CN109680875B - 可预制组合分体柱的加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可预制组合分体柱的加固方法,该预制组合分体柱包括内部钢板、对拉螺杆、混凝土、蜂窝孔和外部钢板;其中对拉螺栓包括对拉螺杆和配套螺帽,对拉螺栓穿过各分体柱及内部钢板的蜂窝孔和外部钢板的孔洞,并用配套的螺母拧好。在外部钢板的内侧刷油,并在柱内浇筑混凝土,最终形成可预制的组合分体柱。该组合分体柱可以在地震时增加柱构件的变形能力和耗能能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种分体柱,特别是一种可预制组合分体柱及其制作与加固方法。
背景技术
一般而言,在高层建筑中,竖向构件都承受了很大的荷载。为了满足承载力的需求,往往竖向构件的截面尺寸都非常大,且经常使用高强度的混凝土,这两方面的原因就使得柱构件的变形能力较差。大截面的柱使得构件的长细比较小,而高强度的混凝土使得试件的脆性增加,在地震来临时构件的变形能力较差,随之引起耗能能力差,容易发生脆性破坏。而竖向构件一旦发生破坏,整个结构体系极有可能会发生整体坍塌,造成严重的生命财产损失。
反之,为了保证良好的变形能力,构件的截面尺寸就不能太大。当柱构件高度较大时,小截面尺寸的柱构件稳定性较差,经常不能满足承载力的需求,进而导致需要树立很多细小的柱子,这将极大地影响空间的使用效率。因而承载力和变形能力之间存在的矛盾急需得到解决。
在浇筑混凝土构件浇筑时,为了解决胀模的问题,通常会在构件内设置对拉螺栓,螺栓外套PVC管,浇筑完成拆模后取出对拉螺栓,而PVC管则留在构件内,PVC管所占空间会使得构件内形成若干小的通孔。当柱构件受力较大时,这些小的通孔周围会形成较严重的应力集中现象,日积月累后通孔周围会形成混凝土裂缝,影响混凝土的耐久性,潮湿的地方甚至会使通孔周边的钢筋生锈,严重的影响结构安全。
当内部混凝土出现损伤或破损时,对传统的钢管混凝土柱进行修复或加固存在较大的困难,很难对钢管内部的混凝土进行修复。
发明内容
发明目的:本发明公开了一种可预制组合分体柱及其制作与加固方法,该分体柱结构紧凑,强度高且变形能力良好,易于维护;该制作方法周期效率较高;该加固方法能够充分利用分体柱的结构优势,进行部分修补,且不影响分体柱整体性能。
技术方案:一种可预制组合分体柱,包括内部钢板、对拉螺杆、混凝土和外部钢板;对拉螺栓由螺杆和配套螺帽组成;内部钢板为“十”字形钢板;外部钢板为角钢;外部钢板与所述内部钢板围合形成四个柱腔体;混凝土浇筑于柱腔体内;螺杆穿过相邻的两个柱腔体并通过螺帽拧紧于外部钢板表面固定。
为了加强各腔体柱内混凝土的连接强度,内部钢板上开设有蜂窝孔。
蜂窝孔纵向均匀分布于“十”字形钢板四个支板上。
为了便于在出现破损时,可以取下外部钢板,对内部混凝土进行重新浇筑,外部钢板与混凝土接触的内侧面上涂有润滑油。
一种上述的可预制组合分体柱的预制方法,包括如下步骤:
步骤1)制作、焊接“十”字形内部钢板;
步骤2)在内部钢板上开蜂窝孔;
步骤3)在外部钢板的内侧涂上润滑油;
步骤4)在外部钢板上开孔,将螺杆穿过内部钢板上的蜂窝孔(11)和外部钢板上的孔洞,并用螺帽紧固连接;根据浇筑混凝土时外部钢板所需承担的荷载,增加或减少螺杆的数量;外部钢板与内部钢板围合形成四个柱腔体;
步骤5)在柱腔体内按照设计的强度浇筑、振捣混凝土,并在标准环境下进行养护;
步骤6)运至施工现场进行安装。
一种可预制组合分体柱的加固方法,包括如下步骤:
步骤1)拧下被破坏的分体柱外部钢板上的螺帽,取下外部钢板;
步骤2)使用风镐破碎机械将受损混凝土破碎;
步骤3)将破损分体柱内的螺杆切断,并留下40~50cm的距离,套上螺纹套筒,并连接新的拉杆;安装外部钢板,若外部钢板出现屈曲,则可更换新的外部钢板;
步骤4)浇筑混凝土,并按要求养护。
有益效果:本发明公开的可预制组合分体柱及其制作与加固方法有益效果如下:
1、在没有地震时,分体柱可以以一个整体的状态工作,共同承担竖向荷载。对拉螺栓可以增强四个分体柱之间的连接性能,增强构件在竖向荷载下的稳定性;出现地震时,蜂窝孔处的混凝土因试件的变形而被剪切、劈裂坏,而蜂窝孔处的螺杆则被拉断或屈服,分体柱此时分为四个单独受力的单体,增加柱构件的变形能力和耗能能力;
2、在浇筑柱构件时,能在不出现通孔的前提下且能解决涨模的问题;
3、当分体柱中的一个或若干个单体出现损伤时,可以单独加固其中一个或若干个单体,而其余单体继续承受竖向力,保证结构在加固时可正常使用;
4、当构件内部的混凝土出现破损时,可以取下外部钢板,对内部混凝土进行重新浇筑;
5、此柱构件可以在工厂预制,将内部混凝土浇筑好后,运至施工现场进行拼装,减少施工工期和现场的湿作业;
6、此构件外部均为平钢板,因而此柱构件与钢梁相连较容易。
附图说明
图1为本发明可预制组合分体柱的横向截面图;
图2为本发明可预制组合分体柱的纵向剖面图;
图3为本发明可预制组合分体柱的预制过程图;
图4为本发明可预制组合分体柱的加固过程图。
具体实施方式
如图1所示,一种可预制组合分体柱,包括内部钢板1、对拉螺杆2、混凝土3和外部钢板5;对拉螺栓2由螺杆6和配套螺帽7组成;内部钢板1为“十”字形钢板;外部钢板5为“L”型角钢;外部钢板5与内部钢板1围合形成四个柱腔体8;所述混凝土3浇筑于柱腔体8内;螺杆6穿过相邻的两个柱腔体8并通过螺帽7拧紧于外部钢板5表面固定。对拉螺杆2增加了各个单体柱之间的整体性和稳定性,防止或延缓外部钢板屈曲的作用。外部钢板5起到了增加对混凝土3约束的作用,且起到了混凝土浇筑模板的作用。
如图2所示,内部钢板1上开设有蜂窝孔11。蜂窝孔11纵向均匀分布于“十”字形钢板四个支板上,使得相邻柱腔体8内的混凝土3能够连接形成受力整体。
为了使得在损坏后加固的过程中,外部钢板5更容易拆卸脱落,外部钢板5 与混凝土3接触的内侧面上涂有润滑油。
一种权利要求1所述的可预制组合分体柱的预制方法,如图3所示,包括如下步骤:
步骤1)制作、焊接“十”字形内部钢板1;
步骤2)在内部钢板1上开蜂窝孔11;
步骤3)在外部钢板5的内侧涂上润滑油便于试件受损时将外部钢板脱模,对内部混凝土进行加固;
步骤4)在外部钢板5上开孔,将螺杆6穿过内部钢板1上的蜂窝孔11和外部钢板5上的孔洞,并用螺帽7紧固连接,对拉螺杆上不需要套PVC管,且对拉螺杆上需带有螺纹,以便拧螺帽;根据浇筑混凝土3时外部钢板5所需承担的荷载,增加或减少螺杆的数量;外部钢板5与内部钢板1围合形成四个柱腔体8;
步骤5)在柱腔体8内按照设计的强度浇筑、振捣混凝土3,并在标准环境下进行养护;
步骤6)运至施工现场进行安装。
一种可预制组合分体柱的加固方法,如图4所示,包括如下步骤:
步骤1)当其中一个分体柱在地震作用下或偶然荷载下发生破坏时,可对其进行加固;拧下被破坏的分体柱外部钢板5上的螺帽7,取下外部钢板5;
步骤2)如果内部混凝土破损较为严重,可使用风镐破碎机械将受损混凝土3破碎;
步骤3)将破损分体柱内的螺杆6切断,并留下40~50cm的距离,套上螺纹套筒9,并连接新的拉杆;若外部钢板5出现屈曲,则可更换新的外部钢板5,安装外部钢板5;
步骤4)浇筑混凝土,并按要求养护。
Claims (6)
1.一种可预制组合分体柱的加固方法,所述可预制组合分体柱包括内部钢板(1)、对拉螺杆(2)、混凝土(3)和外部钢板(5);所述对拉螺栓(2)由螺杆(6)和配套螺帽(7)组成;所述内部钢板(1)为“十”字形钢板;所述外部钢板(5)为角钢;外部钢板(5)与所述内部钢板(1)围合形成四个柱腔体(8);所述混凝土(3)浇筑于柱腔体(8)内;螺杆(6)穿过相邻的两个柱腔体(8)并通过螺帽(7)拧紧于外部钢板(5)表面固定;其特征在于:所述加固方法包括如下步骤:
步骤1)拧下被破坏的分体柱外部钢板(5)上的螺帽(7),取下外部钢板(5);
步骤2)使用风镐破碎机械将受损混凝土(3)破碎;
步骤3)将破损分体柱内的螺杆(6)切断,并留下40~50cm的距离,套上螺纹套筒,并连接新的拉杆;安装外部钢板(5);
步骤4)浇筑混凝土,并按要求养护。
2.根据权利要求1所述的可预制组合分体柱的加固方法,其特征在于:所述内部钢板(1)上开设有蜂窝孔(11)。
3.根据权利要求2所述的可预制组合分体柱的加固方法,其特征在于:所述蜂窝孔(11)纵向均匀分布于“十”字形钢板四个支板上。
4.根据权利要求1所述的可预制组合分体柱的加固方法,其特征在于:所述外部钢板(5)与混凝土(3)接触的内侧面上涂有润滑油。
5.根据权利要求1所述的可预制组合分体柱的加固方法,其特征在于:所述步骤(3)中,若外部钢板(5)出现屈曲,则更换新的外部钢板(5)。
6.根据权利要求1所述可预制组合分体柱的加固方法,其特征在于:所述可预制组合分体柱的预制方法包括如下步骤:
步骤1)制作、焊接“十”字形内部钢板(1);
步骤2)在内部钢板(1)上开蜂窝孔(11);
步骤3)在外部钢板(5)的内侧涂上润滑油;
步骤4)在外部钢板(5)上开孔,将螺杆(6)穿过内部钢板(1)上的蜂窝孔(11)和外部钢板(5)上的孔洞,并用螺帽(7)紧固连接;根据浇筑混凝土(3)时外部钢板(5)所需承担的荷载,增加或减少螺杆的数量;外部钢板(5)与内部钢板(1)围合形成四个柱腔体(8);
步骤5)在柱腔体(8)内按照设计的强度浇筑、振捣混凝土(3),并在标准环境下进行养护;
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