CN113789975B - 一种加固混凝土框架核心区的结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土加固工程技术领域，具体涉及一种加固混凝土框架核心区的结构及方法；将框架梁连接在框架柱的上端，上加固机构增强框架梁与框架柱连接的强度，混凝土墙埋于地坪以下，并与框架柱相隔预设距离设置，在混凝土墙的顶端和框架柱之间设置混凝土梁，加腋组件增加混凝土梁与框架柱的连接面积，使其连接更稳固，混凝土墙和混凝土梁一起用于加固钢筋混凝土框架结构，以此有效减轻了框架结构所承受的地震作用，降低了结构的地震反应，提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能，满足抗震需求。

Description

一种加固混凝土框架核心区的结构及方法

技术领域

本发明涉及混凝土加固工程技术领域，尤其涉及一种加固混凝土框架核心区的结构及方法。

背景技术

钢筋混凝土框架结构是工业与民用建筑中最常见的建筑结构形式之一。其中，节点在结构承重体系中起到分配内力、协调构件变形以及维持结构整体性的作用。

地震作用下，钢筋混凝土框架结构节点易发生核心区剪切破坏，外立面节点更易发生。然而现有的诸多加固方法还存在不足，不足以满足抗震需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加固混凝土框架核心区的结构及方法，旨在解决现有技术中的钢筋混凝土框架结构节点在地震作用下，易发生核心区剪切破坏，外立面节点更易发生。然而现有的诸多加固方法还存在不足，不足以满足抗震需求的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种加固混凝土框架核心区的结构，包括框架柱、框架梁、上加固机构和下加固机构；

所述框架梁与所述框架柱连接，所述上加固机构位于所述框架柱靠近所述框架梁的一端；

所述下加固机构包括混凝土墙、混凝土梁和加腋组件，所述混凝土墙位于地坪以下，并沿垂直于所述框架柱方向设置，所述混凝土墙的顶端与所述框架柱之间设置所述混凝土梁，所述加腋组件位于所述混凝土梁与所述框架柱之间。

所述框架梁连接在所述框架柱的上端，所述上加固机构加固所述框架梁与所述框架柱连接的节点，所述混凝土墙埋于地坪以下，并相隔所述框架柱预设距离设置，再根据钢筋混凝土框架结构的联系梁的位置，在所述混凝土墙的顶端与所述框架柱之间设置所述混凝土梁，其中，所述混凝土墙和所述混凝土梁一起用于加固钢筋混凝土框架结构，以此有效减轻了框架结构所承受的地震作用，降低了结构的地震反应，提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能，所述加腋组件增大所述混凝土梁与所述框架柱连接的面积，促使连接更稳固。

其中，所述加腋组件包括梁高加腋和侧壁加腋，所述梁高加腋的两侧分别与所述框架柱和所述混凝土梁连接；所述侧壁加腋的两侧分别与所述混凝土梁连接和所述框架柱连接，并位于所述梁高加腋的下方。

所述梁高加腋和所述侧壁加腋增加所述混凝土梁的截面、所述混凝土梁的高来提高所述混凝土梁的抗弯能力及抗剪能力。

其中，所述上加固机构包括纵向钢筋、环绕箍筋和加强组件，所述纵向钢筋的数量为多个，多个所述纵向钢筋分别穿过所述框架梁，并平行于所述框架柱；所述环绕箍筋将相邻的所述纵向钢筋连接；所述加强组件包围在所述框架柱的外侧。

多个所述纵向钢筋与所述框架梁连接，并环绕所述框架柱，所述环绕箍筋将所述纵向钢筋相互连接，使其稳固，所述加强组件设置在所述框架柱的外侧。

其中，所述加强组件包括角钢和增强构件，所述角钢与所述框架柱连接，并位于所述框架柱的外侧；所述增强构件包围在所述框架柱的外侧。

所述角钢与所述框架柱焊接或通过螺栓连接，并围绕在所述框架柱的外侧，增强所述框架梁与所述框架柱连接节点的强度，所述增强构件设置在所述框架柱的外侧。

其中，所述增强构件包括钢套筒和连接部件，所述钢套筒包围在所述纵向钢筋的外侧，并在所述钢套筒与所述框架柱以及所述纵向钢筋之间填埋加固混凝土层；所述连接部件与所述钢套筒连接。

所述钢套筒的上端焊接在所述框架梁上，进而围绕在所述框架柱的外侧，并在所述钢套筒与所述框架柱以及所述纵向钢筋之间填埋加固混凝土层，使所述钢套筒固定在所述框架柱上，增强所述框架柱与所述框架梁连接节点的稳固性，所述连接部件使所述框架梁连接更稳固。

一种加固混凝土框架核心区的方法，包括以下步骤：

在框架柱相隔预设距离处设置混凝土墙，其中，所述混凝土墙位于地坪以下，并在所述混凝土墙与所述框架柱之间设置混凝土梁；

将框架梁连接在所述框架柱的上端，并将多个角钢分别与所述框架柱连接，使多个所述角钢围绕在所述框架柱的外侧；

将多个纵向钢筋纵向连接在所述框架梁上，并利用环绕箍筋将其相互连接，再将钢套筒包围在所述纵向钢筋的外侧，并在所述钢套筒与所述框架柱以及所述纵向钢筋之间填埋加固混凝土层。

首先，设置好所述混凝土墙，然后在所述混凝土墙与所述框架柱之间设置所述混凝土梁，加固混凝土框架结构，有利于减震，然后，将所述框架梁连接在所述框架柱的上端，并将角钢与所述框架柱连接，使多个所述角钢围绕在所述框架柱的外侧，增强所述框架梁与所述框架柱连接节点的强度，然后，将多个所述纵向钢筋连接在所述框架梁上，并利用所述环绕箍筋将其连接，再将所述钢套筒套设在所述框架柱的外侧，在所述钢套筒与所述框架柱和所述纵向钢筋之间填满加固混凝土层，增大所述框架梁与所述框架柱连接的面积，使其连接更稳固，有利于抗震。

其中，在框架柱相隔预设距离处设置混凝土墙，其中，所述混凝土墙位于地坪以下，并在所述混凝土墙与所述框架柱之间设置混凝土梁，所述方法还包括：

设置所述混凝土梁后，在所述混凝土梁和所述框架柱之间分别设置梁高加腋和侧壁加腋。

所述梁高加腋和所述侧壁加腋增大所述混凝土梁与所述框架柱的连接面积，使其连接更稳固，有利于减震。

其中，将多个纵向钢筋纵向连接在所述框架梁上，并利用环绕箍筋将其相互连接，再将钢套筒包围在所述纵向钢筋的外侧，并在所述钢套筒与所述框架柱以及所述纵向钢筋之间填埋加固混凝土层，所述方法还包括：

灌注加强混凝 土层前，在所述钢套筒的下方和侧面搭设模板，在混凝土凝固后将模板拆除。

利用模板方便浇注混凝土层。

本发明的加固混凝土框架核心区的结构及方法，将所述框架梁连接在所述框架柱的上端，所述上加固机构增强所述框架梁与所述框架柱连接的强度，所述混凝土墙埋于地坪以下，并与所述框架柱相隔预设距离设置，在所述混凝土墙的顶端和所述框架柱之间设置所述混凝土梁，所述加腋组件增加所述混凝土梁与所述框架柱的连接面积，使其连接更稳固，所述混凝土墙和所述混凝土梁一起用于加固钢筋混凝土框架结构，以此有效减轻了框架结构所承受的地震作用，降低了结构的地震反应，提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能，满足抗震需求。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的加固混凝土框架核心区的结构的结构示意图。

图2是本发明的连接部件的结构示意图。

图3是本发明的钢套筒内的结构示意图。

图4是本发明的加固混凝土框架核心区的结构的剖视图。

图5是本发明的图3的A处放大图。

图6是本发明的图4的B处放大图。

图7是本发明的加固混凝土框架核心区的方法的步骤图。

1-框架柱、2-框架梁、10-上加固机构、11-纵向钢筋、12-环绕箍筋、13-加强组件、20-下加固机构、21-混凝土墙、22-混凝土梁、23-加腋组件、100-加固混凝土框架核心区的结构、131-角钢、132-增强构件、231-梁高加腋、232-侧壁加腋、1321-钢套筒、1322-连接部件、1323-加强板、1324-螺杆箍、1325-弹性柱、 1326-复原弹簧、1327-纤维层。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图5，本发明提供了一种加固混凝土框架核心区的结构100，包括框架柱1、框架梁2、上加固机构10和下加固机构20；

所述框架梁2与所述框架柱1连接，所述上加固机构10位于所述框架柱1 靠近所述框架梁2的一端；

所述下加固机构20包括混凝土墙21、混凝土梁22和加腋组件23，所述混凝土墙21位于地坪以下，并沿垂直于所述框架柱1方向设置，所述混凝土墙21 的顶端与所述框架柱1之间设置所述混凝土梁22，所述加腋组件23位于所述混凝土梁22与所述框架柱1之间。

在本实施方式中，所述框架梁2连接在所述框架柱1的上端，所述上加固机构10设置在所述框架柱1靠近所述框架梁2的一侧，加固所述框架梁2与所述框架柱1的连接节点，所述混凝土墙21位于地坪以下，并与所述框架柱1相隔预设距离设置，在所述混凝土墙21的顶端与所述框架柱1之间设置所述混凝土梁22，其中，所述混凝土墙21和所述混凝土梁22一起用于加固钢筋混凝土框架结构，以此有效减轻了框架结构所承受的地震作用，降低了结构的地震反应，提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能，所述加腋组件23利用增加所述混凝土梁22的截面、所述混凝土梁22的高来提高所述混凝土梁22的抗弯能力及抗剪能力，有利于抗震，进而有效减轻了框架结构所承受的地震作用，满足抗震需求。

进一步地，请参阅图1至图3，所述加腋组件23包括梁高加腋231和侧壁加腋232，所述梁高加腋231的两侧分别与所述框架柱1和所述混凝土梁22连接；所述侧壁加腋232的两侧分别与所述混凝土梁22连接和所述框架柱1连接，并位于所述梁高加腋231的下方。

在本实施方式中，所述梁高加腋231采用混凝土与钢筋浇灌而成，两个侧壁分别连接所述混凝土梁22和所述框架柱1，数量为多个，分别位于所述混凝土梁22与所述框架柱1之间，增加所述混凝土量的梁高，所述侧壁加腋232 采用钢筋混凝土制成，侧壁分别连接所述混凝土梁22和所述框架柱1，增加所述混凝土梁22的连接截面，以此来提高所述混凝土梁22的抗弯能力及抗剪能力，增强结构强度，有利于抗震，满足抗震需求。

进一步地，请参阅图3和图5，所述上加固机构10包括纵向钢筋11、环绕箍筋12和加强组件13，所述纵向钢筋11的数量为多个，多个所述纵向钢筋11 分别穿过所述框架梁2，并平行于所述框架柱1；所述环绕箍筋12将相邻的所述纵向钢筋11连接；所述加强组件13包围在所述框架柱1的外侧。

进一步地，请参阅图1、图2和图5，所述加强组件13包括角钢131和增强构件132，所述角钢131与所述框架柱1连接，并位于所述框架柱1的外侧；所述增强构件132包围在所述框架柱1的外侧。

进一步地，请参阅图1和图2，所述增强构件132包括钢套筒1321和连接部件1322，所述钢套筒1321包围在所述纵向钢筋11的外侧，并在所述钢套筒 1321与所述框架柱1以及所述纵向钢筋11之间填埋加固混凝土层；所述连接部件1322与所述钢套筒1321连接。

进一步地，请参阅图1、图2和图6，所述连接部件1322包括加强板1323 和螺杆箍1324，所述加强板1323的两侧分别通过所述螺杆箍1324与所述钢套筒1321和所述框架梁2连接。

进一步地，请参阅图6，所述连接部件1322还包括弹性柱1325和复原弹簧 1326，所述加强板1323的数量至少为两个，所述弹性柱1325连接在相邻两个所述加强板1323之间；所述复原弹簧1326的两端分别与相邻两个所述加强板 1323连接，并位于所述弹性柱1325的内部。

进一步地，请参阅图2和图5，所述连接部件1322还包括纤维层1327，所述纤维层1327设置在所述框架梁2的外侧。

在本实施方式中，所述纵向钢筋11的数量为多个，分别连接在所述框架梁 2上，并伸出所述框架梁2，且与所述框架柱1平行，所述环绕箍筋12的数量为多个，分别将所述纵向钢筋11捆扎，增强所述纵向钢筋11结构强度，所述角钢131焊接或螺栓连接在所述框架柱1的外侧，并位于所述框架柱1与所述框架梁2的连接节点处，且数量为多个，将所述框架柱1围绕，加固连接节点，有利于抗震，所述钢套筒1321的上端焊接在所述框架梁2的上方，并环绕在所述纵向钢筋11的外侧，然后在所述钢套筒1321与所述框架柱1以及所述纵向钢筋11之间填埋加固混凝土层，增强连接强度，所述钢套筒1321安装完成后，通过所述螺杆箍1324将所述加强板1323连接在所述钢套筒1321与所述框架梁 2上，其中，所述加强板1323呈三角状，数量为多个，分布在所述框架柱1 的四周，两端通过所述螺杆箍1324分别穿过所述框架梁2和所述钢套筒1321 连接，对所述框架梁2起到支撑作用，增强连接节点的结构强度，有利于抗震，所述弹性柱1325采用具有弹性的橡胶材质制成，设置在相邻两个所述加强板1323之间，所述复原弹簧1326的两端连接在相邻两个所述加强板1323上，并位于所述弹性柱1325的内部，所述弹性柱1325对所述复原弹簧1326起到防护作用，所述复原弹簧1326增强所述加强板1323抗剪承载力和刚度，从而改善了节点的抗震性能，所述纤维层1327采用纤维制成，在所述框架梁2的受拉区外表面沿受拉方向粘贴所述纤维层1327来增加所述框架梁2的抗弯、抗剪强度，外贴所述纤维层1327还可起到受拉和约束受压区混凝土的作用，从而增加所述框架梁2的抗弯、抗剪强度。进而有效进行抗震，满足抗震需求。

请参阅图7，一种加固混凝土框架核心区的方法，包括以下步骤：

S101：在框架柱1相隔预设距离处设置混凝土墙21，其中，所述混凝土墙 21位于地坪以下，并在所述混凝土墙21与所述框架柱1之间设置混凝土梁22。

具体的，首先，确认所述框架柱1的加固空间，加固空间位于地坪以下，在加固空间中，与所述框架柱1相隔预设距离处设置所述混凝土墙21，然后，根据钢筋混凝土框架结构的联系梁的位置，在所述混凝土墙21的顶端与所述框架柱1之间设置混凝土梁22，其中，所述混凝土墙21和所述混凝土梁22一起用于加固钢筋混凝土框架结构，以此有效减轻了框架结构所承受的地震作用，降低了结构的地震反应，提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能，设置好所述混凝土梁22后，在所述混凝土梁22与所述框架柱1之间分别设置所述梁高加腋231所述侧壁加腋232，通过增加梁截面、梁高来提高梁的抗弯能力及抗剪能力，使所述混凝土梁22与所述框架柱1连接更稳固，进而能够有效进行抗震，满足抗震需求。

S102：将框架梁2连接在所述框架柱1的上端，并将多个角钢131分别与所述框架柱1连接，使多个所述角钢131围绕在所述框架柱1的外侧。

具体的，将所述框架梁2连接在所述框架柱1的上端，并在所述框架柱1 的外侧焊接或者螺栓连接多个所述角钢131，所述角钢131围绕在所述框架柱1 的四周，并位于所述框架柱1与所述框架梁2的连接节点处，加固连接节点，有利于抗震。

S103：将多个纵向钢筋11纵向连接在所述框架梁2上，并利用环绕箍筋12 将其相互连接，再将钢套筒1321包围在所述纵向钢筋11的外侧，并在所述钢套筒1321与所述框架柱1以及所述纵向钢筋11之间填埋加固混凝土层。

具体的，将多个所述纵向钢筋11与所述框架梁2连接，并穿过所述框架梁 2，与所述框架柱1保持平行，且围绕在所述框架柱1的四周，利用所述环绕箍筋12将所述纵向钢筋11相互连接，增强结构强度，然后，将所述钢套筒1321 的上端焊接在所述框架梁2的下方，并围绕在所述纵向钢筋11的四周，然后，在所述钢套筒1321的下方和侧面搭设模板，在模板内浇注加固混凝土层，混凝土凝固后再将模板拆除，方便操作，以此增强所述框架梁2与所述框架柱1连接的强度，有利于抗震，安装好所述钢套筒1321后，将所述加强板1323设置在所述钢套筒1321与所述框架强之间，利用所述螺杆箍1324穿过所述钢套筒 1321和所述框架梁2，将所述加强板1323固定，其中，所述加强板1323呈三角状，数量为多个，分别围绕所述框架柱1设置，增强所述框架柱1支撑所述框架梁2的强度，使其连接更稳固，进而有利于抗震，安装好所述加强板1323 后，将所述弹性柱1325连接在相邻两个所述加强板1323之间，并将所述复原弹簧1326的两端连接在相邻两个所述加强板1323上，且让所述复原弹簧1326 位于所述弹性柱1325的内部，所述弹性柱1325采用具有弹性的橡胶材质支撑，对所述复原弹簧1326起到保护作用，并增强所述加强板1323之间的强度，增强所述加强板1323抗剪承载力和刚度，从而改善了节点的抗震性能，有效进行抗震，满足抗震需求。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种加固混凝土框架核心区的结构，其特征在于，包括框架柱、框架梁、上加固机构和下加固机构；

所述框架梁与所述框架柱连接，所述上加固机构位于所述框架柱靠近所述框架梁的一端；

所述下加固机构包括混凝土墙、混凝土梁和加腋组件，所述混凝土墙位于地坪以下，并沿垂直于所述框架柱方向设置，所述混凝土墙的顶端与所述框架柱之间设置所述混凝土梁，所述加腋组件位于所述混凝土梁与所述框架柱之间；

所述上加固机构包括纵向钢筋、环绕箍筋和加强组件，所述纵向钢筋的数量为多个，多个所述纵向钢筋分别穿过所述框架梁，并平行于所述框架柱；所述环绕箍筋将相邻的所述纵向钢筋连接；所述加强组件包围在所述框架柱的外侧；所述加强组件包括角钢和增强构件，所述角钢与所述框架柱连接，并位于所述框架柱的外侧；所述增强构件包围在所述框架柱的外侧；所述增强构件包括钢套筒和连接部件，所述钢套筒包围在所述纵向钢筋的外侧，并在所述钢套筒与所述框架柱以及所述纵向钢筋之间填埋加固混凝土层；所述连接部件与所述钢套筒连接；

所述连接部件包括加强板、螺杆箍、弹性柱和复原弹簧，所述加强板的两侧分别通过所述螺杆箍与所述钢套筒和所述框架梁连接，所述加强板的数量至少为两个，所述弹性柱连接在相邻两个所述加强板之间；所述复原弹簧的两端分别与相邻两个所述加强板连接，并位于所述弹性柱的内部；

所述纵向钢筋的数量为多个，分别连接在所述框架梁上，并伸出所述框架梁，且与所述框架柱平行，所述环绕箍筋的数量为多个，分别将所述纵向钢筋捆扎，增强所述纵向钢筋结构强度，所述角钢连接在所述框架柱的外侧，并位于所述框架柱与所述框架梁的连接节点处，且数量为多个，将所述框架柱围绕，加固连接节点，有利于抗震，所述钢套筒的上端焊接在所述框架梁的上方，并环绕在所述纵向钢筋的外侧，在所述钢套筒与所述框架柱以及所述纵向钢筋之间填埋加固混凝土层，增强连接强度，所述钢套筒安装完成后，通过所述螺杆箍将所述加强板连接在所述钢套筒与所述框架梁上，其中，所述加强板呈三角状，数量为多个，分布在所述框架柱的四周，两端通过所述螺杆箍分别穿过所述框架梁和所述钢套筒连接，对所述框架梁起到支撑作用，增强连接节点的结构强度，有利于抗震，所述弹性柱采用具有弹性的橡胶材质制成，设置在相邻两个所述加强板之间，所述复原弹簧的两端连接在相邻两个所述加强板上，并位于所述弹性柱的内部，所述弹性柱对所述复原弹簧起到防护作用，所述复原弹簧增强所述加强板抗剪承载力和刚度。

2.如权利要求1所述的加固混凝土框架核心区的结构，其特征在于，

所述加腋组件包括梁高加腋和侧壁加腋，所述梁高加腋的两侧分别与所述框架柱和所述混凝土梁连接；所述侧壁加腋的两侧分别与所述混凝土梁连接和所述框架柱连接，并位于所述梁高加腋的下方。

3.一种加固混凝土框架核心区的方法，应用于如权利要求1所述的加固混凝土框架核心区的结构，其特征在于，包括以下步骤：

在框架柱相隔预设距离处设置混凝土墙，其中，所述混凝土墙位于地坪以下，并在所述混凝土墙与所述框架柱之间设置混凝土梁；

将框架梁连接在所述框架柱的上端，并将多个角钢分别与所述框架柱连接，使多个所述角钢围绕在所述框架柱的外侧；

将多个纵向钢筋纵向连接在所述框架梁上，并利用环绕箍筋将其相互连接，再将钢套筒包围在所述纵向钢筋的外侧，并在所述钢套筒与所述框架柱以及所述纵向钢筋之间填埋加固混凝土层。

4.如权利要求3所述的加固混凝土框架核心区的方法，其特征在于，在框架柱相隔预设距离处设置混凝土墙，其中，所述混凝土墙位于地坪以下，并在所述混凝土墙与所述框架柱之间设置混凝土梁，所述方法还包括：

设置所述混凝土梁后，在所述混凝土梁和所述框架柱之间分别设置梁高加腋和侧壁加腋。

5.如权利要求3所述的加固混凝土框架核心区的方法，其特征在于，将多个纵向钢筋纵向连接在所述框架梁上，并利用环绕箍筋将其相互连接，再将钢套筒包围在所述纵向钢筋的外侧，并在所述钢套筒与所述框架柱以及所述纵向钢筋之间填埋加固混凝土层，所述方法还包括：

灌注加强混凝 土层前，在所述钢套筒的下方和侧面搭设模板，在混凝土凝固后将模板拆除。

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