CN104895345B - 基于frp布材的建筑物抗连续倒塌加固系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,包括对称设置在待加固柱其中两侧表面的两块第一锚固钢板和对称设置在待加固柱另外两侧表面的两块第二锚固钢板,以及粘贴在待加固梁表面的FRP布材,两块第一锚固钢板上均设置有第一锚具夹片槽,两块第二锚固钢板上均设置有第二锚具夹片槽,相邻的第一锚固钢板和第二锚固钢板通过螺栓固定连接;FRP布材的一端固定连接有锚具夹片,锚具夹片固定连接在第一锚具夹片槽或第二锚具夹片槽中;本发明还公开了一种基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固方法。本发明施工方便,原待加固梁和待加固柱的承载力、延性均有提高,对待加固建筑物无损伤,提高了建筑物的整体性和抗连续倒塌能力。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域,具体涉及一种基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统及方法。
背景技术
随着我国经济水平的提高,钢筋混凝土建筑的加固技术也有了很大的发展。目前我国结构加固改造业成为土木工程领域主要行业之一。由于建筑物用途转变、地震损伤、撞击以及爆炸破坏等原因,建筑物常面临着连续倒塌的风险。当前常用的加固技术有:加筋高性能砂浆加固、粘钢加固、FRP加固、增大截面加固等,但加固目标一般限于提高梁的抗弯、抗剪承载力;提高柱的轴压、偏压性能;以及提高柱或节点的抗震能力等。而结构的抗连续倒塌加固,其重点在于重新构建结构的传力路径,提高结构的整体受力性能,从而使结构在局部承重构件破损的情况下仍然具备很好的抗倒塌能力,现有技术中的加固系统及方法不能适用于建筑物抗连续倒塌加固,具体分析如下:
(1)FRP加固
FRP加固在结构加固中具有良好的优势:纤维增强复合材料具有耐腐蚀、高强度、质量轻、厚度薄和非磁性的特点;施工操作性和施工质量好、对原结构的损伤小、对原结构净空影响小、不会改变原有结构的技术特点、在提高承载力的同时对裂缝的抑制效果较好。因此,粘贴FRP复合材料加固的方法被广泛用于梁、板、柱等结构构件的加固。但FRP也有以下几个弱点:FRP的强度非常高,而弹性模量却相对较低,当充分利用其强度时,FRP需要相当的变形,对于刚度也要求加固的结构来说是相当不适用的;粘贴FRP材料所用环氧树脂的耐火性与耐高温性能差,遇到火灾等对加固构件受力性能影响较大;加固构件延性不足,构件变形过大时会引起碳纤维的脆性断裂,从而导致结构的脆性破坏,对于需要较大变形或对抗震要求比较高的结构来说,这一点是十分不利的;环氧树脂层传递的剪力有限,剪切变形不断增长,超过极限剪应变后界面将发生剥离破坏,使得FRP的强度无法得到充分利用;同时,连接部位也会成为整个构件的薄弱环节。由于结构发生连续倒塌常常是由于竖向承重构件,如柱等的失效导致的,常规的粘贴FRP材料加固无法穿越柱而承担起其失效传递过来的荷载,虽然在加固梁端部通过U型粘贴FRP进行锚固,但无法有效确保柱失效后的拉结力。同时,结构发生连续倒塌常常伴有火灾、爆炸等,因此FRP加固无法直接用于抗连续倒塌加固。
(2)加筋高性能砂浆加固(HPFL)
加筋高性能砂浆加固技术是在混凝土构件表面铺上钢筋网、钢丝网、钢绞线网等受力材料,然后用膨胀螺栓锚固在构件上,使其形成整体而共同工作,最后抹上高性能砂浆作为保护层,以提高结构承载力和耐久性的一种加固方法。高性能砂浆与受力筋这两类不同性质的材料在加固中起着不同的作用,钢筋网等提高结构的承载能力,砂浆层起保护和粘结作用。与传统加固修补方法如粘钢、喷射混凝土加固技术等相比,加筋高性能砂浆加固修补混凝土结构具有明显的技术优势,主要表现在如下几个方面:钢筋网等可采用高强度材料,抗拉强度高;表面经过处理后不易生锈,且与砂浆的粘结力好;高性能砂浆能够很好地与被加固构件粘结为一整体共同工作;能有效提高被加固构件的抗弯、抗剪承载力与变形能力,提高构件刚度;加固面层薄(加固层一般为15mm~25mm厚),对净空几乎没有影响;该加固技术所采用的受力筋和无机胶凝材料与钢筋混凝土同性能、同寿命,均为传统意义上的常用建筑材料,其自身的防腐、耐高温、防火性能良好;施工周期短,不需要大型机具、设备;施工干扰小,在较小的空间中即可实施加固结构的施工,除了混凝土表面处理时的灰尘需要控制以外,对一般建筑物的正常使用几乎无干扰;技术施工操作方便,在正常施工条件下有效粘结面积基本可以达到100%,施工质量可以得到有效保证;加固后结构自重增加不大,结构外观尺寸和形状改变很小,与其它加固方法相比,节省了大量的机械台班费、人工费和检测费;适用面广,可广泛适用于各种结构类型(如桥梁、建筑物、构筑物、隧道、涵洞等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、拱、壳等)的加固修补;维修成本低,维修费用比其它加固方法至少减少1/2以上,维修周期大幅延长,从而大幅度降低维修费用。但该加固技术也存在如下缺点:该方法需通过膨胀螺栓、抗剪销钉等固定受力筋,并提供抗剪粘结强度,施工较麻烦且对原结构构建造成一定损伤;加固层与原结构之间交易发生粘结剥离破坏,加固材料的强度不易充分利用;在结构的刚度和延性要求较高的情况下难以满足。同时,直接用于抗连续倒塌加固也需要克服穿越节点的困难。
(3)粘钢加固
粘钢加固技术实质是一种体外配筋,通过提高原构件的配筋量,从而相应提高结构构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的能力。粘钢加固基本不增加构件及结构的荷载,不改变原设计的结构体系和受力形式,不影响结构的使用净空间、不影响构件的外观;胶粘剂硬化时间快,施工周期短;胶粘剂强度高于混凝土本体强度,可以使加固体与原构件形成一个良好的整体而共同工作,受力较均匀,较少在混凝土中产生应力集中现象;加固效果显著,工艺简单,不需特殊设备,所需劳动力少,易于操作。但粘钢加固中钢板的锚固问题比较突出,必须保证钢板在拉断之前不得发生脱胶等粘结破坏现象,要求钢板在锚固区的粘结受剪承载力必须大于钢板的受拉承载力;另外,对于钢板的防腐要求高,长期维护代价稍高。用于抗连续倒塌加固同样必须要克服高温和防火的难题。
(4)增大截面加固
增大截面加固技术是通过增大梁底面或侧面的尺寸,增配主筋,提高梁或柱的有效高度和抗弯强度,从而提高结构承载力。在我国加大截面法是一种传统的加固方法,工艺简单,适用面广。但这种方法要求的现场湿作业工作量大,养护时间较长,加厚部分使结构自重和恒载弯矩增加较多,承载力受压区原有混凝土强度限制,且影响结构净空,对原结构使用空间有较大影响,同时要使钢筋连续就无法避免对原结构的穿凿损伤,使得其不适用于抗连续倒塌加固。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其设计合理,施工方便,原待加固梁和待加固柱的承载力、延性均有所提高,对待加固建筑物无损伤,提高了建筑物的整体性和抗连续倒塌能力,实用性强,便于推广应用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:包括对称设置在待加固柱其中两侧表面的两块第一锚固钢板和对称设置在所述待加固柱另外两侧表面的两块第二锚固钢板,以及粘贴在待加固梁表面的FRP布材,两块第一锚固钢板和两块第二锚固钢板均与所述待加固柱锚固连接,两块第一锚固钢板上均设置有第一锚具夹片槽,两块第二锚固钢板上均设置有第二锚具夹片槽,相邻的第一锚固钢板和第二锚固钢板通过螺栓固定连接,所述第一锚固钢板上设置有用于连接螺栓的第一螺纹孔,所述第二锚固钢板上设置有用于连接螺栓的第二螺纹孔;所述FRP布材的一端固定连接有锚具夹片,所述锚具夹片固定连接在第一锚具夹片槽或第二锚具夹片槽中。
上述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述待加固柱为中柱,所述待加固梁的数量为四根,相应所述FRP布材和锚具夹片的数量均为四个,其中两个所述锚具夹片固定连接在第一锚具夹片槽中,另外两个所述锚具夹片固定连接在第二锚具夹片槽中。
上述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述待加固柱为边柱,所述待加固梁的数量为三根,相应所述FRP布材和锚具夹片的数量均为三个,其中两个所述锚具夹片固定连接在第一锚具夹片槽中,另外一个所述锚具夹片固定连接在第二锚具夹片槽中。
上述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述待加固柱为边柱,所述待加固梁的数量为三根,相应所述FRP布材和锚具夹片的数量均为三个,其中两个所述锚具夹片固定连接在第二锚具夹片槽中,另外一个所述锚具夹片固定连接在第一锚具夹片槽中。
上述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述待加固柱为角柱,所述待加固梁的数量为两根,相应所述FRP布材和锚具夹片的数量均为两个,其中一个所述锚具夹片固定连接在第一锚具夹片槽中,另外一个所述锚具夹片固定连接在第二锚具夹片槽中。
上述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述第一锚固钢板的厚度不小于2倍的第一锚具夹片槽的深度,所述第二锚固钢板的厚度不小于2倍的第二锚具夹片槽的深度。
上述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述锚具夹片的形状为楔形,所述楔形的楔尖和楔底的形状均为圆弧形,所述楔形的楔尖的圆弧直径为5mm~10mm,所述楔形的楔底的圆弧直径为15mm~30mm,所述楔形的长度不小于2倍的楔形的楔底的圆弧直径。
上述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述第一锚具夹片槽和第二锚具夹片槽与锚具夹片之间的间隙均为0.15mm、0.25mm或0.35mm。
上述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述FRP布材的一端缠绕在锚具夹片上且通过结构胶与锚具夹片固定连接,所述FRP布材缠绕在锚具夹片上的长度不小于锚具夹片的周长的2倍。
本发明还提供了一种施工步骤简单、实现方便的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
步骤一、移除载荷、平整表面并封闭裂缝:移除待加固梁和待加固柱上的载荷,清除待加固梁和待加固柱表面的剥落、空鼓、蜂窝和腐蚀的部分,露出坚固的部分,用修复材料将待加固梁和待加固柱的表面修复平整,并对裂缝部位进行封闭处理;
步骤二、表面打磨、清理和干燥:去除待加固梁和待加固柱表面的浮浆和油污,将待加固柱表面的凸起部位磨平,用吹风机将待加固梁和待加固柱的表面清理干净,并保持干燥;
步骤三、根据加固图纸制作第一锚固钢板、第二锚固钢板和锚具夹片,当锚具夹片采用钢材制成时,对锚具夹片进行喷砂处理,并对设置在第一锚固钢板上的第一锚具夹片槽和设置在第二锚固钢板上的第二锚具夹片槽进行喷砂处理;当锚具夹片采用高强度工程塑料制成时,对锚具夹片进行磨砂处理,并对设置在第一锚固钢板上的第一锚具夹片槽和设置在第二锚固钢板上的第二锚具夹片槽进行螺纹凹槽处理;
步骤四、根据加固图纸裁剪合适数量和尺寸的FRP布材;
步骤五、首先,将FRP布材待与锚具夹片固定连接的一端端部浸润结构胶,并将FRP布材的一端通过结构胶粘贴在锚具夹片上,然后,将第一锚具夹片槽和第二锚具夹片槽用结构胶浸润,并将固定连接有FRP布材的锚具夹片固定连接在第一锚具夹片槽或第二锚具夹片槽中;
步骤六、待完成加固图纸上的所有FRP布材与锚具夹片的连接后,将粘钢胶均匀涂抹在待加固柱表面,然后将固定连接有FRP布材的第一锚固钢板或第二锚固钢板粘贴在顶端有待加固梁的待加固柱的侧面,并将未固定连接FRP布材的第一锚固钢板或第二锚固钢板粘贴在顶端没有待加固梁的待加固柱的侧面,用铁锤敲击所述第一锚固钢板或第二锚固钢板直至密实;
步骤七、用螺栓连接所有相邻的第一锚固钢板和第二锚固钢板;
步骤八、将所有FRP布材浸润结构胶并粘贴在相应的待加固梁表面;
步骤九、待结构胶固化后,在所述第一锚固钢板和第二锚固钢板表面喷涂防锈剂,构成防锈涂层。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明的建筑物抗连续倒塌加固系统的结构简单,设计新颖合理,施工方便。
2、本发明通过第一锚固钢板和第二锚固钢板,以及锚具夹片,使FRP布材在梁柱节点处能够有效锚固,解决了FRP布材在梁柱节点处的锚固难、易剥离的问题。
3、本发明通过第一锚固钢板和第二锚固钢板以及锚具夹片将柱端多根梁的FRP布材连接在一起,解决了柱左右两端梁粘贴FRP布材无法通长加固的难题,较大幅度的提高了节点梁端的拉结能力,进而提高了整体结构的抗连续倒塌性能。
4、本发明有效避免了加固施工对原结构梁柱端部的施工损伤,最大程度地保持了原有结构的承载力。
5、本发明以FRP布材、第一锚固钢板和第二锚固钢板为基础,将FRP布材与锚固钢板相结合,充分利用了各自的优点而避免了其缺点,使原结构构件的承载力、延性都获得一定幅度的提高,尤其是结构的整体性得到了较大幅度的提高,并且对原结构刚度影响不大,关键构件加固后对整体结构荷载分配不会产生明显影响。
6、本发明基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固方法的施工步骤简单,实现方便。
7、本发明的实用性强,便于推广应用。
综上所述,本发明设计合理,施工方便,原待加固梁和待加固柱的承载力、延性均有所提高,对待加固建筑物无损伤,提高了建筑物的整体性和抗连续倒塌能力,实用性强,便于推广应用。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为本发明实施例3的结构示意图。
图4为本发明实施例4的结构示意图。
图5为本发明第一锚固钢板的主视图。
图6为图5的俯视图。
图7为本发明第二锚固钢板的结构示意图。
图8为图7的俯视图。
图9为本发明锚具夹片与FRP布材连接后的结构示意图。
附图标记说明:
1—待加固梁;2-1—中柱;2-2—边柱;
2-3—角柱;3—FRP布材;4—第二锚固钢板;
5—第二锚固钢板;6—锚具夹片;7—螺栓;
8—第一锚具夹片槽;9—第二锚具夹片槽;10—第一螺纹孔;
11—第二螺纹孔。
具体实施方式
实施例1
如图1以及图5~图8所示,本发明的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,包括对称设置在待加固柱其中两侧表面的两块第一锚固钢板4和对称设置在所述待加固柱另外两侧表面的两块第二锚固钢板5,以及粘贴在待加固梁1表面的FRP布材3,两块第一锚固钢板4和两块第二锚固钢板5均与所述待加固柱锚固连接,两块第一锚固钢板4上均设置有第一锚具夹片槽8,两块第二锚固钢板5上均设置有第二锚具夹片槽9,相邻的第一锚固钢板4和第二锚固钢板5通过螺栓7固定连接,所述第一锚固钢板4上设置有用于连接螺栓7的第一螺纹孔10,所述第二锚固钢板5上设置有用于连接螺栓7的第二螺纹孔11;所述FRP布材3的一端固定连接有锚具夹片6,所述锚具夹片6固定连接在第一锚具夹片槽8或第二锚具夹片槽9中。
如图1所示,本实施例中,所述待加固柱为中柱2-1,所述待加固梁1的数量为四根,相应所述FRP布材3和锚具夹片6的数量均为四个,其中两个所述锚具夹片6固定连接在第一锚具夹片槽8中,另外两个所述锚具夹片6固定连接在第二锚具夹片槽9中。
本实施例中,所述第一锚固钢板4的厚度不小于2倍的第一锚具夹片槽8的深度,所述第二锚固钢板5的厚度不小于2倍的第二锚具夹片槽9的深度。
如图9所示,本实施例中,所述锚具夹片6的形状为楔形,所述楔形的楔尖和楔底的形状均为圆弧形,所述楔形的楔尖的圆弧直径为5mm~10mm,所述楔形的楔底的圆弧直径为15mm~30mm,所述楔形的长度不小于2倍的楔形的楔底的圆弧直径。
本实施例中,所述第一锚具夹片槽8和第二锚具夹片槽9与锚具夹片6之间的间隙均为0.15mm、0.25mm或0.35mm。具体实施时,所述第一锚具夹片槽8和第二锚具夹片槽9与锚具夹片6之间的间隙大小根据加固所需的FRP布材3的层数来决定,当FRP布材3的层数为1层时,所述第一锚具夹片槽8和第二锚具夹片槽9与锚具夹片6之间的间隙为0.15mm;当FRP布材3的层数为2层时,所述第一锚具夹片槽8和第二锚具夹片槽9与锚具夹片6之间的间隙为0.25mm;当FRP布材3的层数为3层时,所述第一锚具夹片槽8和第二锚具夹片槽9与锚具夹片6之间的间隙为0.35mm。
本实施例中,所述FRP布材3的一端缠绕在锚具夹片6上且通过结构胶与锚具夹片6固定连接,所述FRP布材3缠绕在锚具夹片6上的长度不小于锚具夹片6的周长的2倍。
实施例2
如图2所示,本实施例与实施例1不同的是:所述待加固柱为边柱2-2,所述待加固梁1的数量为三根,相应所述FRP布材3和锚具夹片6的数量均为三个,其中两个所述锚具夹片6固定连接在第一锚具夹片槽8中,另外一个所述锚具夹片6固定连接在第二锚具夹片槽9中。其余结构均与实施例1相同。
实施例3
如图3所示,本实施例与实施例1不同的是:所述待加固柱为边柱2-2,所述待加固梁1的数量为三根,相应所述FRP布材3和锚具夹片6的数量均为三个,其中两个所述锚具夹片6固定连接在第二锚具夹片槽9中,另外一个所述锚具夹片6固定连接在第一锚具夹片槽8中。其余结构均与实施例1相同。
实施例4
如图4所示,本实施例与实施例1不同的是:所述待加固柱为角柱2-3,所述待加固梁1的数量为两根,相应所述FRP布材3和锚具夹片6的数量均为两个,其中一个所述锚具夹片6固定连接在第一锚具夹片槽8中,另外一个所述锚具夹片6固定连接在第二锚具夹片槽9中。其余结构均与实施例1相同。
具体实施时,所述待加固柱和待加固梁1为混凝土结构或砌体结构,所述待加固柱和待加固梁1的截面为圆形、矩形或正多边形。
当采用本发明的加固系统用于加固单独的待加固梁1或待加固柱时,可以在待加固梁1或待加固柱的两端直接预埋或者通过外加的底板预埋螺栓7,然后在待加固梁1或待加固柱的两端均通过螺栓7固定第一锚固钢板4,并在第一锚固钢板4上固定连接缠绕有FRP布材3的锚具夹片6,且将FRP布材3浸润结构胶并粘贴在相应的待加固梁1或待加固柱的表面,即完成了加固。
采用上述实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统进行建筑物抗连续倒塌加固的方法,包括以下步骤:
步骤一、移除载荷、平整表面并封闭裂缝:移除待加固梁1和待加固柱上的载荷,清除待加固梁1和待加固柱表面的剥落、空鼓、蜂窝和腐蚀的部分,露出坚固的部分,用修复材料将待加固梁1和待加固柱的表面修复平整,并对裂缝部位进行封闭处理;具体实施时,所述修复材料为环氧砂浆;
步骤二、表面打磨、清理和干燥:去除待加固梁1和待加固柱表面的浮浆和油污,将待加固柱表面的凸起部位磨平,用吹风机将待加固梁1和待加固柱的表面清理干净,并保持干燥;
步骤三、根据加固图纸制作第一锚固钢板4、第二锚固钢板5和锚具夹片6,当锚具夹片6采用钢材制成时,对锚具夹片6进行喷砂处理,并对设置在第一锚固钢板4上的第一锚具夹片槽8和设置在第二锚固钢板5上的第二锚具夹片槽9进行喷砂处理;当锚具夹片6采用高强度工程塑料制成时,对锚具夹片6进行磨砂处理,并对设置在第一锚固钢板4上的第一锚具夹片槽8和设置在第二锚固钢板5上的第二锚具夹片槽9进行螺纹凹槽处理,即将第一锚具夹片槽8和第二锚具夹片槽9均处理为螺纹凹槽;通过这样的处理能够增加锚固摩擦力。
步骤四、根据加固图纸裁剪合适数量和尺寸的FRP布材3;
步骤五、首先,将FRP布材3待与锚具夹片6固定连接的一端端部浸润结构胶,并将FRP布材3的一端通过结构胶粘贴在锚具夹片6上,然后,将第一锚具夹片槽8和第二锚具夹片槽9用结构胶浸润,并将固定连接有FRP布材3的锚具夹片6固定连接在第一锚具夹片槽8或第二锚具夹片槽9中;
步骤六、待完成加固图纸上的所有FRP布材3与锚具夹片6的连接后,将粘钢胶均匀涂抹在待加固柱表面,然后将固定连接有FRP布材3的第一锚固钢板4或第二锚固钢板5粘贴在顶端有待加固梁1的待加固柱的侧面,并将未固定连接FRP布材3的第一锚固钢板4或第二锚固钢板5粘贴在顶端没有待加固梁1的待加固柱的侧面,用铁锤敲击所述第一锚固钢板4或第二锚固钢板5直至密实;
步骤七、用螺栓7连接所有相邻的第一锚固钢板4和第二锚固钢板5;
步骤八、将所有FRP布材3浸润结构胶并粘贴在相应的待加固梁1表面;
步骤九、待结构胶固化后,在所述第一锚固钢板4和第二锚固钢板5表面喷涂防锈剂,构成防锈涂层。
综上所述,本发明以FRP布材3、第一锚固钢板4和第二锚固钢板5为基础,将FRP布材与锚固钢板相结合,充分利用了各自的优点而避免了其缺点,通过在待加固柱表面锚固第一锚固钢板4和第二锚固钢板5,在第一锚固钢板4和第二锚固钢板5上固定连接FRP布材3,并在待加固梁1表面粘贴FRP布材3,能使原待加固梁1和待加固柱的承载力、延性均有所提高,使得待加固柱端部多个方向的粘贴在待加固梁表面的FRP布材能够形成整体而不至于断开,从而增加了待加固梁1的拉结力,提高了整个建筑结构的整体性和内力重分布能力,从而提高了待加固结构的抗连续倒塌能力。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:包括对称设置在待加固柱其中两侧表面的两块第一锚固钢板(4)和对称设置在所述待加固柱另外两侧表面的两块第二锚固钢板(5),以及粘贴在待加固梁(1)表面的FRP布材(3),两块第一锚固钢板(4)和两块第二锚固钢板(5)均与所述待加固柱锚固连接,两块第一锚固钢板(4)上均设置有第一锚具夹片槽(8),两块第二锚固钢板(5)上均设置有第二锚具夹片槽(9),相邻的第一锚固钢板(4)和第二锚固钢板(5)通过螺栓(7)固定连接,所述第一锚固钢板(4)上设置有用于连接螺栓(7)的第一螺纹孔(10),所述第二锚固钢板(5)上设置有用于连接螺栓(7)的第二螺纹孔(11);所述FRP布材(3)的一端固定连接有锚具夹片(6),所述锚具夹片(6)固定连接在第一锚具夹片槽(8)或第二锚具夹片槽(9)中;
所述待加固柱为中柱(2-1)时,所述待加固梁(1)的数量为四根,相应所述FRP布材(3)和锚具夹片(6)的数量均为四个,其中两个所述锚具夹片(6)固定连接在第一锚具夹片槽(8)中,另外两个所述锚具夹片(6)固定连接在第二锚具夹片槽(9)中;
所述待加固柱为边柱(2-2)时,所述待加固梁(1)的数量为三根,相应所述FRP布材(3)和锚具夹片(6)的数量均为三个,其中两个所述锚具夹片(6)固定连接在第一锚具夹片槽(8)中,另外一个所述锚具夹片(6)固定连接在第二锚具夹片槽(9)中;或者其中两个所述锚具夹片(6)固定连接在第二锚具夹片槽(9)中,另外一个所述锚具夹片(6)固定连接在第一锚具夹片槽(8)中;
所述待加固柱为角柱(2-3)时,所述待加固梁(1)的数量为两根,相应所述FRP布材(3)和锚具夹片(6)的数量均为两个,其中一个所述锚具夹片(6)固定连接在第一锚具夹片槽(8)中,另外一个所述锚具夹片(6)固定连接在第二锚具夹片槽(9)中。
2.按照权利要求1所述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述第一锚固钢板(4)的厚度不小于2倍的第一锚具夹片槽(8)的深度,所述第二锚固钢板(5)的厚度不小于2倍的第二锚具夹片槽(9)的深度。
3.按照权利要求1所述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述锚具夹片(6)的形状为楔形,所述楔形的楔尖和楔底的形状均为圆弧形,所述楔形的楔尖的圆弧直径为5mm~10mm,所述楔形的楔底的圆弧直径为15mm~30mm,所述楔形的长度不小于2倍的楔形的楔底的圆弧直径。
4.按照权利要求1所述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述第一锚具夹片槽(8)和第二锚具夹片槽(9)与锚具夹片(6)之间的间隙均为0.15mm、0.25mm或0.35mm。
5.按照权利要求1所述的基于FRP布材的建筑物抗连续倒塌加固系统,其特征在于:所述FRP布材(3)的一端缠绕在锚具夹片(6)上且通过结构胶与锚具夹片(6)固定连接,所述FRP布材(3)缠绕在锚具夹片(6)上的长度不小于锚具夹片(6)的周长的2倍。
6.一种利用如权利要求1所述加固系统进行建筑物抗连续倒塌加固的方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
步骤一、移除载荷、平整表面并封闭裂缝:移除待加固梁(1)和待加固柱上的载荷,清除待加固梁(1)和待加固柱表面的剥落、空鼓、蜂窝和腐蚀的部分,露出坚固的部分,用修复材料将待加固梁(1)和待加固柱的表面修复平整,并对裂缝部位进行封闭处理;
步骤二、表面打磨、清理和干燥:去除待加固梁(1)和待加固柱表面的浮浆和油污,将待加固柱表面的凸起部位磨平,用吹风机将待加固梁(1)和待加固柱的表面清理干净,并保持干燥;
步骤三、根据加固图纸制作第一锚固钢板(4)、第二锚固钢板(5)和锚具夹片(6),当锚具夹片(6)采用钢材制成时,对锚具夹片(6)进行喷砂处理,并对设置在第一锚固钢板(4)上的第一锚具夹片槽(8)和设置在第二锚固钢板(5)上的第二锚具夹片槽(9)进行喷砂处理;当锚具夹片(6)采用高强度工程塑料制成时,对锚具夹片(6)进行磨砂处理,并对设置在第一锚固钢板(4)上的第一锚具夹片槽(8)和设置在第二锚固钢板(5)上的第二锚具夹片槽(9)进行螺纹凹槽处理;
步骤四、根据加固图纸裁剪合适数量和尺寸的FRP布材(3);
步骤五、首先,将FRP布材(3)待与锚具夹片(6)固定连接的一端端部浸润结构胶,并将FRP布材(3)的一端通过结构胶粘贴在锚具夹片(6)上,然后,将第一锚具夹片槽(8)和第二锚具夹片槽(9)用结构胶浸润,并将固定连接有FRP布材(3)的锚具夹片(6)固定连接在第一锚具夹片槽(8)或第二锚具夹片槽(9)中;
步骤六、待完成加固图纸上的所有FRP布材(3)与锚具夹片(6)的连接后,将粘钢胶均匀涂抹在待加固柱表面,然后将固定连接有FRP布材(3)的第一锚固钢板(4)或第二锚固钢板(5)粘贴在顶端有待加固梁(1)的待加固柱的侧面,并将未固定连接FRP布材(3)的第一锚固钢板(4)或第二锚固钢板(5)粘贴在顶端没有待加固梁(1)的待加固柱的侧面,用铁锤敲击所述第一锚固钢板(4)或第二锚固钢板(5)直至密实;
步骤七、用螺栓(7)连接所有相邻的第一锚固钢板(4)和第二锚固钢板(5);
步骤八、将所有FRP布材(3)浸润结构胶并粘贴在相应的待加固梁(1)表面;
步骤九、待结构胶固化后,在所述第一锚固钢板(4)和第二锚固钢板(5)表面喷涂防锈剂,构成防锈涂层。
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