CN106351457A - 一种钢筋混凝土连梁加固结构 - Google Patents

一种钢筋混凝土连梁加固结构 Download PDF

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程蓓
苏启亮
杨参天
官俊良
周梦杰
石彩华
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Abstract

本发明公开了一种钢筋混凝土连梁加固结构,包括:连梁,钢板和连梁两端的剪力墙,钢板沿连梁的竖直侧面设置且通过第一紧固连接件与剪力墙连接;还包括屈曲约束框架,屈曲约束框架两侧的竖向边框,通过第二紧固连接件分别与位于连梁两侧的剪力墙上的钢板连接。竖向边框延伸出钢板的上下两端,通过第二紧固连接件与对应的剪力墙连接,所述屈曲约束框架与钢板的连接处设有水平设置的长圆孔。本发明中的钢板、屈曲约束框架均提前设计加工,预制化程度高,现场以装配为主。采用屈曲约束框架,使钢板更有效地发挥其强度,提高连梁的抗震能力。通过设置水平的长圆孔,在约束钢板屈曲的同时,避免因加固显著增加连梁的刚度,有利于抗震设计要求。

Description

一种钢筋混凝土连梁加固结构
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域,特别是涉及一种钢筋混凝土连梁加固结构。
背景技术
剪力墙结构、框架-剪力墙结构以及框架核心筒结构是广泛应用在高层建筑中的抗侧力体系,连梁是这几种结构抗侧力体系中的重要组成部分。研究表明,联结两片剪力墙之间的连梁对整个抗侧力体系的抗震性能有着重要的影响。合理设计的钢筋混凝土剪力墙结构体系在地震作用下,钢筋混凝土连梁首先屈服,然后在往复荷载的作用下耗散地震所输入的能量。因此,连梁需要具有足够的强度、延性和耗能能力。
近年来发展较为成熟的钢筋混凝土连梁加固技术有:(一)钢筋混凝土连梁粘贴CFRP加固技术,在钢筋混凝土连梁上粘贴CFRP(碳纤维增强复合材料),并在适当补位凿空植入锚筋;(二)钢筋混凝土连梁粘贴钢板加固技术:通过环氧树脂将钢板与钢筋混凝土连梁连接。大量文献研究表明这些技术可以明显提高既有钢筋混凝土连梁的承载力。
但是上述加固技术也存在着一些缺陷:在提高连梁强度的同时,提高了连梁刚度,可能使抗侧力体系的刚度增加较大,且忽略了其延性和变形能力,不能满足抗震设计的要求。另一方面,均需要对梁进行较为严格的表面处理,预制化程度较低,现场施工工序较复杂。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种钢筋混凝土连梁加固结构。一方面,用以解决现有连梁加固技术中,因连梁刚度提升,造成抗侧力体系的刚度增加较大,且忽略延性和变形能力,使得加固的连梁不能满足抗震设计要求的问题。另一方面,解决了现有连梁加固技术中,需要对梁进行较为严格的表面处理,现场施工工序较复杂的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供一种钢筋混凝土连梁加固结构,包括:连梁,钢板和设于连梁两端的剪力墙,所述钢板沿连梁的竖直侧面设置且通过第一紧固连接件与所述剪力墙连接,还包括屈曲约束框架,所述屈曲约束框架两侧的竖向边框通过第二紧固连接件分别与位于所述连梁两侧的剪力墙上的所述钢板连接,所述竖向边框延伸出所述钢板的上下两端,通过第二紧固连接件与对应的剪力墙连接,所述屈曲约束框架与钢板的连接处设有水平设置的长圆孔。
其中,所述屈曲约束框架包括相对平行设置的两个所述竖向边框和相对平行设置的两个横向边框,所述竖向边框和横向边框均由角钢制成。
其中,所述竖向边框与所述横向边框通过所述第二紧固连接件连接组成所述屈曲约束框架。
其中,所述第一紧固连接件为螺栓。
其中,所述第二紧固连接件为螺栓。
其中,所述第一紧固连接件的螺栓为化学锚固螺栓,所述化学锚固螺栓的螺杆与螺栓孔壁的缝隙中填充有化学粘着剂。
其中,所述钢板厚度为3mm~9mm。
其中,所述钢板与所述剪力墙接触部分厚度大于与连梁接触部分厚度。
其中,所述钢板与所述连梁的相应部分设置有多个加劲肋。
其中,所述加劲肋呈对角交叉布置。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供的一种钢筋混凝土连梁加固结构,具有以下有点:
(1)预制化程度较高,材料经济,关键构件在工厂中加工完成,现场以装配操作为主,施工工序简便,可有效缩短加固施工工期,提高工程效率,减小加固工程对建筑使用的影响。
(2)可以在显著提高连梁的强度、延性、变形能力和耗能能力的同时,有效控制连梁的刚度在有利于抗震设计的范围内。
附图说明
图1为钢筋混凝土连梁加固结构的三维示意图;
图2为钢筋混凝土连梁加固结构的平面示意图;
图3为钢筋混凝土连梁加固结构采用的钢板平面示意图;
图4为钢筋混凝土连梁加固结构采用的屈曲约束框架三维示意图;
图5为钢筋混凝土连梁加固结构采用的屈曲约束框架角钢连接处平面示意图;
附图标记说明
1-钢筋混凝土连梁;2-钢板;3-螺栓;4-连梁两端的剪力墙;5-屈曲约束框架;6-钢板加劲肋;7-角钢;8-螺栓;9-螺栓;10-钢板开孔;11-钢板开孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1:
如图1,图2所示,一种钢筋混凝土连梁加固结构,包括,连梁1,钢板2,连梁两端的剪力墙4,屈曲约束框架5。所述钢板2通过化学锚固螺栓与连梁两端剪力墙4连接,所述化学锚固螺栓的螺杆与螺栓孔壁的缝隙中填充有化学粘着剂。所述屈曲约束框架5两侧的竖向边框通过螺栓分别与位于所述剪力墙4上的钢板2连接,所述竖向边框延伸出钢板2的上下两端,通与对应的剪力墙4连接,所述屈曲约束框架5的竖向边框与钢板2的连接处设有水平设置的长圆孔,所述屈曲约束框架5的横向边框与钢板2的连接处为圆孔,且钢板2上的开孔为圆孔。所述长圆孔的长度大于位于其内的第二紧固连接件的直径,其宽度与位于其内的第二紧固连接件的直径相匹配。
其中,所述屈曲约束框架,为结构,边框均由角钢制成。
其中,所述竖向边框与所述横向边框通过所述第二紧固连接件连接组成所述屈曲约束框架。
其中,所述钢板厚度为3mm~9mm。
其中,所述钢板与所述连梁的相应部分设置有对角交叉布置加劲肋。
下面通过具体加固操作,对本机构进一步详细清楚的说明。
(1)根据所需加固的连梁实际需求,在工厂设计加工钢板2、屈曲约束框架5,其中:
钢板的尺寸结构:如图3所示,在钢板2与连梁1的接触部分焊接有两个交叉设置的圆钢筋作为加劲肋,其中,所述钢板2厚度为3mm。
屈曲约束框架5的尺寸结构:如图4所示,屈曲约束框架5为结构,由四根角钢7组成。如图5所示,屈曲约束框架5与钢板2的连接处设有水平设置的长圆孔,长圆孔的长度大于位于其内的螺栓的直径,其宽度与位于其内的螺栓的直径相匹配。
(2)在既有钢筋混凝土连梁一侧及附近剪力墙区域,将墙体涂层去除;
(3)在既有钢筋混凝土连梁两端剪力墙上钻孔,孔径大于螺栓3的螺杆直径;
(4)螺栓3采用化学锚固螺栓,用螺栓3将钢板2按照附图所示位置固定在连梁表面,在螺栓杆与螺栓孔壁的缝隙中填充化学粘着剂;
(5)通过螺栓8连接,将四根角钢按照图4所示构造装配为钢板屈曲约束机构5,并用螺栓8、螺栓9将角钢与钢板2、连梁两端剪力墙4连接。
本实施例中采用螺栓钢板组合装配的机构进行加固,构件提前设计并预制加工,现场不需要进行湿作业,以装配操作为主,预制化程度较高。通过焊接加劲肋,增加钢板的强度,设置屈曲约束框架,有效地约束了钢板的屈曲,使钢板更有效地发挥其强度和剪切方向上的变形能力,从而提高连梁的抗震能力。连接钢板与屈曲约束框架的螺栓在角钢上的螺栓孔为长圆孔,使得在约束钢板的屈曲的同时,避免因加固显著增加连梁的刚度,有利于抗震设计要求。采用化学锚固螺栓,可提高钢板与混凝土连梁的协同工作性能,防止混凝土连梁在地震中过早发生破坏,同时使连梁实现较好的耗能能力,对提高现有连梁的抗震性能具有良好的效果。
实施例2:
本实施例与实施例1基本相同,为了描述的简要,在本实施例的描述过程中,不再描述与实施例1相同的技术特征,仅说明本实施例与实施例1不同之处:其中,所述竖向边框与所述横向边框通过焊接组成所述屈曲约束框架(5),所述钢板(2)与所述剪力墙(4)接触部分厚度大于与连梁(1)接触部分厚度。
具体的:所述钢板2与所述连梁两端剪力墙4接触部分厚度为9mm,所述钢板2与连梁1接触部分厚度为4.5mm。
本实施例中,为了适应不同的连梁加固的需求,通过增加钢板各部分的厚度,能够更好地增加连梁的强度,有利于抗震的需求。根据不同位置的需求,设置不同的厚度,节约材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢筋混凝土连梁加固结构,包括:连梁(1),钢板(2)和设于连梁(1)两端的剪力墙(4),所述钢板(2)沿连梁(1)的竖直侧面设置且通过第一紧固连接件与所述剪力墙(4)连接,其特征在于,还包括屈曲约束框架(5),所述屈曲约束框架(5)两侧的竖向边框通过第二紧固连接件分别与位于所述连梁(1)两侧的所述剪力墙(4)上的所述钢板(2)连接,所述竖向边框延伸出所述钢板(2)的上下两端,通过第二紧固连接件与对应的剪力墙(4)连接,所述屈曲约束框架(5)与钢板(2)的连接处设有水平设置的长圆孔。
2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土连梁加固结构,其特征在于,所述屈曲约束框架(5)包括相对平行设置的两个所述竖向边框和相对平行设置的两个横向边框,所述竖向边框和横向边框均由角钢(7)制成。
3.根据权利要求2所述的一种钢筋混凝土连梁加固结构,其特征在于,所述竖向边框与所述横向边框通过所述第二紧固连接件连接组成所述屈曲约束框架(5)。
4.根据权利要求3所述的一种钢筋混凝土连梁加固结构,其特征在于,所述第二紧固连接件为螺栓。
5.根据权利要求4所述的一种钢筋混凝土连梁加固结构,其特征在于,所述第一紧固连接件为螺栓。
6.根据权利要求5所述的一种钢筋混凝土连梁加固结构,其特征在于,所述第一紧固连接件的螺栓为化学锚固螺栓,所述化学锚固螺栓的螺杆与螺栓孔壁的缝隙中填充有化学粘着剂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种钢筋混凝土连梁加固结构,其特征在于,所述钢板(2)厚度为3mm~9mm。
8.根据权利要求7所述的一种钢筋混凝土连梁加固结构,其特征在于,所述钢板(2)与所述剪力墙(4)接触部分厚度大于与连梁(1)接触部分厚度。
9.根据权利要求8所述的一种钢筋混凝土连梁加固结构,其特征在于,所述钢板(2)与所述连梁(1)的相应部分设置有多个加劲肋。
10.根据权利要求9所述的一种钢筋混凝土连梁加固结构,其特征在于,所述加劲肋(6)呈对角交叉布置。
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