CN112065090A - 一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统及施工方法，包括混凝土受弯构件，混凝土受弯构件上开设有多个盲孔，盲孔内部设置有螺栓，且螺栓的头部处于盲孔内部；混凝土受弯构件表面通过结构胶由内向外铺设有第一层FRP片材、夹心钢板和第二层FRP片材。本发明提出一种用于提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，该加固系统结构受力合理、加固效果好，显著提高混凝土结构抗弯承载力、抗弯刚度、降低裂缝宽度，施工简单，降低施工成本；本发明还提供一种用于提高混凝土结构抗弯承载力的施工方法，结构合理，施工便捷，节约加固成本，使得该加固流程更加的简便，增加该加固系统的使用寿命，增加装置的适用性。

Description

一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统及施工方法
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统及施工方法。
背景技术
对现有结构进行加固，能够最大限度的利用已有的社会资源，是结构工程界研究的热点问题。目前，传统的加固抗弯方法粘贴钢板加固法已经很多研究成果并被应用于实际工程中，但由于其存在施工复杂、自重大、加固成本高等缺点，使其在工程中的应用受到很大程度的限制。
混凝土是指由胶凝材料将du集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等。
FRP片材因其具有强度高、质量轻、抗腐蚀、耐疲劳等优点，有效弥补了粘贴钢板加固的不足，但FRP片材加固混凝土结构时，存在应力滞后，变形大，片材强度利用率低的特点。由于以上缺点的存在，使FRP片材抗弯加固混凝土结构很难被广泛应用在加固工程中。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，包括混凝土受弯构件，所述混凝土受弯构件上开设有多个盲孔，所述盲孔内部设置有螺栓，且所述螺栓的头部处于所述盲孔内部；所述混凝土受弯构件表面通过结构胶由内向外铺设有第一层FRP片材、夹心钢板和第二层FRP片材。
进一步的，所述第一层FRP片材通过第一层FRP片材结构胶设置在所述混凝土受弯构件上，所述第二层FRP片材通过第三层FRP片材结构胶设置在所述夹心钢板上。
进一步的，所述第一层FRP片材上设置有第二层FRP片材结构胶，所述夹心钢板设置在所述第二层FRP片材结构胶上并穿过所述螺栓通过螺母固定在所述混凝土受弯构件上。
进一步的，所述盲孔与所述螺栓之间的间隙填充有化学胶粘剂。
进一步的，所述结构胶为FRP片材配套AB组份胶。
进一步的，所述FRP片材为纤维增强复合材料板材。
进一步的，所述夹心钢板为根据加固构架尺寸预制钢板。
本发明还提供一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统的施工方法，所述方法包括以下步骤：
步骤a、根据设计要求在混凝土受弯构件上进行划线、定位、打孔、清孔并干燥，形成盲孔；
步骤b、根据设计要求在混凝土受弯构件表面涂抹第一层FRP片材结构胶，并在所述第一层FRP片材结构胶上粘贴第一层FRP片材；
步骤c、在第一层FRP片材上涂抹第二层FRP片材结构胶；
步骤d、在步骤a里的所述盲孔内注入化学锚固胶粘剂；
步骤e、在夹心钢板上与所述盲孔对应位置钻孔；
步骤f、迅速把所述夹心钢板粘贴于第二层FRP片材结构胶上，并在所述夹心钢板上安装螺栓，将所述螺栓活动安装在所述化学锚固胶粘剂内，同时将整个加固系统的自重通过支撑构件传递到地面；
步骤g、48h后，拆除所述支撑构件，将所述螺栓通过螺母固定安装在所述化学锚固胶粘剂内，并在夹心钢板上涂抹第三层FRP片材结构胶，在所述第三层FRP片材结构胶表面粘贴第二层FRP片材。
进一步的，步骤g中，所述螺栓穿过所述在夹心钢板上的所述钻孔设置在所述盲孔内。
进一步的，所述支撑构件为钢支撑杆。
本发明提出的用于提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，受力合理、加固效果好，显著提高混凝土结构抗弯承载力、抗弯刚度、降低裂缝宽度，施工简单，降低施工成本；同时，本发明还提供的用于提高混凝土结构抗弯承载力的施工方法，施工便捷，加固效果好，可有效提高材料利用率，节约加固成本，使得该加固流程更加的简便，用此种方法进行加工还能够增加该加固系统的坚固性，增加该加固系统的使用寿命，增加装置的适用性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明所述用于提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统平面示意图；
图2示出了根据本发明图1中A-A剖面图；
图中：1-混凝土受弯构件、11-盲孔、2-螺栓、3-第一层FRP片材结构胶、4-第一层FRP片材、5-第二层FRP片材结构胶、6-夹心钢板、7-第三层FRP片材结构胶、8-第二层FRP片材。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
本发明提出一种用于提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，该加固系统结构受力合理、加固效果好，显著提高混凝土结构抗弯承载力、抗弯刚度、降低裂缝宽度，施工简单，降低施工成本。
图1示出了本发明所述用于提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统平面示意图，图1中，螺栓2将夹心钢板6固定在混凝土受弯构件1上，该加固系统的表面还粘贴有第二层FRP片材8。
该加固系统通过螺栓2和结构胶把FRP片材与夹心钢板6固定于混凝土受弯构件上1，形成加固系统，既保证加固材料牢固定在混凝土结构面上，同时又能充分利用FRP片材和夹心钢板6的强度，节约施工成本。
示例性的，本发明通过螺栓2将FRP片材与夹心钢板6固定在混凝土受弯构件上1上，通过螺栓2安装在盲孔11内形成锚固结构系统，结构合理，锚固力强，可有效防止FRP片材与混凝土受弯构件上1发生剥离破坏，提高了材料利用率，节约了施工成本。
图2示出了本发明所述用于提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统中A-A剖面图，图中，该加固系统包括混凝土受弯构件1、螺栓2、FRP片材、夹心钢板6，加固系统中的受弯承载力主要由FRP片材和夹心钢板6提供，本实施例中，FRP片材设置有两层，FRP片材包括第一层FRP片材4和第二层FRP片材8，第一层FRP片材4通过第一层FRP片材结构胶3粘贴于混凝土受弯构件1上，夹心钢板6通过第二层FRP片材结构胶5粘贴于第一层FRP片材4上，并通过螺栓2固定，第二层FRP片材8通过第三层FRP片材结构胶7粘贴于夹心钢板6上。
该加固系统通过通螺栓2和结构胶把FRP片材与夹心钢板6固定于混凝土受弯构件1上，形成加固系统。既保证加固材料牢固定在混凝土受弯构件1上，同时又能充分利用FRP片材和夹心钢板6的强度，节约施工成本。
示例性的，本实施例中设置两层FRP片材，通过第一层FRP片材4和第二层FRP片材8与夹心钢板6相配合进行加固，实际应用中FRP片材的层的个数并不局限于这一形式，不同层个数FRP片材均在本发明的保护范围之内。
示例性的，本发明实施例中，FRP片材和夹心钢板6均通过结构胶粘贴，结构胶为FRP片材配套的AB组份胶，实际应用中结构胶的类型与配比并不局限于本发明实施例中的这一形式，只要是能够将FRP片材和夹心钢板6紧固的粘贴形成加固系统即可。
示例性的，建筑里的受弯构件包括所有受到荷载产生弯矩的构件。最常见的是梁和板，偏心柱也是，本发明实施例中仅对混凝土受弯构件1的加固方式进行了详细的阐述，实际应用过程中，该加固系统也可以应用于梁、板等受弯构件的加固，并不局限于对混凝土受弯构件这一加固形式，类似于对其他受弯构件的加固方式均在本发明实施例的保护范围之内。
为了增加本发明实施例中加固系统的稳定牢固性，增加加固系统的使用寿命，节约施工成本。本发明还提供一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统的施工方法，方法包括以下步骤：
步骤a：现场施工人员根据施工图纸在混凝土受弯构件1上进行划线、定位、打孔操作，打孔形成盲孔11，并将盲孔11进行清洁并对盲孔11进行干燥处理；
步骤b、根据设计要求在混凝土受弯构件1表面涂抹第一层FRP片材结构胶3，并在第一层FRP片材结构胶3上粘贴第一层FRP片材4；
步骤c、在第一层FRP片材4上涂抹第二层FRP片材结构胶5，根据据施工图纸在夹心钢板6两侧定位、画线；
步骤d、在步骤a里的盲孔11内注入化学锚固胶粘剂；
步骤e、在夹心钢板6上与盲孔11对应位置钻孔，方便螺栓2插入盲孔11内固定；
步骤f、迅速把夹心钢板6粘贴于第二层FRP片材结构胶5上，并在夹心钢板6的钻孔上安装螺栓2，使得夹心钢板6穿过螺栓2，将螺栓2放入钻孔旋转3-5s使化学锚固胶粘剂搅拌均匀，并打入设计深度，同时将整个加固系统的自重通过支撑构件传递到地面；
步骤g、48h后，化学锚固胶粘剂完全固化，拆除支撑构件，将螺栓2通过螺母固定安装在化学锚固胶粘剂内，并在夹心钢板6上涂抹第三层FRP片材结构胶7，在第三层FRP片材结构胶7表面粘贴第二层FRP片材8，完成螺栓2的最终，并辅以点焊将螺栓2、螺母和夹心钢板6固定。
示例性的，本发明实施例中的方法仅仅是对混凝土受弯构件的固定方法进行了详细描述，实际应用过程中，该加固系统的加工方法也可以应用于梁、板等受弯构件的加固，并不局限于对混凝土受弯构件这一加固形式，类似于对受弯构件进行FRP片材和夹心钢板6的加固方式的加工方法均在本发明的保护范围之内。
示例性的，本实施例中FRP片材和夹心钢板6的形状为方形，实际应用过程中，FRP片材和夹心钢板6的形状与个数均不做具体的限制，只要是能够满足FRP片材和夹心钢板6相结合，增强加固系统的强度即可，并不局限于本实施例中FRP片材和夹心钢板6的形状与个数这一限制。
示例性的，本实施例中通过化学锚固胶粘剂对螺栓2进行固定，实际应用过程中，化学锚固胶粘剂的种类跟配比并不做具体的限定，只要能够满足能够灌入盲孔11，同时在冷却后能够抓紧螺栓2使得螺栓2不松动即可，并不局限于一种种类和配比的化学锚固胶粘剂，只要是满足该功能的均在本发明的保护范围之内。
示例性的，本发明提供的一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统的施工方法中还包括支撑构件，支撑构件指的是用钢、木等材料制作构件架设的临时支撑。如木支撑、金属支撑、钢木混合支撑等。本发明实施例中采用钢支撑杆作为支撑构件，实际应用过程中，木支撑、金属支撑等各类支撑构件均可作为实施例应用，同时支撑构件的形状与连接方式也不做具体的限制，只要满足对加固系统的自身重力起到一定的支撑作用即可，并不局限于形式、材质与连接方式的不同。
本发明提出的用于提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，受力合理、加固效果好，显著提高混凝土结构抗弯承载力、抗弯刚度、降低裂缝宽度，施工简单，降低施工成本；同时，本发明还提供的用于提高混凝土结构抗弯承载力的施工方法，施工便捷，加固效果好，可有效提高材料利用率，节约加固成本，使得该加固流程更加的简便，用此种方法进行加工还能够增加该加固系统的坚固性，增加该加固系统的使用寿命，增加装置的适用性。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，其特征在于，
包括混凝土受弯构件(1)，所述混凝土受弯构件(1)上开设有多个盲孔(11)，所述盲孔(11)内部设置有螺栓(2)，且所述螺栓(2)的头部处于所述盲孔(11)内部；
所述混凝土受弯构件(1)表面通过结构胶由内向外铺设有第一层FRP片材(4)、夹心钢板(6)和第二层FRP片材(8)。
2.根据权利要求1所述的提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，其特征在于，所述第一层FRP片材(4)通过第一层FRP片材结构胶(3)设置在所述混凝土受弯构件(1)上，所述第二层FRP片材(8)通过第三层FRP片材结构胶(7)设置在所述夹心钢板(6)上。
3.根据权利要求1所述的提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，其特征在于，所述第一层FRP片材(4)上设置有第二层FRP片材结构胶(5)，所述夹心钢板(6)设置在所述第二层FRP片材结构胶(5)上并穿过所述螺栓(2)通过螺母固定在所述混凝土受弯构件(1)上。
4.根据权利要求1所述的提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，其特征在于，所述盲孔(11)与所述螺栓(2)之间的间隙填充有化学胶粘剂。
5.根据权利要求1所述的提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，其特征在于，所述结构胶为FRP片材配套AB组份胶。
6.根据权利要求1所述的提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，其特征在于，所述FRP片材为纤维增强复合材料板材。
7.根据权利要求1所述的提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统，其特征在于，所述夹心钢板(6)为根据加固构架尺寸预制钢板。
8.一种提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤a、根据设计要求在混凝土受弯构件(1)上进行划线、定位、打孔、清孔并干燥，形成盲孔(11)；
步骤b、根据设计要求在混凝土受弯构件(1)表面涂抹第一层FRP片材结构胶(3)，并在所述第一层FRP片材结构胶(3)上粘贴第一层FRP片材(4)；
步骤c、在第一层FRP片材(4)上涂抹第二层FRP片材结构胶(5)；
步骤d、在步骤a里的所述盲孔(11)内注入化学锚固胶粘剂；
步骤e、在夹心钢板(6)上与所述盲孔(11)对应位置钻孔；
步骤f、迅速把所述夹心钢板(6)粘贴于第二层FRP片材结构胶(5)上，并在所述夹心钢板(6)上安装螺栓(2)，将所述螺栓(2)活动安装在所述化学锚固胶粘剂内，同时将整个加固系统的自重通过支撑构件传递到地面；
步骤g、48h后，拆除所述支撑构件，将所述螺栓(2)通过螺母固定安装在所述化学锚固胶粘剂内，并在夹心钢板(6)上涂抹第三层FRP片材结构胶(7)，在所述第三层FRP片材结构胶(7)表面粘贴第二层FRP片材(8)。
9.根据权利要求8所述的提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统的施工方法，其特征在于，步骤g中，所述螺栓(2)穿过所述在夹心钢板(6)上的所述钻孔设置在所述盲孔(11)内。
10.根据权利要求8所述的提高混凝土结构抗弯承载力的加固系统的施工方法，其特征在于，所述支撑构件为钢支撑杆。
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