CN108643351A - 一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，由植筋式后锚固连接、梁钢套、柱钢套、三角支撑和防屈曲钢板组成。其中，柱钢套和梁钢套通过三角支撑的连接形成了一个传力合理的部件，各个支撑部件通过焊接形成一个整体加固方案。由于锚钢支撑加大了节点核心区的面积，而原传至核心区的弯矩和剪力由三角支撑来承担和传递，保证了塑性铰出现在支撑外侧的梁端，因此避免了核心区的脆性受剪破坏，提高了构件的承载力和延性。此外，钢套与混凝土之间采用植筋式后锚固连接，对于受拉锚栓且锚固长度不足的建议采用贯通形式，而对于受剪螺栓可采用贯通或非贯通锚栓，孔洞与锚杆之间在采用非贯通锚栓时需灌注植筋胶，采用贯通锚栓时也可不灌胶。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构。
背景技术
随着我国经济的发展，我国在建筑施工技术方面有了很大的进步。在建筑施工中，尤其是钢筋混凝土梁柱节点工程的施工中，存在着较多的难点。混凝土梁柱节点的加固方法主要有粘钢或粘纤维增强复合材料(FRP)法，其主要机理均为增大节点核心区的抗剪承载力，但是均难以避免粘结界面发生脆性剥离破坏，特别是火灾后结构表层混凝土抗拉强度几乎损失殆尽，因此更加容易发生界面剥离破坏。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种受剪承载力高、刚度强和耗能低的适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，该结构包括固定在混凝土梁顶部的半框形的梁钢套、固定在混凝土柱侧面的半框形的柱钢套以及固定在梁钢套和柱钢套之间的支撑件，所述梁钢套和柱钢套相互垂直，所述支撑件为直角三角形的支撑件，且两条直角边分别与梁钢套和柱钢套固定连接。通过梁钢套和柱钢套，加大了节点核心区的面积，同时，设置了直角三角形的支撑件，原传至核心区的弯矩和剪力由三角支撑来承担和传递，保证了塑性铰出现在支撑外侧的梁端，因此避免了核心区的脆性受剪破坏，提高了构件的承载力和延性。此外，三角支撑件作为主要传力构件承担了梁端传来的弯矩、剪力和轴力，通过钢套最终传至柱内部混凝土。因此该新型加固法降低了核心区的弯矩和剪力，使得最大弯矩点转移到了钢套的外侧梁截面上，从而保证节点的塑性铰出现在梁上。
所述的柱钢套呈U型，包括两块平行且紧贴混凝土柱两个相对侧面设置的竖向锚接板以及设置在两块竖向锚接板之间紧贴混凝土柱一个侧面的竖向固定板，所述支撑件的一条直角边与竖向固定板焊接，所述竖向锚接板及竖向固定板与混凝土柱的侧面通过锚栓固定连接。
所述的竖向锚接板及竖向固定板与混凝土柱之间采用植筋式后锚固连接。采用了植筋式后锚固螺栓来传递钢套与混凝土构件之间的剪力，从而可将钢板内力直接传递到混凝土构件内部，此外锚栓具有一定的剪切变形能力，可实现剪力在各锚栓之间内力重分布，避免出现应力集中现象。同时，为了防止锚栓发生锚固破坏，对于受拉的锚栓，当锚固深度不足时，建议采用贯通锚栓，对于受剪的锚栓，可根据实际情况采用贯通或非贯通锚栓。孔洞与锚杆之间在采用非贯通锚栓时需灌注植筋胶，采用贯通锚栓时也可不灌胶。
所述的竖向固定板通过焊接的方式连接两块竖向锚接板，或者所述竖向固定板和竖向锚接板通过冷弯的方式由一块钢板得到。
所述的梁钢套呈U型，包括两块平行且紧贴混凝土梁两个相对侧面设置的竖向连接板以及设置在两块竖向连接板之间紧贴混凝土梁一个侧面的水平固定板，所述支撑件的一条直角边与水平固定板焊接，所述竖向连接板及水平固定板与混凝土梁的侧面通过锚栓固定连接。
所述的竖向连接板及水平固定板与混凝土梁之间采用植筋式后锚固连接。采用了植筋式后锚固螺栓来传递钢套与混凝土构件之间的剪力，从而可将钢板内力直接传递到混凝土构件内部，此外锚栓具有一定的剪切变形能力，可实现剪力在各锚栓之间内力重分布，避免出现应力集中现象。同时，为了防止锚栓发生锚固破坏，对于受拉的锚栓，当锚固深度不足时，建议采用贯通锚栓，对于受剪的锚栓，可根据实际情况采用贯通或非贯通锚栓。孔洞与锚杆之间在采用非贯通锚栓时需灌注植筋胶，采用贯通锚栓时也可不灌胶。
所述的水平固定板通过焊接的方式连接两块竖向连接板，或者所述竖向连接板和水平锚接板通过冷弯的方式由一块钢板得到。
所述的支撑件包括两块平行的直角三角形板以及与两块直角三角形板的斜边焊接的斜板，两块直角三角形板的两条直角边分别与梁钢套和柱钢套焊接。
所述的两块平行的直角三角形板之间插设防屈曲加劲肋，所述防屈曲加劲肋与所述斜板平行设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
(1)由于锚钢支撑加大了节点核心区的面积，而原传至核心区的弯矩和剪力由三角支撑来承担和传递，保证了塑性铰出现在支撑外侧的梁端，因此避免了核心区的脆性受剪破坏，提高了构件的承载力和延性；
(2)三角支撑作为主要传力构件承担了梁端传来的弯矩、剪力和轴力，通过钢板均匀的分散到锚栓上，并最终传至柱内部混凝土。因此该新型加固法降低了核心区的弯矩和剪力，使得最大弯矩点转移到了钢套的外侧梁截面上，从而保证节点的塑性铰出现在梁上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为柱钢套，11为竖向锚接板，12为竖向固定板，2为梁钢套，21为竖向连接板，22为水平固定板，3为支撑件，31为直角三角形板，32为斜板，33为防屈曲加劲肋，4为锚栓。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，该结构如图1所示，包括固定在混凝土梁顶部的半框形的梁钢套2、固定在混凝土柱侧面的半框形的柱钢套1以及固定在梁钢套2和柱钢套1之间的支撑件，梁钢套2和柱钢套1相互垂直，支撑件为直角三角形的支撑件，且两条直角边分别与梁钢套2和柱钢套1焊接。
柱钢套1呈U型，包括两块平行且紧贴混凝土柱两个相对侧面设置的竖向锚接板11以及设置在两块竖向锚接板11之间紧贴混凝土柱一个侧面的竖向固定板12，支撑件的一条直角边与竖向固定板12焊接，竖向锚接板11及竖向固定板12与混凝土柱的侧面通过锚栓4固定连接。
竖向锚接板11及竖向固定板12与混凝土柱之间采用植筋式后锚固连接。
竖向固定板12通过焊接的方式连接两块竖向锚接板11，或者竖向固定板12和竖向锚接板11通过冷弯的方式由一块钢板得到。
梁钢套2呈U型，包括两块平行且紧贴混凝土梁两个相对侧面设置的竖向连接板21以及设置在两块竖向连接板21之间紧贴混凝土梁一个侧面的水平固定板22，支撑件的一条直角边与水平固定板22焊接，竖向连接板21及水平固定板22与混凝土梁的侧面通过锚栓4固定连接。
竖向连接板21及水平固定板22与混凝土梁之间采用植筋式后锚固连接。
水平固定板22通过焊接的方式连接两块竖向连接板21，或者竖向连接板21和水平锚接板通过冷弯的方式由一块钢板得到。
支撑件包括两块平行的直角三角形板31以及与两块直角三角形板31的斜边焊接的斜板32，两块直角三角形板31的两条直角边分别与梁钢套2和柱钢套1焊接。
两块平行的直角三角形板31之间插设防屈曲加劲肋33，防屈曲加劲肋33与斜板32平行设置。
实施时，首先按照梁柱尺寸和承载力计算所需钢套的规格，在工厂进行钻孔以及焊接拼装。为避免三角支撑受压发生屈曲、柱侧钢套受拉屈服，可在三角支撑件中间焊接矩形防屈曲加劲肋。在设计锚栓孔位时要注意避开混凝土构件的纵筋和箍筋。现场加固时，在固定钢套前需将梁顶宽度以外的板进行打通以便钢套的插入。然后采用夹具将钢套准确的固定在设计位置上进行混凝土的钻孔。为保证楼板受力的连续性，楼板开洞时，注意不要将板筋全部打断，待钢套插入后须将板筋重新焊接在钢套的梁侧钢板上。另外，为保证钢套支撑形成一个整体使传力更加可靠，须将锚栓固定好的四个钢套焊接在一起。最后，待加固完成后采用灌浆料进行楼板修补。混凝土钻孔时根据实际构件尺寸决定是否将锚栓孔贯通，建议对于受拉的锚栓采用贯通的形式，贯通时可对受压区混凝土提供额外的围压。钻孔完成后进行清孔，保证孔内无灰尘，然后再向孔内灌胶，缓慢旋转插入锚杆，待胶体养护完成。
Claims (9)
1.一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，其特征在于，该结构包括固定在混凝土梁顶部的半框形的梁钢套、固定在混凝土柱侧面的半框形的柱钢套以及固定在梁钢套和柱钢套之间的支撑件，所述梁钢套和柱钢套相互垂直，所述支撑件为直角三角形的支撑件，且两条直角边分别与梁钢套和柱钢套固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，其特征在于，所述的柱钢套呈U型，包括两块平行且紧贴混凝土柱两个相对侧面设置的竖向锚接板以及设置在两块竖向锚接板之间紧贴混凝土柱一个侧面的竖向固定板，所述支撑件的一条直角边与竖向固定板焊接，所述竖向锚接板及竖向固定板与混凝土柱的侧面通过锚栓固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，其特征在于，所述的竖向锚接板及竖向固定板与混凝土柱之间采用植筋式后锚固连接。
4.根据权利要求2所述的一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，其特征在于，所述的竖向固定板通过焊接的方式连接两块竖向锚接板，或者所述竖向固定板和竖向锚接板通过冷弯的方式由一块钢板得到。
5.根据权利要求1所述的一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，其特征在于，所述的梁钢套呈U型，包括两块平行且紧贴混凝土梁两个相对侧面设置的竖向连接板以及设置在两块竖向连接板之间紧贴混凝土梁顶(或底)面的水平固定板，所述支撑件的一条直角边与水平固定板焊接，所述竖向连接板及水平固定板与混凝土梁的侧面通过锚栓固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，其特征在于，所述的竖向连接板及水平固定板与混凝土梁之间采用植筋式后锚固连接。
7.根据权利要求5所述的一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，其特征在于，所述的水平固定板通过焊接的方式连接两块竖向连接板，或者所述竖向连接板和水平锚接板通过冷弯的方式由一块钢板得到。
8.根据权利要求1所述的一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，其特征在于，所述的支撑件包括两块平行的直角三角形板以及与两块直角三角形板的斜边焊接的斜板，两块直角三角形板的两条直角边分别与梁钢套和柱钢套焊接。
9.根据权利要求1所述的一种适用于混凝土梁柱节点的锚钢支撑加固结构，其特征在于，所述的两块平行的直角三角形板之间插设防屈曲加劲肋，所述防屈曲加劲肋与所述斜板平行设置。
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