CN105756366B - 一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法 - Google Patents

一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法，制作与角柱截面尺寸相匹配的锚固角钢和加固角钢，并在锚固角钢两肢上预留螺栓孔；对角柱的粘结锚固区打磨清理平整；安装锚固角钢至设计位置，并根据锚固角钢预留孔位置在粘结锚固区钻螺栓孔，并清孔和扩孔；在角柱的粘结锚固区涂抹建筑结构胶，锚固角钢的两肢紧贴粘结锚固区放置，将加固角钢安装至设计位置，将锚固角钢和加固角钢的两肢焊接在一起组成钢箱；向锚固角钢和角柱上的螺栓孔内注胶并植入自锁锚杆；拧紧自锁锚杆的螺帽，从而将锚固角钢和加固角钢与角柱固定；本发明加固组件少，施工步骤简单，施工周期短；能大幅度提高柱的承载力、抗侧刚度和抗震延性；角柱整体性能好，可靠性能高。

Description

一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法
技术领域
本发明涉及一种加固方法，具体的说是涉及一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法。
背景技术
大量工业与民用建筑的钢筋混凝土柱由于设计、施工的缺陷或长期使用过程中的老化、损伤和灾害等因素，造成相当部分的柱承载力不足等影响安全和使用功能的问题，迫切需要进行加固。比如民用建筑中由于房屋结构加层改造，工业厂房中的机器增设及桥梁结构中的超载现象，使得原有结构的承载力不足，迫切需要通过加固的方法来大幅提高钢筋混凝土柱的承载力。
目前在对钢筋混凝土角柱的实际加固中，应用较为广泛的是增大截面、外包角钢、粘贴纤维增强复合材料以及体外预应力等加固方法，虽然这几种方法都可提高钢筋混凝土角柱的承载力，但其缺点也较为明显：
增大截面加固对原结构截面增大一般较大，对结构自重影响较大，且现场需要支模，湿作业工作量大，养护期长，占用建筑空间较多，同时对在用结构的使用环境也有较大的影响，利用这种传统方法加固有时得不偿失。外包角钢可以显著提高构件的承载力,角钢骨架对混凝土也有一定的约束,但制作角钢骨架时需要焊接缀板缀条，施工复杂，组件相对较多且对混凝土柱的延性提高有限。而粘贴纤维增强复合材料加固虽能显著提高混凝土柱的延性,但由于纤维增强复合材料本身的原因,粘贴层数达到一定的数量后,对柱的承载力提高有限。体外预应力加固法在加固施工时需要张拉设备和锚具，施工技术要求高以及锚固处理有一定的难度。
发明内容
本发明的目的就是针对现有加固方法存在的缺陷，提供一种能显著提高加固角柱承载力和延性的快速加固方法，解决了现有技术所存在的增大截面加固对原结构截面增大一般较大，对结构自重影响较大且现场需要支模、养护周期长，不能迅速投入使用的问题；还解决了外包角钢加固对柱的延性提高有限，施工组件较多的问题；同时解决了外粘纤维增强复合材料加固后承载力提高有限的问题；并避免了体外预应力加固法施工技术要求高且锚固处理有一定难度的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，制作与角柱截面尺寸相匹配的锚固角钢和加固角钢，并在锚固角钢两肢上预留螺栓孔；
步骤二，对角柱的粘结锚固区打磨清理平整，并对该区域柱角处进行倒圆角处理；
步骤三，安装锚固角钢至设计位置，并根据锚固角钢预留孔位置在角柱的粘结锚固区相应位置钻螺栓孔，并清孔和扩孔；
步骤四，在角柱的粘结锚固区涂抹建筑结构胶，所述锚固角钢的两肢紧贴粘结锚固区放置，将加固角钢安装至设计位置，将所述锚固角钢和加固角钢的两肢相接触侧边焊接在一起组成钢箱，加固角钢的两肢与未经处理的混凝土面间留有一定的距离呈箱型；
步骤五，向锚固角钢和角柱上的螺栓孔内注入建筑结构胶并植入自锁锚杆；
步骤六，拧紧自锁锚杆的螺帽，从而将锚固角钢和加固角钢与角柱固定。
作为改进，所述步骤一中，锚固角钢和加固角钢采用冷弯或焊接的方法制作，所述锚固角钢和加固角钢的两肢宽厚比均满足的要求，其中fy为角钢屈服强度，且满足：
和
其中b为角柱横截面宽度，h为角柱横截面高度，bf1和bf2分别为锚固角钢和加固角钢两肢的宽度，tf为锚固角钢和加固角钢的肢厚。
作为改进，所述步骤二中，角柱的粘结锚固区为受压侧的两相邻面。
作为改进，所述步骤三中，角柱的螺栓孔的孔深度为10倍的自锁锚杆直径，螺栓孔在角柱混凝土内的分布间距及直径与锚固角钢上的相同。
作为改进，所述步骤五中，所述自锁锚杆均带有螺纹。
本发明有益效果是：
本发明采用钢围套扩大截面加固角柱，无需浇筑混凝土，在大幅度提高角柱承载力的同时减少了湿作业，缩短工期，可用于快速处理突发灾害对角柱造成破坏以及需在短期内大幅提高承载力的角柱加固；同时锚固角钢与原混凝土的角柱表面除了涂刷建筑结构胶连接以外，还通过植入自锁锚杆来固定，大大增加了后加角钢和原混凝土角柱之间的整体性能和粘结的可靠性能；又由于在加固角钢的两肢与原混凝土角柱之间预留空间，增大角柱截面宽度和高度，通过限制后加的锚固角钢和加固角钢两肢的宽厚比和高厚比来满足角柱截面局部稳定的要求，在大幅提高原角柱承载力的同时增加了抗侧刚度；同时对于抗震设计的框架柱，采用钢围套扩大截面加固时角钢的作用，除了提高纵筋配筋率外，还相当于增加了原角柱的箍筋配筋率，同时加强了对原角柱核心混凝土的约束，此时加固角柱的抗压承载力和抗剪承载力均得到提高，同时耗能能力和抗震延性也随之增加。可见本方法在大幅度提高角柱的承载力、抗侧刚度和抗震延性的同时，能保证加固角柱整体性能好，可靠性能高，操作简单，施工方便，工程成本较低，应用前景广阔。
本发明加固组件少，施工步骤简单，施工周期短，可迅速投入使用；大幅度提高柱的承载力、抗侧刚度和抗震延性；柱整体性能好，可靠性能高。
附图说明
图1为本发明钢筋混凝土角柱俯视图加固示意图；
图2为本发明钢筋混凝土角柱加固主视图示意图。
图中，1-角柱，2-角钢，3-焊缝，4-自锁锚杆，5-螺帽，11-粘结锚固区，21-锚固角钢，22-加固角钢。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行进一步说明。如图1和图2所示，一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法，图中，1为原钢筋混凝的角柱，11为角柱的粘结锚固区，2为角钢，其包括预留螺栓孔的锚固角钢21和未预留螺栓孔的加固角钢22，3为两个角钢焊接的焊缝，4为自锁锚杆，5为自锁锚杆的螺帽。
实施例：
一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，制作与角柱1截面尺寸相匹配的锚固角钢21和加固角钢22，并在锚固角钢21两肢上预留螺栓孔；
步骤二，对角柱1的粘结锚固区11打磨清理平整，并对该区域柱角处进行倒圆角处理；
步骤三，安装锚固角钢21至设计位置，并根据锚固角钢21预留孔位置在角柱1的粘结锚固区11相应位置钻螺栓孔，并清孔和扩孔；
步骤四，在角柱1的粘结锚固区11涂抹建筑结构胶，所述锚固角钢21的两肢紧贴粘结锚固区11放置，将加固角钢22安装至设计位置，将所述锚固角钢21和加固角钢22的两肢相接触侧边焊接在一起组成钢箱；
步骤五，向锚固角钢21和角柱1上的螺栓孔内注入建筑结构胶并植入自锁锚杆4；
步骤六，拧紧自锁锚杆4的螺帽5，从而将锚固角钢21和加固角钢22与角柱1固定。
锚固角钢21和加固角钢22采用冷弯或焊接的方法制作，所述锚固角钢21和加固角钢22的两肢宽厚比均满足的要求，其中fy为角钢屈服强度，且满足：
和
其中b为角柱1横截面宽度，h为角柱1横截面高度，bf1和bf2分别为锚固角钢21和加固角钢22两肢的宽度，tf为锚固角钢21和加固角钢22的肢厚。
所述角柱1的粘结锚固区11为受压侧的两相邻面。角柱1的螺栓孔的孔深度为10倍的自锁锚杆4直径，螺栓孔在角柱1混凝土内的分布间距及直径与锚固角钢21上的相同。所述自锁锚杆4均带有螺纹。加固角钢22的两肢与未经处理的混凝土面间留有一定的距离呈箱型。

Claims (5)

1.一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，制作与角柱(1)截面尺寸相匹配的锚固角钢(21)和加固角钢(22)，并在锚固角钢(21)两肢上预留螺栓孔；
步骤二，对角柱(1)的粘结锚固区(11)打磨清理平整，并对该区域柱角处进行倒圆角处理；
步骤三，安装锚固角钢(21)至设计位置，并根据锚固角钢(21)预留孔位置在角柱(1)的粘结锚固区(11)相应位置钻螺栓孔，并清孔和扩孔；
步骤四，在角柱(1)的粘结锚固区(11)涂抹建筑结构胶，所述锚固角钢(21)的两肢紧贴粘结锚固区(11)放置，将加固角钢(22)安装至设计位置，将所述锚固角钢(21)和加固角钢(22)的两肢相接触侧边焊接在一起组成钢箱，加固角钢(22)的两肢与未经处理的混凝土面间留有一定的距离呈箱型；
步骤五，向锚固角钢(21)和角柱(1)上的螺栓孔内注入建筑结构胶并植入自锁锚杆(4)；
步骤六，拧紧自锁锚杆(4)的螺帽(5)，从而将锚固角钢(21)和加固角钢(22)与角柱(1)固定。
2.如权利要求1所述一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法，其特征在于：所述步骤一中，锚固角钢(21)和加固角钢(22)采用冷弯或焊接的方法制作，所述锚固角钢(21)和加固角钢(22)的两肢宽厚比均满足的要求，其中fy为角钢屈服强度，且满足：
和
其中b为角柱(1)横截面宽度，h为角柱(1)横截面高度，bf1和bf2分别为锚固角钢(21)和加固角钢(22)两肢的宽度，tf为锚固角钢(21)和加固角钢(22)的肢厚。
3.如权利要求1所述一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法，其特征在于：所述步骤二中，角柱(1)的粘结锚固区(11)为受压侧的两相邻面。
4.如权利要求1所述一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法，其特征在于：所述步骤三中，角柱(1)的螺栓孔的孔深度为10倍的自锁锚杆(4)直径，螺栓孔在角柱(1)混凝土内的分布间距及直径与锚固角钢(21)上的相同。
5.如权利要求1所述一种快速加固钢筋混凝土角柱的方法，其特征在于：所述步骤五中，所述自锁锚杆(4)均带有螺纹。
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