CN112963001B - 一种既有连梁全部切除重加固施工方法及加固结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种既有连梁全部切除重加固施工方法及加固结构，方法包括切除墙体间既有连梁，开凿切割点墙体；在墙体内部植筋上焊接固定螺纹拉杆；将梁头与螺纹拉杆连接固定，在梁头连接钢梁，在钢梁之间连接阻尼器；加固结构包括钢梁、第一阻尼器和第二阻尼器，第一阻尼器包括安装外壳、耗能板、阻尼套和扇形阻尼板，安装外壳与钢梁连接，耗能板与安装外壳连接，阻尼套与安装外壳卡接，扇形阻尼板设在阻尼套内部，第二阻尼器包括定位盘和减震包，定位盘固定设在两钢梁上，定位盘上设有顶杆，减震包套设在顶杆端部，减震包内设有挡板和阻尼钢板；本发明的加固结构设计合理、安装便捷，具有较高的稳定性和可靠性，适宜大量推广。
Description
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，具体涉及一种既有连梁全部切除重加固施工方法及加固结构。
背景技术
连梁指在剪力墙结构和框架—剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢，在墙肢平面内相连的梁。剪力墙结构体系中，连梁的内力很大，连梁在水平荷载作用下的破坏主要分为两种，脆性破坏和延性破坏，连梁若发生脆性破坏就丧失了承载力，沿墙全高所有连梁发生剪切破坏则会导致结构侧向刚度大大降低，变形加大最终可能导致结构的倒塌。
研究表明，联结两片剪力墙之间的连梁对整个抗侧力体系的抗震性能有着重要的影响。合理设计的钢筋混凝土剪力墙结构体系在地震作用下，钢筋混凝土连梁首先屈服，然后在往复荷载的作用下耗散地震所输入的能量。因此，连梁需要具有足够的强度、延性和耗能能力。近年来发展较为成熟的钢筋混凝土连梁加固技术有：一、钢筋混凝土连梁粘贴CFRP加固技术，在钢筋混凝土连梁上粘贴CFRP，并在适当补位凿空植入锚筋；二、钢筋混凝土连梁粘贴钢板加固技术，通过环氧树脂将钢板与钢筋混凝土连梁连接。
但是，现有的连梁加固结构都是在原有的连梁外表面进行加固处理，整体性和稳定性较差；而且当连梁遭受地质灾害后不具有恢复能力，需要重新加固，这就造成施工成本的进一步增加。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种安全可靠、省时省力的既有连梁全部切除重加固施工方法及加固结构。
本发明的技术方案为：一种既有连梁全部切除重加固施工方法，包括以下步骤：
步骤一、切除墙体间既有连梁，并开凿切割点墙体表面至墙体内部植筋裸露；
步骤二、根据梁头上的安装孔位，在植筋上焊接固定螺纹拉杆；
步骤三、利用混凝土修补墙体开凿位置，待修补后的混合图完全凝固后，将梁头与螺纹拉杆利用高强度防脱螺母进行固定，并利用硅酮结构密封胶对梁头和墙体之间缝隙进行密封处理；
步骤四、在相邻两个梁头上分别利用抗剪螺栓连接钢梁；
步骤五、在相邻两个钢梁之间利用抗剪螺栓连接阻尼器。
一种适用于上述施工方法的既有连梁全部切除重加固结构，包括钢梁、第一阻尼器和第二阻尼器，钢梁设置有两个，两个钢梁相互远离的一端分别通螺栓活动连接有梁头，两个梁头上均活动连接有螺纹拉杆，两个钢梁相互靠近的一端分别设置有插接部；
第一阻尼器包括安装外壳、耗能板、阻尼套和扇形阻尼板，安装外壳设置有两个，两个安装外壳相互远离的一端分别设置有安装套，两个安装外壳分别通过安装套与两个钢梁上的插接部插接后通过螺栓固定连接，两个安装外壳相互靠近的一端分别设置有滑动柱，两个滑动柱周向均匀设置有7-12个插销，耗能板设置有8-12个，各个耗能板环形设置，且两端分别与两个安装外壳通过螺栓固定连接，阻尼套内部设置有隔板，阻尼套的两端分别环形设置有与插销数量对应一致的滑动槽，隔板的两侧分别对称设置有3-6个立板，各个立板上均设置有弧形卡槽，扇形阻尼板的数量与立板的数量对应一致，扇形阻尼板的弧形端分别与弧形卡槽卡接，扇形阻尼板底部与立板活动铰接，位于隔板同侧的两个相对的扇形阻尼板之间活动铰接有阻尼拉簧，阻尼套的两端分别与两个滑动柱活动插接后，插销活动卡接在滑动槽内，且两个滑动柱分别与隔板两侧的各个扇形阻尼板抵接；
第二阻尼器包括定位盘和减震包，定位盘设置有两个，两个定位盘分别固定套设在两个钢梁上，两个定位盘周向分别均匀设置有3-6个顶杆，且两个定位盘上的顶杆位置对应，减震包的数量与每个定位盘上顶杆的数量对应一致，各个减震包分别活动套设在两个相对的顶杆端部，减震包内部设置有挡板，挡板的两侧均设置有阻尼钢板，两个阻尼钢板分别对应的顶杆端部卡接。
进一步地，阻尼钢板包括第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板，第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板均为弧形板，且通过滑杆相互叠加在一起，顶杆端部与第一阻尼钢板活动卡接，通过设置第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板，当钢梁两端的墙体遭受地震等地质灾害而发生倾斜时，利用第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板能够对墙体的震动压力进行缓解；同时第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板具有一定的恢复力，保证了震后墙体的正常使用。
进一步地，第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板的长度依次增加，第一阻尼钢板和第二阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板、第三阻尼钢板和挡板连接处均活动卡接有滚轮，通过设置滚轮，当第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板相互挤压时能够在固定的方向进行延展，避免第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板由于挤压而错位。
进一步地，插接部上转动卡接有活动套，安装套插入插接部后，安装套上的螺栓贯穿安装套后与活动套螺纹连接，通过设置活动套，当钢梁两端的墙体发生不同方向的倾斜时，安装套能够在插接部发生一定的旋转，避免墙体倾斜后对钢梁造成损坏，提高钢梁的耐用程度。
进一步地，活动套与插接部连接处设置有滚珠，通过设置滚珠能够减小活动套与在插接部上旋转时的灵活性，进而能够使得活动套能够灵活跟随插接部的转动。
进一步地，钢梁和第一阻尼器和第二阻尼器表面均喷涂有防腐涂层，防腐涂层包括依次叠加的环氧树脂涂层、全氟聚醚涂层和陶瓷涂层，通过设置环氧树脂涂层、全氟聚醚涂层和陶瓷涂层，不仅能够提高涂层与钢材表面的附着力，而且能够减少腐蚀物在钢材表面的粘连，提高钢材的抗腐蚀性能，提高钢材的使用寿命。
进一步地，钢梁表面交错设置有抗剪刚带，通过设置抗剪刚带能够提高钢梁在地震等地质灾害中抵御墙体倾斜而造成的剪切力，同时避免钢梁由于弹性形变而产生金属疲劳，提高钢梁的性能。
进一步地，定位盘与钢梁连接处设置有L型加强钢板，通过设置L型加强钢板，使得定位盘与钢梁的连接更加稳固。
本发明的加固结构的安装方法为：
1、切除墙体间既有连梁，并开凿切割点直至墙体原有植筋外漏；
2、根据梁头上的案子空位，在植筋上焊接固定螺纹拉杆，并利用混凝土填补切割点的开槽；
3、将梁头与固定拉杆连接，并利用螺栓进行固定；
4、将两个定位盘分别焊接固定在两个钢梁上，分别并将两个安装外壳上的安装套与两个钢梁端部的插接部活动插接，并利用螺栓进行固定，两个安装外壳上的滑动柱与阻尼套活动卡接，阻尼套的两端分别与两个滑动柱活动插接后，插销活动卡接在滑动槽内，且两个滑动柱分别与隔板两侧的各个扇形阻尼板抵接；将各个耗能板分别与两个安装外壳通过螺栓进行固定；
5、将各组顶杆的一端分别与减震包内部的第一阻尼钢板活动卡接，各组顶杆的另一端分别与两个定位盘通过螺栓进行固定；
6、当相邻墙体遭受地质灾害而倾斜时，两个滑动柱分别挤压位于隔板两侧的各个扇形阻尼板，同时，各组顶杆分别挤压对应的第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板；地质灾害过后，各组扇形阻尼板在阻尼拉簧的作用下复位，同时各组第一阻尼钢板、第二阻尼钢板和第三阻尼钢板进行复位，使得相邻墙体恢复原有状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的安装结构设计合理，安装便捷，具有较高的稳定性和可靠性，通过第一阻尼器和第二阻尼器和钢梁连接，使得钢梁低于地震等地质灾害的能力得到进一步增强；同时，由于本发明的第一阻尼器和第二阻尼器都具有形变复原能力，这就使得本发明的加固结构在地震过后能够继续使用，从而降低了施工成本，提高了社会经济效益；本发明的第一阻尼器和第二阻尼器和钢梁之间为活动连接，具有一定的活动行程，降低了钢梁移位过程中对阻尼器造成损坏的可能性，提高了本发明加固结构的稳定性和安全性，能有效快速地整体提升建筑结构震后的可恢复能力，在建筑结构领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的加固结构的纵剖图；
图2是本发明的加固结构的外部结构示意图；
图3是本发明的安装套与插接部的连接示意图；
图4是本发明的耗能板与安装外壳的连接示意图；
图5是本发明的阻尼套与滑动柱的连接示意图；
图6是本发明的扇形阻尼板在隔板上的分布图；
图7是本发明的扇形阻尼板与隔板的连接示意图；
图8是本发明的定位盘与钢梁的连接示意图；
图9是本发明的阻尼钢板与顶杆的连接示意图；
其中，1-钢梁、10-梁头、11-螺纹拉杆、12-插接部、13-活动套、130-滚珠、 2-第一阻尼器、20-安装外壳、200-安装套、201-滑动柱、202-插销、21-耗能板、 22-阻尼套、220-隔板、221-滑动槽、222-立板、2220-弧形卡槽、23-扇形阻尼板、230-阻尼拉簧、3-第二阻尼器、30-定位盘、300-L型加强钢板、31-顶杆、 32-减震包、320-挡板、321-阻尼钢板、3210-第一阻尼钢板、3211-第二阻尼钢板、3212-第三阻尼钢板、3213-滑杆、3214-滚轮。
具体实施方式
实施例：一种既有连梁全部切除重加固施工方法，包括以下步骤：
步骤一、切除墙体间既有连梁，并开凿切割点墙体表面至墙体内部植筋裸露；
步骤二、根据梁头10上的安装孔位，在植筋上焊接固定螺纹拉杆11；
步骤三、利用混凝土修补墙体开凿位置，待修补后的混合图完全凝固后，将梁头10与螺纹拉杆11利用高强度防脱螺母进行固定，并利用硅酮结构密封胶对梁头10和墙体之间缝隙进行密封处理；
步骤四、在相邻两个梁头10上分别利用抗剪螺栓连接钢梁1；
步骤五、在相邻两个钢梁1之间利用抗剪螺栓连接阻尼器。
如图1、2、3所示的一种既有连梁全部切除重加固结构，包括钢梁1、第一阻尼器2和第二阻尼器3，钢梁1和第一阻尼器2和第二阻尼器3表面均喷涂有防腐涂层，防腐涂层包括依次叠加的环氧树脂涂层、全氟聚醚涂层和陶瓷涂层，通过设置环氧树脂涂层、全氟聚醚涂层和陶瓷涂层，不仅能够提高涂层与钢材表面的附着力，而且能够减少腐蚀物在钢材表面的粘连，提高钢材的抗腐蚀性能，提高钢材的使用寿命；钢梁1表面交错设置有抗剪刚带，通过设置抗剪刚带能够提高钢梁1在地震等地质灾害中抵御墙体倾斜而造成的剪切力，同时避免钢梁1 由于弹性形变而产生金属疲劳，提高钢梁1的性能；钢梁1设置有两个，两个钢梁1相互远离的一端分别通螺栓活动连接有梁头10，两个梁头10上均活动连接有螺纹拉杆11，两个钢梁1相互靠近的一端分别设置有插接部12；插接部12 上转动卡接有活动套13，安装套200插入插接部12后，安装套200上的螺栓贯穿安装套后与活动套螺纹连接，通过设置活动套13，当钢梁1两端的墙体发生不同方向的倾斜时，安装套200能够在插接部12发生一定的旋转，避免墙体倾斜后对钢梁1造成损坏，提高钢梁1的耐用程度；活动套13与插接部12连接处设置有滚珠130，通过设置滚珠130能够减小活动套13与在插接部12上旋转时的灵活性，进而能够使得活动套13能够灵活跟随插接部12的转动；
如图1、4、5、6、7所示，第一阻尼器2包括安装外壳20、耗能板21、阻尼套22和扇形阻尼板23，安装外壳20设置有两个，两个安装外壳20相互远离的一端分别设置有安装套200，两个安装外壳20分别通过安装套200与两个钢梁1上的插接部12插接后通过螺栓固定连接，两个安装外壳20相互靠近的一端分别设置有滑动柱201，两个滑动柱201周向均匀设置有8个插销202，耗能板 21设置有8个，各个耗能板21环形设置，且两端分别与两个安装外壳20通过螺栓固定连接，阻尼套22内部设置有隔板220，阻尼套22的两端分别环形设置有与插销202数量对应一致的滑动槽221，隔板220的两侧分别对称设置有3-6 个立板222，各个立板222上均设置有弧形卡槽2220，扇形阻尼板23的数量与立板222的数量对应一致，扇形阻尼板23的弧形端分别与弧形卡槽2220卡接，扇形阻尼板23底部与立板222活动铰接，位于隔板220同侧的两个相对的扇形阻尼板23之间活动铰接有阻尼拉簧230，阻尼套22的两端分别与两个滑动柱201 活动插接后，插销202活动卡接在滑动槽221内，且两个滑动柱201分别与隔板 220两侧的各个扇形阻尼板23抵接；
如图1、8、9所示，第二阻尼器3包括定位盘30和减震包32，定位盘30 设置有两个，两个定位盘30分别固定套设在两个钢梁1上，定位盘30与钢梁1 连接处设置有L型加强钢板300，通过设置L型加强钢板300，使得定位盘30 与钢梁1的连接更加稳固；两个定位盘30周向分别均匀设置有4个顶杆31，且两个定位盘30上的顶杆31位置对应，减震包32的数量与每个定位盘30上顶杆 31的数量对应一致，各个减震包32分别活动套设在两个相对的顶杆31端部，减震包32内部设置有挡板320，挡板320的两侧均设置有阻尼钢板321，阻尼钢板321包括第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212，第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212均为弧形板，且通过滑杆3213相互叠加在一起，顶杆31端部与第一阻尼钢板3210活动卡接，通过设置第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212，当钢梁1 两端的墙体遭受地震等地质灾害而发生倾斜时，利用第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212能够对墙体的震动压力进行缓解；同时第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212具有一定的恢复力，保证了震后墙体的正常使用；第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212的长度依次增加，第一阻尼钢板3210和第二阻尼钢板3211、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212、第三阻尼钢板3212和挡板320连接处均活动卡接有滚轮3214，通过设置滚轮3214，当第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212相互挤压时能够在固定的方向进行延展，避免第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212由于挤压而错位。
本发明的加固结构的安装方法为：
1、切除墙体间既有连梁，并开凿切割点直至墙体原有植筋外漏；
2、根据梁头10上的案子空位，在植筋上焊接固定螺纹拉杆，并利用混凝土填补切割点的开槽；
3、将梁头10与固定螺纹拉杆11连接，并利用螺栓进行固定；
4、将两个定位盘30分别焊接固定在两个钢梁1上，分别并将两个安装外壳 20上的安装套200与两个钢梁1端部的插接部12活动插接，并利用螺栓进行固定，两个安装外壳20上的滑动柱201与阻尼套22活动卡接，阻尼套22的两端分别与两个滑动柱201活动插接后，插销202活动卡接在滑动槽221内，且两个滑动柱201分别与隔板220两侧的各个扇形阻尼板23抵接；将各个耗能板21 分别与两个安装外壳20通过螺栓进行固定；
5、将各组顶杆31的一端分别与减震包32内部的第一阻尼钢板3210活动卡接，各组顶杆31的另一端分别与两个定位盘30通过螺栓进行固定；
6、当相邻墙体遭受地质灾害而倾斜时，两个滑动柱201分别挤压位于隔板 220两侧的各个扇形阻尼板23，同时，各组顶杆31分别挤压对应的第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212；地质灾害过后，各组扇形阻尼板23在阻尼拉簧230的作用下复位，同时各组第一阻尼钢板3210、第二阻尼钢板3211和第三阻尼钢板3212进行复位，使得相邻墙体恢复原有状态。
试验例：分别在相同条件下对现有技术中的钢筋混凝土连梁和本发明的加固结构进行力学性能测试，结果如表1所示；
表1：不同结构连梁的力学性能；
通过表1数据对比可知，本发明的加固结构与现有的钢筋混凝土连梁相比，具有优异的抗拉强度、弹性模量、抗剪强度和伸长率，且具有较强的耐久性和较高的社会经济效益。
Claims (1)
1.一种既有连梁全部切除重加固施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、切除墙体间既有连梁，并开凿切割点墙体表面至墙体内部植筋裸露；
步骤二、根据梁头(10)上的安装孔位，在所述植筋上焊接固定螺纹拉杆(11)；
步骤三、利用混凝土修补墙体开凿位置，待修补后的混凝土完全凝固后，将所述梁头(10)与螺纹拉杆(11)利用高强度防脱螺母进行固定，并利用硅酮结构密封胶对梁头(10)和墙体之间缝隙进行密封处理；
步骤四、在相邻两个梁头(10)上分别利用抗剪螺栓连接钢梁(1)；
步骤五、在相邻两个钢梁(1)之间利用抗剪螺栓连接阻尼器；
所述一种既有连梁全部切除重加固施工方法所使用的加固结构，包括钢梁(1)、第一阻尼器(2)和第二阻尼器(3)，所述钢梁(1)设置有两个，两个钢梁(1)相互远离的一端分别通螺栓活动连接有梁头(10)，两个所述梁头(10)上均活动连接有螺纹拉杆(11)，两个钢梁(1)相互靠近的一端分别设置有插接部(12)；
所述第一阻尼器(2)包括安装外壳(20)、耗能板(21)、阻尼套(22)和扇形阻尼板(23)，所述安装外壳(20)设置有两个，两个安装外壳(20)相互远离的一端分别设置有安装套(200)，两个安装外壳(20)分别通过所述安装套(200)与两个钢梁(1)上的插接部(12)插接后通过螺栓固定连接，两个安装外壳(20)相互靠近的一端分别设置有滑动柱(201)，两个所述滑动柱(201)周向均匀设置有7-12个插销(202)，所述耗能板(21)设置有8-12个，各个耗能板(21)环形设置，且两端分别与两个安装外壳(20)通过螺栓固定连接，所述阻尼套(22)内部设置有隔板(220)，阻尼套(22)的两端分别环形设置有与所述插销(202)数量对应一致的滑动槽(221)，所述隔板(220)的两侧分别对称设置有3-6个立板(222)，各个所述立板(222)上均设置有弧形卡槽(2220)，所述扇形阻尼板(23)的数量与立板(222)的数量对应一致，扇形阻尼板(23)的弧形端分别与所述弧形卡槽(2220)卡接，扇形阻尼板(23)底部与立板(222)活动铰接，位于隔板(220)同侧的两个相对的扇形阻尼板(23)之间活动铰接有阻尼拉簧(230)，阻尼套(22)的两端分别与两个滑动柱(201)活动插接后，所述插销(202)活动卡接在滑动槽(221)内，且两个滑动柱(201)分别与隔板(220)两侧的各个扇形阻尼板(23)抵接；
所述第二阻尼器(3)包括定位盘(30)和减震包(32)，所述定位盘(30)设置有两个，两个定位盘(30)分别固定套设在两个钢梁(1)上，两个定位盘(30)周向分别均匀设置有3-6个顶杆(31)，且两个定位盘(30)上的顶杆(31)位置对应，所述减震包(32)的数量与每个定位盘(30)上顶杆(31)的数量对应一致，各个减震包(32)分别活动套设在两个相对的顶杆(31)端部，减震包(32)内部设置有挡板(320)，所述挡板(320)的两侧均设置有阻尼钢板(321)，两个阻尼钢板(321)分别对应的顶杆(31)端部卡接；
所述阻尼钢板(321)包括第一阻尼钢板(3210)、第二阻尼钢板(3211)和第三阻尼钢板(3212)，所述第一阻尼钢板(3210)、第二阻尼钢板(3211)和第三阻尼钢板(3212)均为弧形板，且通过滑杆(3213)相互叠加在一起，所述顶杆(31)端部与第一阻尼钢板(3210)活动卡接；
所述第一阻尼钢板(3210)、第二阻尼钢板(3211)和第三阻尼钢板(3212)的长度依次增加，第一阻尼钢板(3210)和第二阻尼钢板(3211)、第二阻尼钢板(3211)和第三阻尼钢板(3212)、第三阻尼钢板(3212)和挡板(320)连接处均活动卡接有滚轮(3214)；
所述插接部(12)上转动卡接有活动套(13)，所述安装套(200)插入插接部(12)后，安装套(200)上的螺栓贯穿安装套后与活动套螺纹连接；
所述活动套(13)与插接部(12)连接处设置有滚珠(130)；
所述钢梁(1)和第一阻尼器(2)和第二阻尼器(3)表面均喷涂有防腐涂层，所述防腐涂层包括依次叠加的环氧树脂涂层、全氟聚醚涂层和陶瓷涂层；
所述钢梁(1)表面交错设置有抗剪刚带；
所述定位盘(30)与钢梁(1)连接处设置有L型加强钢板(300)。
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