CN106801518B - 一种内置粘滞阻尼土工布及运用其进行结构加固的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内置粘滞阻尼土工布及运用其进行结构加固的方法，内置粘滞阻尼土工布外层为编织土工布，内部为纵横交错的PVC软管，PVC软管内填充粘滞阻尼。将内置粘滞阻尼土工布设置在钢管和混凝土之间，内置粘滞阻尼土工布紧贴钢管内壁设置，内置粘滞阻尼土工布与钢管内壁之间通过结构胶相连，包裹范围为钢管混凝土的全长。本发明利用粘滞阻尼优良的耗能性以及编织土工布的高抗拉强度来提高钢管混凝土的抗震性能，当遭遇强震结构破坏时，PVC软管内环氧树脂流出，可作为胶黏剂粘结钢管混凝土柱的裂缝，使结构具有一定的自愈合性，大大加强结构的强度。同时土工布还可以防止钢管与混凝土的剥离。

Description

一种内置粘滞阻尼土工布及运用其进行结构加固的方法
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种具有抗震和自愈合性的内置粘滞阻尼土工布及运用其进行结构加固的方法。
背景技术
消能减震技术是把结构中的某些构件设计成耗能构件，或者在结构某些部位设置耗能构件。目前，比较有效的消能减震方式就是安装粘滞阻尼器。粘滞阻尼器作为一种无需外部能源输入的消能减震装置，被广泛运用于土木工程领域。但是，由于其通常被安装在结构外部，不可避免地受到温度变化、化学腐蚀等影响，从而大大降低了使用寿命，梁柱节点作为框架结构震害最严重部位，内置阻尼能够在地震发生时更好的保护节点。
土工布作为一种多功能复合材料，目前在土木工程领域的应用主要集中在滤层、排水、隔离、加筋、防护、防渗这六个方面。碳纤维材料因其强度高、耐腐蚀性好、施工简便、质量轻、与混凝土协同工作等特点，被广泛应用于结构加固中。目前，尚未有技术综合利用土工布、碳纤维、粘滞阻尼的优势，将其制成复合材料运用于钢管混凝土的加固。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种具备抗拉、抗撕裂性能，具有优良消能减震功能以及一定结构自愈功能的内置粘滞阻尼土工布及运用其进行结构加固的方法。
本发明提供的一种内置粘滞阻尼土工布，其特征在于：所述土工布外层为编织土工布，内部为纵横交错的PVC软管，PVC软管内填充粘滞阻尼。
本发明提供的一种运用内置粘滞阻尼土工布进行结构加固的方法，其特征在于：将内置粘滞阻尼土工布设置在钢管和混凝土之间，所述内置粘滞阻尼土工布紧贴钢管内壁设置，内置粘滞阻尼土工布与钢管内壁之间通过结构胶相连，包裹范围为钢管混凝土的全长。
本发明的优点是：
1、粘滞阻尼作为一种消能减震材料，能够在发生地震时最大限度吸收和消耗地震对建筑结构的冲击能量，大大缓解了地震对建筑结构造成的冲击和破坏。
2、本发明将粘滞阻尼置于结构内部，不仅能够减小温度变化、化学腐蚀等因素对粘滞阻尼材料的不利影响，而且可以大大提高建筑的美观度。环氧树脂在常温密闭条件下能够长时间保持液态，可以充分发挥其消能减震作用；当结构破坏时，环氧树脂固化又可以作为裂缝的粘结剂，使结构具有一定的自愈性，大大加强结构的强度和耐久性。
3、碳纤维作为一种优良的加固材料具有基本不增加结构尺寸及自重，抗拉强度高,耐腐蚀、耐久性能好等特点。利用碳纤维包裹钢管混凝土进行加固不仅能够减少钢筋的用量以降低结构自重，而且能有效防止在地震或者突发情况下结构的脆性破坏。
4、土工布与钢管内壁紧密贴合，在边界混凝土收缩应力的作用下，产生弹性变形，从而避免钢管混凝土的剥离损伤，提高钢管混凝土的稳定性和抗震性。
附图说明
图1为本发明实施例的内置粘滞阻尼土工布编织方式示意图；
图2为本发明实施例的内置粘滞阻尼土工布横剖面示意图；
图3为本发明实施例的内置粘滞阻尼土工布在钢管混凝土中布置示意图。
具体实施方法
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明提供的一种内置粘滞阻尼土工布，土工布外层为编织土工布，内部为内部纵横交错的纵向PVC软管3和横向PVC软管2，PVC软管内填充粘滞阻尼。编织土工布由经线和纬线编织而成，经线和纬线为聚丙烯编织丝及碳纤维丝交织而成的复合丝4， PVC软管直径为5～8mm，纵向和横向间距均为5～10cm，粘滞阻尼为环氧树脂。
在内置粘滞阻尼钢管混凝土柱内考虑内置粘滞阻尼土工布与钢管混凝土共同受力，为了保证土工布有足够的强度又能发挥其消能减震的作用，因此选择PVC软管的直径为5～8mm，纵向和横向的间距均为5～10cm。
环氧—沥青—改性胺作为环氧树脂的一种，当其在密封状态时，能够较长时间地保持液态，因其高粘性的特征，可以充当粘滞阻尼，发挥消能减震的作用。而当其凝固后，具有强度高，耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力的结构件粘接的特点，故可对裂缝进行粘合，使结构有一定的自愈性。
聚丙烯结晶度高，结构规整，具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比高密度聚乙烯高，抗弯曲疲劳性强，化学稳定性好；碳纤维自重轻，抗拉强度高,耐腐蚀、耐久性能好，因此编织土工布选择聚丙烯编织丝及碳纤维丝交织而成的复合丝作为材料。
如图3所示，本发明提供的一种运用内置粘滞阻尼土工布进行结构加固的方法，将内置粘滞阻尼土工布7设置在钢管5和混凝土8之间，内置粘滞阻尼土工布7紧贴钢管5内壁设置，内置粘滞阻尼土工布7与钢管5内壁之间通过结构胶6相连，包裹范围为钢管混凝土的全长。
本发明一方面利用土工布包裹钢管混凝土的方式提升柱节点的受力性能来有效防止在地震或者突发情况下结构的脆性破坏；另一方面通过粘滞阻尼在发生地震时最大限度吸收和消耗地震对建筑结构的冲击能量，大大缓解了地震对建筑结构造成的冲击和破坏；并且当遭遇强震结构破坏时，PVC软管内环氧树脂流出，可作为胶黏剂粘结钢管混凝土柱的裂缝，使结构具有一定的自愈合性，大大加强结构的强度。同时土工布还可以防止钢管与混凝土的剥离。
尽管本说明书较多地使用了环氧树脂1、横向PVC软管2、纵向PVC软管3、聚丙烯编织丝及碳纤维丝交织而成的复合丝4、钢管5、结构胶6、内置粘滞阻尼土工布7、混凝土8等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种内置粘滞阻尼土工布，其特征在于：所述土工布外层为编织土工布，内部为纵横交错的PVC软管，PVC软管内填充粘滞阻尼。
2.根据权利要求1所述的内置粘滞阻尼土工布，其特征在于：所述编织土工布由经线和纬线编织而成。
3.根据权利要求2所述的内置粘滞阻尼土工布，其特征在于：所述经线和纬线为聚丙烯编织丝及碳纤维丝交织而成的复合丝（4）。
4.根据权利要求1所述的内置粘滞阻尼土工布，其特征在于：纵向PVC软管（3）和横向PVC软管（2）直径为均5～8mm，纵向和横向间距均为5～10cm。
5.根据权利要求1所述的内置粘滞阻尼土工布，其特征在于：所述粘滞阻尼为环氧树脂（1）。
6.根据权利要求5所述的内置粘滞阻尼土工布，其特征在于：所述环氧树脂（1）为环氧—沥青—改性胺，通过注射装置将环氧树脂注入PVC软管内并在注射完成后进行封口，然后再将PVC管网编织完成。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的内置粘滞阻尼土工布，其特征在于：所述土工布的整体厚度为1.5~2cm。
8.一种运用内置粘滞阻尼土工布进行结构加固的方法，其特征在于：所述内置粘滞阻尼土工布外层为编织土工布，内部为纵横交错的PVC软管，PVC软管内填充粘滞阻尼；
将内置粘滞阻尼土工布设置在钢管(5)和混凝土(8)之间，所述内置粘滞阻尼土工布(7)紧贴钢管(5)内壁设置，内置粘滞阻尼土工布(7)与钢管(5)内壁之间通过结构胶(6)相连，包裹范围为钢管混凝土的全长。
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