CN109537930A - 一种混凝土梁加固锚固的钢节点和锚固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种混凝土梁加固锚固的钢节点，包括原结构混凝土柱和拟加固梁，原结构混凝土柱上套设有水平环板和环箍板，环箍板设置于水平环板上，水平环板一端位于拟加固梁上，环箍板靠近拟加固梁的一侧连接有多个新加纵向钢筋。本发明还公开一种混凝土梁加固锚固的钢节点锚固方法，包括：确定环箍板、水平环板外轮廓尺寸；确定环箍板、水平环板的钢材强度等级、厚度；建立钢节点有限元分析模型；在加工厂生产钢节点，预留两条拼接焊缝，待到现场拼装完成后焊接；钢节点现场拼装焊接，并在钢节点与原结构混凝土柱之间灌注结构胶。本发明提供的混凝土梁加固锚固的钢节点和锚固方法，使施工简便，新加纵向钢筋锚固可靠，对原结构损伤小，适用性强。

Description

一种混凝土梁加固锚固的钢节点和锚固方法

技术领域

本发明涉及混凝土梁加固技术领域，特别是涉及一种混凝土梁加固锚固的钢节点和锚固方法。

背景技术

近年来，出于以下几方面的原因，对已建建筑进行加固的项目越来越多。

(一)即将达到设计使用年限(一般为50年)的建筑，如20世纪50、60年代以来建造的大批钢筋混凝土的工业与民用建筑。这些房屋使用至今也有四五十年的历史，此类建筑由于年久失修等耐久性的问题，原结构承载能力不足，危及结构安全，需要进行加固确保安全使用；

(二)原结构虽远未到设计使用年限，耐久性及安全性也不存在问题，但由于业主对原结构提出新的使用功能需求，需要对原结构进行改造，相应的需要对原结构进行加固；

(三)由于规范的推陈出新，按旧规范设计的已建建筑不能满足现有规范的要求，需要进行加固。

加固的方法主要有：

(一)粘碳纤维、粘钢。适用于承载力差别比较小的结构加固；

(二)增大截面。适用于承载力差别比较大的结构加固。

对于增大截面加固的方法，技术难点主要在于新加纵向钢筋与原结构的锚固问题，现有的新加纵向钢筋与原结构的锚固主要采用的是植筋技术，即：在原结构上钻植筋孔(深度满足锚固长度)，在植筋孔里注入结构胶，插入新加纵向钢筋，通过结构胶的粘接力实现新加纵向钢筋与原结构混凝土的锚固。对于植筋数量较少、钢筋直径较小、锚固长度较短的情况，如箍筋、腰筋等，植筋技术相对来说还是适用的。但对于植筋数量较多、钢筋直径较大、锚固长度较长的情况，如新加纵向钢筋，植筋技术已经很难适用，其原因在于：

(一)植筋数量多，植筋孔多，对原结构损伤大，对原结构不利；

(二)钢筋直径大，植筋孔大，对原结构损伤大，对原结构不利；

(三)锚固长度长，植筋孔深，钻孔难度大，对原结构损伤极大，对原结构不利。且如果锚固长度不够，将导致新加纵向钢筋锚固失效，起不到加固的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土梁加固锚固的钢节点和锚固方法，以解决上述现有技术存在的问题，使施工简便，新加纵向钢筋锚固可靠，对原结构损伤小，适用性强。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种混凝土梁加固锚固的钢节点，包括原结构混凝土柱和垂直固定连接于所述原结构混凝土柱的拟加固梁，所述原结构混凝土柱上分别套设有水平环板和竖直设置的环箍板，所述环箍板固定设置于所述水平环板上，所述水平环板一端位于所述拟加固梁上，所述环箍板靠近所述拟加固梁的一侧连接有多个新加纵向钢筋，所述新加纵向钢筋固定于所述水平环板上。

可选的，所述水平环板一端套设于所述原结构混凝土柱上，另一端设置于所述拟加固梁上端面上，所述环箍板与所述水平环板垂直设置。

可选的，所述新加纵向钢筋与位于所述拟加固梁上端面上的所述水平环板焊接。

可选的，所述环箍板与所述水平环板上分别开设有拼接焊缝。

可选的，多个所述新加纵向钢筋平行设置，且所述新加纵向钢筋的长度大于所述水平环板的长度。

本发明还提供一种混凝土梁加固锚固的钢节点锚固方法，包括如下步骤：

步骤一：对照原结构图纸，根据拟加固梁及其原结构混凝土柱的形式，确定环箍板、水平环板外轮廓尺寸；

步骤二：根据新加纵向钢筋的数量、钢筋强度等级和直径，通过计算确定环箍板、水平环板的钢材强度等级、厚度；

步骤三：建立钢节点有限元分析模型，通过有限元分析，验算步骤一、步骤二确定的钢节点是否满足受力要求，如不满足，返回步骤一、步骤二修改钢节点，直至满足要求，最终完成钢节点设计；

步骤四：在加工厂生产节点，部分焊接成型，将新加纵向钢筋焊接在水平环板，钢节点预留两条拼接焊缝不焊接，待到现场拼装完成后焊接；

步骤五：钢节点现场拼装焊接，并在钢节点与原结构混凝土柱之间灌注结构胶。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1)本发明钢节点的制作、安装难度低，环箍板、水平环板、新加纵向钢筋之间通过焊接连接，施工简便；

2)本发明新加纵向钢筋通过与水平环板之间的焊接实现可靠锚固，不需要在拟加固混凝土梁两端的柱子上打孔植筋，有效避免了对原结构的损伤；

3)钢节点的加工制作大部分可以进行工厂化生产，预留少数品焊缝在现场焊接。不仅可以提高生产效率，还可以有效保证节点的施工质量；

4)本发明钢节点的适用性强，基本不受植筋数量、植筋直径、锚固长度等的限制，可以适用于绝大多数加固混凝土梁新加纵向钢筋的锚固。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本发明混凝土梁加固锚固的钢节点的结构示意图；

附图标记说明：1-原结构混凝土柱，2-拟加固梁，3-环箍板，4-水平环板，5-新加纵向钢筋，6-拼接焊缝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种混凝土梁加固锚固的钢节点和锚固方法，以解决上述现有技术存在的问题，使施工简便，新加纵向钢筋锚固可靠，对原结构损伤小，适用性强。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种混凝土梁加固锚固的钢节点，如图1所示，包括原结构混凝土柱1和固定连接于原结构混凝土柱1的拟加固梁2，原结构混凝土柱1上分别套设有水平环板4和竖直设置的环箍板3，环箍板3固定设置于水平环板4上，且环箍板3与水平环板4通过焊接连接。水平环板4一端位于拟加固梁2上，环箍板3靠近拟加固梁2的一侧连接有多个新加纵向钢筋5。新加纵向钢筋5固定于位于拟加固梁2上的水平环板4上的部分上。

具体的，水平环板4一端套设于原结构混凝土柱1上，另一端设置于拟加固梁2上端面上，环箍板3与水平环板4垂直设置，水平环板4的平面尺寸大于环箍板3的横截面尺寸。新加纵向钢筋5与位于拟加固梁2上端面上的水平环板4焊接，且新加纵向钢筋5一端与环箍板3固定连接。环箍板3与水平环板4上分别开设有拼接焊缝6。环箍板3与水平环板4上的拼接焊缝6位于同一条竖直线内。多个新加纵向钢筋5等间距平行设置，且新加纵向钢筋5的长度大于水平环板4的长度。

进一步优选的，本发明还提供一种混凝土梁加固锚固的钢节点锚固方法，包括如下步骤：

步骤一：对照原结构图纸，根据拟加固梁2及其原结构混凝土柱1的形式，确定环箍板3、水平环板4外轮廓尺寸；

步骤二：根据新加纵向钢筋5的数量、钢筋强度等级和直径，通过计算确定环箍板3、水平环板4的钢材强度等级、厚度；

步骤三：建立钢节点有限元分析模型，通过有限元分析，验算步骤一、步骤二确定的钢节点是否满足受力要求，如不满足，返回步骤一、步骤二修改钢节点，直至满足要求，最终完成钢节点设计；

步骤四：在加工厂生产钢节点，部分焊接成型，将新加纵向钢筋5焊接在水平环板4上，钢节点预留两条拼接焊缝6不焊接，待到现场拼装完成后焊接；

步骤五：钢节点现场拼装焊接，并在钢节点与原结构混凝土柱1之间灌注结构胶。即在环箍板3和水平环板4与原结构混凝土柱1之间灌注结构胶。

本发明环箍板3环抱原结构混凝土柱1一周、水平环板4与环箍板3焊接、新加纵向钢筋5与水平环板4焊接连接，形成钢节点。该钢节点施工简便，新加纵向钢筋5锚固可靠，对原结构损伤小，适用性强，该钢节点与工厂加工相结合还有利于提高施工质量和进度。本发明传力路径为：新加纵向钢筋5通过与水平环板4直径的焊缝将力传给水平环板4，水平环板4通过与环箍板3之间的焊缝将力再传给环箍板3，最终环箍板3通过环抱住原结构混凝土柱1将力传给原结构混凝土柱1。本发明施工简便，新加纵向钢筋5锚固可靠，对原结构损伤小，适用性强，该节点与工厂加工相结合还有利于提高施工质量和进度。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种混凝土梁加固锚固的钢节点，包括原结构混凝土柱和垂直固定连接于所述原结构混凝土柱的拟加固梁，其特征在于：所述原结构混凝土柱上分别套设有水平环板和竖直设置的环箍板，所述环箍板固定设置于所述水平环板上，所述水平环板一端位于所述拟加固梁上，所述环箍板靠近所述拟加固梁的一侧连接有多个新加纵向钢筋，所述新加纵向钢筋固定于所述水平环板上。

2.根据权利要求1所述的混凝土梁加固锚固的钢节点，其特征在于：所述水平环板一端套设于所述原结构混凝土柱上，另一端设置于所述拟加固梁上端面上，所述环箍板与所述水平环板垂直设置。

3.根据权利要求2所述的混凝土梁加固锚固的钢节点，其特征在于：所述新加纵向钢筋与位于所述拟加固梁上端面上的所述水平环板焊接，且所述新加纵向钢筋一端与所述环箍板固定连接。

4.根据权利要求1所述的混凝土梁加固锚固的钢节点，其特征在于：所述环箍板与所述水平环板上分别开设有拼接焊缝。

5.根据权利要求1所述的混凝土梁加固锚固的钢节点，其特征在于：多个所述新加纵向钢筋平行设置，且所述新加纵向钢筋的长度大于所述水平环板的长度。

6.一种混凝土梁加固锚固的钢节点锚固方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：对照原结构图纸，根据拟加固梁及其原结构混凝土柱的形式，确定环箍板、水平环板外轮廓尺寸；

步骤二：根据新加纵向钢筋的数量、钢筋强度等级和直径，通过计算确定环箍板、水平环板的钢材强度等级、厚度；

步骤三：建立钢节点有限元分析模型，通过有限元分析，验算步骤一、步骤二确定的钢节点是否满足受力要求，如不满足，返回步骤一、步骤二修改钢节点，直至满足要求，最终完成钢节点设计；

步骤四：在加工厂生产钢节点，部分焊接成型，将新加纵向钢筋焊接在水平环板，钢节点预留两条拼接焊缝不焊接，待到现场拼装完成后焊接；

步骤五：钢节点现场拼装焊接，并在钢节点与原结构混凝土柱之间灌注结构胶。