向上排列成至少两排，也可以在侧面上沿待加固区域的宽度方向上排列成至少两排。

在步骤(2)中，在碳纤维板条上可以开设至少一排孔洞，每排孔洞中相邻两个孔洞的间距可以相等，也可以不等。

在步骤(3)中，可以沿着碳纤维板条的宽度方向将上述的碳纤维板条铺设在凹槽内。

在步骤(4)中，胶粘剂为环氧类结构胶，胶粘剂被灌入碳纤维板条和凹槽之间的间隙中并挤压，以使胶粘剂灌入碳纤维板条的孔洞内，从而使碳纤维板条与钢筋混凝土构件充分胶结。

本发明通过在碳纤维板条上开设孔洞并结合胶粘剂的胶结作用提高了碳纤维板条与钢筋混凝土构件的粘结性能，并且增强了钢筋混凝土构件的延性，有利于整体结构的安全性。

<钢筋混凝土加固结构>

本发明的钢筋混凝土加固结构采用以上的加固方法加固而成，包括钢筋混凝土构件和若干根碳纤维板条，钢筋混凝土构件的待加固区域的至少一个侧面上开设有至少一条凹槽，凹槽内铺设有至少一条带有若干个孔洞的碳纤维板条，胶粘剂穿过碳纤维板条上的孔洞将碳纤维板条胶粘固定在凹槽内。

其中，在本发明的优选实施例中，凹槽在待加固区域的侧面上可以沿待加固区域的长度方向延伸，也可以沿与待加固区域的长度方向具有夹角的方向延伸。

在本发明的优选实施例中，凹槽可以在待加固区域的侧面上沿待加固区域的长度方向上排列成至少两排，也可以在侧面上沿待加固区域的宽度方向上排列成至少两排。

在本发明的优选实施例中，碳纤维板条沿着自身的宽度方向铺设在凹槽内。

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一

本实施例提供了一种钢筋混凝土加固结构100。如图1所示，该钢筋混凝土加固结构100包括钢筋混凝土构件101和碳纤维板条102。

其中，钢筋混凝土构件101中预埋有钢筋103，其待加固区域的底面105开设有一条凹槽104该凹槽104位于待加固区域的横截面的纵向对称轴上。如图2和图3所示，该凹槽104在待加固区域的底面105上沿待加固区域的长度方向ε延伸。凹槽104内铺设有一条碳纤维板条102。碳纤维板条102沿着自身的宽度方向δ被铺设在凹槽104内。凹槽104的深度H₁大于碳纤维板条102的宽度W₁，凹槽104的宽度W₂大于碳纤维板条102的厚度T₂。凹槽104和碳纤维板条102的空隙内填充有胶粘剂106，通过胶粘剂106将碳纤维板条102粘贴固定在凹槽104内。

如图4所示，碳纤维板条102在沿自身的长度方向γ上开设有一排孔洞107。在该排孔洞107中，相邻两个孔洞107的间距相等。孔洞107允许胶粘剂的通过，以便将碳纤维板条102胶粘固定在凹槽104内，从而增强了碳纤维板条102与凹槽104的胶合强度，降低了碳纤维板条102与凹槽104的粘贴界面发生滑移的几率，能够有效防止因为碳纤维板条102与凹槽104的粘贴界面发生滑移而导致的钢筋混凝土构件101的整体结构被破坏这种情况的出现。

在本实施例中，凹槽104开设在钢筋混凝土构件101的待加固区域的底面105，然而，还可以根据实际情况将凹槽还可以开设在钢筋混凝土构件的待加固区域的任意一个侧面上。

另外，在本实施例中，凹槽104的深度H₁大于碳纤维板条102的宽度W₁，然而，凹槽的深度还可以等于碳纤维板条的宽度，此时，胶粘剂填充在凹槽和碳纤维板条的间隙内。

实施例二

本实施例提供了一种钢筋混凝土构件的加固方法。采用本实施例的加固方法对钢筋混凝土构件进行加固后即得到实施例一的钢筋混凝土加固结构。

如图5所示，本实施例的钢筋混凝土构件200的加固方法包括如下步骤：

(1)、根据欲加固的钢筋混凝土构件201的待加固区域的尺寸，在待加固区域的底面205上开设出一条凹槽204，并清除凹槽204内的混凝土碎屑；

(2)、根据凹槽204的尺寸将碳纤维板材切割成具有一定尺寸的长条，并在长条上开设若干个孔洞，成为碳纤维板条202；

(3)、在凹槽204内铺设少一条碳纤维板条202；

(4)、在碳纤维板条202和凹槽204的间隙内灌入胶粘剂；

(5)、压实凹槽204内的胶粘剂，确保胶粘剂灌入碳纤维板条202的孔洞内，清除钢筋混凝土构件201的凹槽204外多余的胶粘剂；

(6)、待胶粘剂与碳纤维板条202和凹槽204的内表面充分胶结凝固后，即得钢筋混凝土加固结构200。

实施例三

在实施例一中，钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上仅开设有一条凹槽，然而，待加固区域的底面上还可以开设有两条上凹槽。

如图6和图7所示，本实施例的钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上开设有三条凹槽304，三条凹槽304在待加固区域的底面上呈平行排列。每条凹槽304均沿着待加固区域的长度方向ε延伸，并且其内均粘结固定有碳纤维板条302。图6和图7仅为示意图，各个部分之间的距离并不代表实际的间距。本实施例的钢筋混凝土构件的其他结构同实施例一。

实施例四

在实施例一中，钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上开设的凹槽沿待加固区域的长度方向ε延伸，然而，待加固区域的底面上所开设的凹槽的延伸方向与待加固区域的长度方向还可以具有一定夹角α，夹角α的范围为1°-90°。

如图8所示，本实施例的钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上开设有一条凹槽404，该凹槽404的延伸方向与待加固区域的长度方向ε所成的夹角为30°。该条凹槽404内粘结固定有碳纤维板条402。图8仅为示意图，各个部分之间的距离并不代表实际的间距。本实施例的钢筋混凝土构件的其他结构同实施例一。

实施例五

在实施例四中，钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上仅开设有一条凹槽并且该条凹槽的延伸方向与待加固区域的长度方向具有一定的夹角，然而，钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上还可以开设有两条以上凹槽并且每条凹槽的延伸方向与待加固区域的长度方向也可以具有一定的夹角。不同凹槽的延伸方向与待加固区域的长度方向所成的夹角可以相同，也可以不同。

如图9所示，本实施例的钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上开设有三条凹槽504，每条凹槽504的延伸方向均与待加固区域的长度方向ε所成的夹角为30°。每条凹槽504内均粘结固定有碳纤维板条502。图9仅为示意图，各个部分之间的距离并不代表实际的间距。本实施例的钢筋混凝土构件的其他结构同实施例四。

实施例六

在实施例一中，碳纤维板条在沿自身的长度方向γ上开设有一排孔洞，并且相邻两个孔洞的间距相等，然而，碳纤维板条还可在沿自身的长度方向γ上开设有不止一排孔洞，并且相邻两个孔洞的间距可以相等，还可以不等。

如图10所示，本实施例中的碳纤维板条602在沿自身的长度方向γ上开设有三排孔洞607，并且每排中相邻两个孔洞607的间距相等。图10仅为示意图，各个部分之间的距离并不代表实际的间距。

实施例七

在实施例一中，待加固区域的底面上沿自身长度方向ε上仅开设有一条凹槽，然而，待加固区域的底面上沿自身长度方向ε上还可以开设多条凹槽。

如图11所示，本实施例中的钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上沿自身长度方向ε上开设有一排凹槽，该排凹槽包括三条沿待加固区域的长度方向ε上依次延伸的凹槽704。每条凹槽704内均粘结固定有碳纤维板条702。图11仅为示意图，各个部分之间的距离并不代表实际的间距。本实施例的钢筋混凝土构件的其他结构同实施例一。

实施例八

在实施例七中，待加固区域的底面上沿自身宽度方向η上仅开设有一排凹槽，然而，待加固区域的底面上沿自身宽度方向η上还可以开设多排凹槽。

如图12所示，本实施例中的钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上沿自身宽度方向η上开设有三排凹槽，每排凹槽均包括三条沿待加固区域的长度方向ε上依次延伸的凹槽804。每条凹槽804内均粘结固定有碳纤维板条802。图12仅为示意图，各个部分之间的距离并不代表实际的间距。本实施例的钢筋混凝土构件的其他结构同实施例七。

实施例九

在实施例一中，凹槽内仅铺设有一条碳纤维板条，然而，凹槽内还可以铺设有两条以上碳纤维板条。

如图13所示，本实施例中的钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上开设的凹槽904内铺设有三条碳纤维板条902，每条碳纤维板条902均沿着自身的宽度方向δ被铺设在凹槽904内。凹槽904和碳纤维板条902的空隙内填充有胶粘剂906，通过胶粘剂906将各条碳纤维板条902粘贴固定在凹槽904内。图13仅为示意图，各个部分之间的距离并不代表实际的间距。本实施例的钢筋混凝土构件的其他结构同实施例一。

实施例十

在实施例九中，待加固区域的底面仅开设了一条凹槽，每条凹槽内铺设有三条碳纤维板条，然而，待加固区域的底面还可以开设有两条以上凹槽，每条凹槽内可以铺设两条以上碳纤维板条。

如图14所示，本实施例中的钢筋混凝土构件的待加固区域的底面上开设有两条凹槽1004，每条凹槽1004内铺设有三条碳纤维板条1002，每条碳纤维板条1002均沿着自身的宽度方向δ被铺设在凹槽1004内。凹槽1004和碳纤维板条1002的空隙内填充有胶粘剂1006，通过胶粘剂1006将各条碳纤维板条1002粘贴固定在凹槽1004内。图14仅为示意图，各个部分之间的距离并不代表实际的间距。本实施例的钢筋混凝土构件的其他结构同实施例九。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢筋混凝土构件的加固方法，其特征在于：包括如下步骤：在钢筋混凝土构件的待加固区域的至少一个侧面上开设至少一条凹槽，在所述凹槽内铺设至少一条带有若干个孔洞的碳纤维板条，使胶粘剂透过所述孔洞将所述碳纤维板条胶粘固定在所述凹槽内。

2.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于：所述凹槽在所述侧面上沿所述待加固区域的长度方向延伸。

3.根据权利要求2所述的加固方法，其特征在于：所述凹槽在所述侧面上沿所述待加固区域的长度方向排列成至少两排。

4.根据权利要求3所述的加固方法，其特征在于：所述凹槽在所述侧面上沿所述待加固区域的宽度方向排列成至少两排。

5.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于：所述凹槽在所述侧面上沿与所述待加固区域的长度方向具有夹角的方向延伸。

6.根据权利要求1至5中任一所述的加固方法，其特征在于：所述碳纤维板条沿着自身的宽度方向铺设在所述凹槽内。

7.一种根据权利要求1至6中任一所述的加固方法制成的钢筋混凝土加固结构，其特征在于：包括：钢筋混凝土构件和若干根碳纤维板条，所述钢筋混凝土构件的待加固区域的至少一个侧面上开设有至少一条凹槽，所述凹槽内铺设有至少一条带有若干个孔洞的碳纤维板条，胶粘剂透过所述孔洞将所述碳纤维板条胶粘固定在所述凹槽内。

8.根据权利要求7所述的钢筋混凝土加固结构，其特征在于：所述凹槽在所述侧面上沿所述待加固区域的长度方向延伸；

优选地，所述凹槽在所述侧面上沿所述待加固区域的长度方向排列成至少两排；

最优选地，所述凹槽在所述侧面上沿所述待加固区域的宽度方向上排列成至少两排。

9.根据权利要求7所述的钢筋混凝土加固结构，其特征在于：所述凹槽在所述侧面上沿与所述待加固区域的长度方向具有夹角的方向延伸。

10.根据权利要求6至8中任一所述的钢筋混凝土加固结构，其特征在于：所述碳纤维板条沿着自身的宽度方向铺设在所述凹槽内。