CN106400956A - 一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，包括相互连接的框架梁、框架柱、楼面板，所述框架梁与框架柱的连接节点上设有钢筋笼，所述钢筋笼包括位于框架梁与框架柱的每一连接节点上的若干根竖向钢筋，若干根竖向钢筋均穿过楼面板并经横向箍筋连为一体，所述钢筋笼的外部包裹有混凝土层。该钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构的结构简单，加固效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构及其施工方法。
背景技术
建筑经过长期使用后，由于结构损伤、材料老化及人为因素等原因，容易存在各种安全隐患。随着我国经济社会的发展程度不断提高，人们对建筑使用功能及安全性的要求越来越高，旧建筑的功能可能无法满足新的使用要求，或者因为早期建筑设计规范要求低而不能满足新的设计荷载需求，同时旧建筑使用时间长，容易出现各种损伤，影响其安全性。一般来说，既有建筑出现上述问题时可以采用拆除重建或维修、加固两种方式。拆除重建的成本高昂，工期长且产生的大量建筑垃圾对环境也有严重影响；而加固处理的相对成本低很多，工期短，产生建筑废料少，达到新的使用要求前提下又不会破坏建筑原有的结构形式，因此近些年得到了广泛应用。框架结构是民用建筑结构中最广泛应用的结构形式，其梁柱节点是连接框架梁和框架柱的关键构件，是传递、分配内力的重要构件，起着保证框架结构完整性的作用，节点破坏往往造成整个框架结构的连续性倒塌破坏，后果非常严重。因此对于存在安全隐患的框架梁柱节点，采取一定的加固措施是十分必要的。
钢筋混凝土框架节点加固目的是为了提高节点的强度、刚度、延性等性能指标。当前钢筋混凝土框架节点常采用的加固方法有加大截面加固法、粘钢/外包钢加固法、黏贴纤维布加固法、锚贴钢材加固法，预应力加固法、复合加固法等。但这些加固方法都有相应的优缺点，比如采用加大截面加固法时，结构受力明确，加固性能可靠，但现场施工的湿作业时间较长，对生产生活有一定的影响，并且加固后的建筑物净空有一定的减小；采用粘钢加固或外包钢加固时，节点的强度和刚度都有较大提高，但采用的以环氧树脂为基料的粘结剂的耐久性、老化性能都难以保证，时间长了可能导致粘贴的钢材脱离；锚贴钢材加固法的加固效果较好，但对原梁柱节点造成的损坏比较大，当原节点钢筋比较密时，施工比较复杂。黏贴纤维布加固过程简单，不改变节点原有尺寸，纤维布具有很高的抗拉强度和耐腐蚀性，但既有节点的几何构造可能导致纤维布无法有效黏贴和实现端部锚固，使得纤维布的性能无法得到充分发挥。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构及其施工方法，不仅结构简单，而且方便高效。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，包括相互连接的框架梁、框架柱、楼面板，所述框架梁与框架柱的连接节点上设有钢筋笼，所述钢筋笼包括位于框架梁与框架柱的每一连接节点上的若干根竖向钢筋，若干根竖向钢筋均穿过楼面板并经横向箍筋连为一体，所述钢筋笼的外部包裹有混凝土层。
优选的，所述框架柱竖向延伸，所述框架梁呈十字形并与框架柱连接，所述楼面板位于框架梁的水平上表面。
优选的，所述楼面板在框架梁与框架柱的连接节点处开设有若干个通孔，所述竖向钢筋均穿过通孔，所述竖向钢筋的下端均位于楼面板的下方，所述竖向钢筋的上端均位于楼面板的上方，若干根竖向钢筋的下端经围绕框架柱绑扎的下横向箍筋连为一体，若干根竖向钢筋的上端经围绕框架柱绑扎的上横向箍筋连为一体。
优选的，若干根竖向钢筋的上端围绕框架柱绑扎有两道横向箍筋。
优选的，所述钢筋笼还包括预应力钢丝束，所述预应力钢丝束至上往下螺旋缠绕在连为一体的若干根竖向钢筋的外周部，并和竖向钢筋绑扎固定，所述框架梁上开设有若干个用于螺旋缠绕的预应力钢丝束穿过的让位通孔，所述预应力钢丝束的两端分别通过布置在框架梁两侧上的锚具进行固定。
优选的，所述锚具均包括经锚栓固连在框架梁上的锚垫板，所述锚垫板上设有用于锚固预应力钢丝束的锚环与夹片，所述预应力钢丝束分布在楼面板底部的框架梁的梁高范围内。
优选的，所述预应力钢丝束为高强度低松弛无涂层钢丝，其外部涂覆有防腐油脂层，并套设有高密度聚乙烯套管进行保护，所述预应力钢丝束与若干根竖向钢筋的接触端通过绑扎固定。
一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构的施工方法，按以下步骤进行：
（1）在框架梁与框架柱的连接节点处的楼面板上开设用于竖向钢筋穿过的通孔，同时在框架梁的侧面上开设供预应力钢丝束穿过的让位通孔；
（2）竖向钢筋穿过楼面板上开设的通孔并围绕框架柱的竖向外表面布置，也在框架梁截面外，竖向钢筋的上下端均用横向箍筋绑扎连接固定；
（3）在框架梁与框架柱的连接节点处的框架梁高度范围内，用预应力钢丝束螺旋围绕竖向钢筋，采用绑扎连接固定，预应力钢丝束两端分别穿过框架梁上开设的让位通孔，并用布置在框架梁两侧上的锚具固定，锚具通过锚栓固定，预应力钢丝束、竖向钢筋、横向箍筋组成加固用的钢筋笼；
（4）在钢筋笼下方和侧面搭设模板，并在模板内喷射微膨胀细石混凝土，形成加固的混凝土层，混凝土层厚度大于钢筋笼最外侧钢筋2cm，当混凝土强度达到预定设计值后，将模板拆除；
（5）采用后张法对预应力钢丝束施加预应力到预定设计值。
优选的，在步骤（1）中，框架梁上的让位通孔开设完毕后，再打掉框架梁与框架柱的连接节点范围内框架柱外侧表面的装饰层和混凝土保护层，四角打磨成圆角，最后凿毛、清理干净、刷界面剂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构的构造简单，旧建筑无需拆除重建，成本低，加固效果好。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例中去除楼面板的俯视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本发明实施例中竖向钢筋与横向箍筋的连接示意图一。
图4为本发明实施例中竖向钢筋与横向箍筋的连接示意图二。
图5为本发明实施例中混凝土层的结构示意图。
图6为锚具的结构示意图。
图7为加固前的框架梁与框架柱结构示意图。
图中：1-框架梁，2-框架柱，3-楼面板，4-竖向钢筋，5-混凝土层，6-下横向箍筋，7-上横向箍筋，8-预应力钢丝束，9-锚具，10-锚垫板，11-锚环，12-夹片，13-锚栓。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~7所示，一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，包括相互连接的框架梁1、框架柱2、楼面板3，所述框架梁与框架柱的连接节点上设有钢筋笼，所述钢筋笼包括位于框架梁与框架柱的每一连接节点上的若干根竖向钢筋4，若干根竖向钢筋均穿过楼面板并经横向箍筋连为一体，所述钢筋笼的外部包裹有混凝土层5。
在本发明实施例中，所述框架柱竖向延伸，所述框架梁呈十字形并与框架柱连接，所述楼面板位于框架梁的水平上表面。
在本发明实施例中，所述楼面板在框架梁与框架柱的连接节点处开设有若干个通孔，所述竖向钢筋均穿过通孔，所述竖向钢筋的下端均位于楼面板的下方，所述竖向钢筋的上端均位于楼面板的上方，若干根竖向钢筋的下端经围绕框架柱绑扎的下横向箍筋6连为一体，若干根竖向钢筋的上端经围绕框架柱绑扎的上横向箍筋7连为一体。
在本发明实施例中，若干根竖向钢筋的上端围绕框架柱绑扎有两道横向箍筋。
在本发明实施例中，所述钢筋笼还包括预应力钢丝束8，所述预应力钢丝束至上往下螺旋缠绕在连为一体的若干根竖向钢筋的外周部，并和竖向钢筋绑扎固定，所述框架梁上开设有若干个用于螺旋缠绕的预应力钢丝束穿过的让位通孔，所述预应力钢丝束的两端分别通过布置在框架梁两侧上的锚具9进行固定，考虑了加固结构二次受力的特点，采用了预应力钢丝束提供的预应力抵消原节点的部分内力，并且很大程度上利用了预应力钢丝束对框架梁柱节点核心区的约束作用，大幅提高了梁柱节点的抗剪承载力和刚度，从而改善梁柱节点的耗能性能，钢筋笼通过绑扎而成，现场施工方便，框架梁、框架柱和楼面板连接更牢固，传力更可靠，使新旧结构能协同工作。
在本发明实施例中，所述锚具均包括经锚栓13固连在框架梁上的锚垫板10，所述锚垫板上设有用于锚固预应力钢丝束的锚环11与夹片12，所述预应力钢丝束分布在楼面板底部的框架梁的梁高范围内。
在本发明实施例中，所述预应力钢丝束为高强度低松弛无涂层钢丝，其外部涂覆有防腐油脂层，并套设有高密度聚乙烯套管进行保护，所述预应力钢丝束与若干根竖向钢筋的接触端通过绑扎固定。
一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构的施工方法，按以下步骤进行：
（1）在框架梁与框架柱的连接节点处的楼面板上开设用于竖向钢筋穿过的通孔，同时在框架梁的侧面上开设供预应力钢丝束穿过的让位通孔；
（2）竖向钢筋穿过楼面板上开设的通孔并围绕框架柱的竖向外表面布置，也在框架梁截面外，竖向钢筋的上下端均用横向箍筋绑扎连接固定；
（3）在框架梁与框架柱的连接节点处的框架梁高度范围内，用预应力钢丝束螺旋围绕竖向钢筋，采用绑扎连接固定，预应力钢丝束两端分别穿过框架梁上开设的让位通孔，并用布置在框架梁两侧上的锚具固定，锚具通过锚栓固定，预应力钢丝束、竖向钢筋、横向箍筋组成加固用的钢筋笼；
（4）在钢筋笼下方和侧面搭设模板，并在模板内喷射微膨胀细石混凝土，形成加固的混凝土层，混凝土层厚度大于钢筋笼最外侧钢筋2cm，当混凝土强度达到预定设计值后，将模板拆除；
（5）采用后张法对预应力钢丝束施加预应力到预定设计值。
在本发明实施例中，在步骤（1）中，框架梁上的让位通孔开设完毕后，再打掉框架梁与框架柱的连接节点范围内框架柱外侧表面的装饰层和混凝土保护层，四角打磨成圆角，最后凿毛、清理干净、刷界面剂。
在本发明实施例中，本发明适用于圆形、矩形、异形钢筋混凝土框架柱节点区加固，可以灵活布置，容易满足加固要求，具有较好的工程实用价值。
该钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构及其施工方法的工作原理：在框架梁柱节点外设置竖向钢筋、横向箍筋、预应力钢丝束，并对加固区喷射细石混凝土层增大节点范围，然后对预应力钢丝束施加预应力提高紧箍力。一方面是考虑了加固结构的二次受力特征，预应力钢丝束提供的预应力可以抵消原节点的部分内力，同时对框架梁柱节点核心区混凝土具有一定的约束作用，提高了框架梁柱节点的抗剪承载力和刚度，从而改善了框架梁柱节点的耗能性能。另一方面使框架柱、框架梁及楼面板连接更牢固，三者间的传力更有效。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构及其施工方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，其特征在于：包括相互连接的框架梁、框架柱、楼面板，所述框架梁与框架柱的连接节点上设有钢筋笼，所述钢筋笼包括位于框架梁与框架柱的每一连接节点上的若干根竖向钢筋，若干根竖向钢筋均穿过楼面板并经横向箍筋连为一体，所述钢筋笼的外部包裹有混凝土层。
2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，其特征在于：所述框架柱竖向延伸，所述框架梁呈十字形并与框架柱连接，所述楼面板位于框架梁的水平上表面。
3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，其特征在于：所述楼面板在框架梁与框架柱的连接节点处开设有若干个通孔，所述竖向钢筋均穿过通孔，所述竖向钢筋的下端均位于楼面板的下方，所述竖向钢筋的上端均位于楼面板的上方，若干根竖向钢筋的下端经围绕框架柱绑扎的下横向箍筋连为一体，若干根竖向钢筋的上端经围绕框架柱绑扎的上横向箍筋连为一体。
4.根据权利要求3所述的钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，其特征在于：若干根竖向钢筋的上端围绕框架柱绑扎有两道横向箍筋。
5.根据权利要求1所述的钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，其特征在于：所述钢筋笼还包括预应力钢丝束，所述预应力钢丝束至上往下螺旋缠绕在连为一体的若干根竖向钢筋的外周部，并和竖向钢筋绑扎固定，所述框架梁上开设有若干个用于螺旋缠绕的预应力钢丝束穿过的让位通孔，所述预应力钢丝束的两端分别通过布置在框架梁两侧上的锚具进行固定。
6.根据权利要求5所述的钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，其特征在于：所述锚具均包括经锚栓固连在框架梁上的锚垫板，所述锚垫板上设有用于锚固预应力钢丝束的锚环与夹片，所述预应力钢丝束分布在楼面板底部的框架梁的梁高范围内。
7.根据权利要求5所述的钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，其特征在于：所述预应力钢丝束为高强度低松弛无涂层钢丝，其外部涂覆有防腐油脂层，并套设有高密度聚乙烯套管进行保护，所述预应力钢丝束与若干根竖向钢筋的接触端通过绑扎固定。
8.一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构的施工方法，其特征在于，采用如权利要求1-7所述的任一种钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构，并按以下步骤进行：
（1）在框架梁与框架柱的连接节点处的楼面板上开设用于竖向钢筋穿过的通孔，同时在框架梁的侧面上开设供预应力钢丝束穿过的让位通孔；
（2）竖向钢筋穿过楼面板上开设的通孔并围绕框架柱的竖向外表面布置，也在框架梁截面外，竖向钢筋的上下端均用横向箍筋绑扎连接固定；
（3）在框架梁与框架柱的连接节点处的框架梁高度范围内，用预应力钢丝束螺旋围绕竖向钢筋，采用绑扎连接固定，预应力钢丝束两端分别穿过框架梁上开设的让位通孔，并用布置在框架梁两侧上的锚具固定，锚具通过锚栓固定，预应力钢丝束、竖向钢筋、横向箍筋组成加固用的钢筋笼；
（4）在钢筋笼下方和侧面搭设模板，并在模板内喷射微膨胀细石混凝土，形成加固的混凝土层，混凝土层厚度大于钢筋笼最外侧钢筋2cm，当混凝土强度达到预定设计值后，将模板拆除；
（5）采用后张法对预应力钢丝束施加预应力到预定设计值。
9.根据权利要求8所述的钢筋混凝土框架梁柱节点加固结构的施工方法，其特征在于：在步骤（1）中，框架梁上的让位通孔开设完毕后，再打掉框架梁与框架柱的连接节点范围内框架柱外侧表面的装饰层和混凝土保护层，四角打磨成圆角，最后凿毛、清理干净、刷界面剂。
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