CN114033202B - 一种具有监测功能的震损连梁加固结构及其加固方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有监测功能的震损连梁加固结构及其加固方法，所述加固结构包括加固结构本体以及安装在所述加固结构上用于监测的监测组件；所述加固结构本体包括能够安装在震损连梁下方用于对震损连梁切除前进行支撑的第一支撑构件，能够安装在震损连梁上用于代替震损段的第二支撑构件以及用于连接所述第一支撑构件、第二支撑构件的连接构件；所述方法包括：第一支撑构件的安装；切除震损连梁的震损段；第二支撑构件的安装；将连接构件进行安装；本发明提出的加固结构整体能够进行实时监测且具备较好的抗震性能；加固方法整体工艺简单且安全性较高。

Description

一种具有监测功能的震损连梁加固结构及其加固方法
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，具体涉及一种具有监测功能的震损连梁加固结构及其加固方法。
背景技术
据记载，连梁指是剪力墙结构和框架—剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢，在墙肢平面内相连的梁。
由于连梁在进行建造时其规定不应该设计太强，允许其刚度是可以折减即允许大震下连梁开裂或损坏，以此可以保护剪力墙，有利于提高整体结构的延性和实现多道抗震设防的目标。
因此，对待震后的震损连梁的修复使其恢复其功能结构一直是研究的热点。现有技术中研究重心是根据不同的手段为对震损连梁进行加固、修复。然而对加固、修复后的震损连梁进行时时监测也是非常有必要的。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种具有监测功能的震损连梁加固结构及其加固方法。
本发明的设计方案为：一种具有监测功能的震损连梁加固结构，包括加固结构本体以及安装在所述加固结构上用于监测的监测组件；
所述加固结构本体包括能够安装在震损连梁下方用于对震损连梁切除前进行支撑的第一支撑构件，能够安装在震损连梁上用于代替震损段的第二支撑构件以及用于连接所述第一支撑构件、第二支撑构件的连接构件；
所述第一支撑构件包括支撑板以及2个安装在支撑板下端左、右两侧的卡块；所述卡块上均设置有放置槽；
所述第二支撑构件包括钢构框架以及安装在钢构框架内部的阻尼组件；
所述钢构框架包括两组对立设置的板组以及安装在两组所述板组之间的腔体框板、横梁板；两组所述板组均包括用于安装所述腔体框板的基板以及安装在所述基板左、右两侧用于安装横梁板的翼板；所述基板、翼板为一体结构；所述腔体框板有2个，2个腔体框板上下相对设置在2个基板之间，且2个腔体框板与基板构成放置腔；所述横梁板有2个，2个横梁板分别水平设置在左、右两组翼板上；
所述阻尼组件放置在所述放置腔内且能够与2个腔体框板内壁、2个横梁板接触；
所述阻尼组件放置在所述放置腔内且能够与2个腔体框板内壁、2个横梁板接触，所述连接构件包括包括2个分别能够安装在2个所述放置槽内部的第一连接基座，4个能够安装在两组板组外侧面上的第二连接基座以及用于连接第一连接基座一端与距离其最近的其中一个第二连接基座之间的阻尼器。
进一步地，所述阻尼组件包括位于所述放置腔内部能够与2个所述横梁板分别接触的横向卸力组件，位于所述放置腔内部能够与与2个腔体框板内壁、所述横向卸力组件接触的纵向卸力组件；能够通过横向卸力组件和纵向卸力组件实现耗减运动能量，进而达到减震功能。
更进一步地，所述横向卸力组件包括两组传力件以及放置在两组所述传力件之间用于消减负荷的第一阻尼件；
两组传力件均包括一端能够与横梁板内侧端接触的挤压块，一端与所述挤压块另一端能够接触的弹簧件以及2个相对设置形成弹性腔的转移块；所述弹簧件能够放置在所述弹性腔内且弹簧件的另一端与其中一个转移块接触；
所述转移块形成所述弹性腔的侧壁上设置有斜坡使得弹性腔内侧变窄；
所述第一阻尼件设置在不同的两组转移块之间；
所述纵向卸力组件采用第二阻尼件，所述第二阻尼件设置在腔体框板与相近转移块形成的缝隙中；
当装置受到运动能量时：水平方向的横梁板23将能量水平传递至挤压块241，挤压块241挤压弹簧件242将该运动能量消减；当能量较大时，弹簧件242向内在弹性腔240内部进行挤压促使转移块243横向向内、纵向向外进行运动，继而横向与第一阻尼件25进行消能，纵向与第二阻尼件进行消能；纵向方向的腔体框板22将能量传递至第二阻尼件26进行消能，并且，当第二阻尼件26同时受到腔体框板22从外挤压、转移块243从内挤压时能够更好的进行消能处理。
进一步地，所述第一阻尼件、第二阻尼件均采用粘弹性阻尼器；利用粘弹性阻尼器能够有效地吸收振动带来的能量。
进一步地，所述第一连接基座与卡块为一体结构；所述第二连接基座与板组为一体结构；所述阻尼器活动安装在第一连接基座、第二连接基座上；一体结构在在制造时能够减少工艺，且在后续安装时也加便捷；并且一体式结构具备更强的稳定性。
更进一步地，所述阻尼器采用粘滞阻尼器；利用粘滞阻尼器一方面便于安装，另一方面能够有效地缓解了地震对建筑结构造成的冲击和破坏。
进一步地，所述监测组件包括用于监测腔体框板、横梁板的应变计以及放置在阻尼组件与腔体框板、横梁板接触处的压力感应计；利用应变计能够更好地监测出结构内部的应变量，而利用压力感应计能够有效地监测收到震能时由腔体框板、横梁板传递的压力。
进一步地，一种具有监测功能的震损连梁加固结构的加固方法，具体包括：
S1：第一支撑构件的安装
将第一支撑构件安装在连梁下端；
S2：切除震损连梁的震损段
对震损连梁的震损段进行全部切除整理出第二支撑构件的安装位置，然后对切除处进行清理直至露出钢筋段；
S3：第二支撑构件的安装
将第二支撑构件装配至安装位置处，并利用钢筋将清理出的钢筋段以及腔体框板、横梁板进行焊接，完成第二支撑构件的安装；
S4：后期处理
将连接构件进行安装。
更进一步地，S1所述第一支撑构件的安装，具体步骤为：在墙肢与震损连梁连接处的端面上沿着震损连梁的底端在墙肢内凿出与卡块等高的安装槽口，然后将卡块安装在安装槽口内。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提出的加固结构整体结构设计合理，利用监测组件能够有效地对加固结构本体进行实时监测；而提出的加固结构本体利用第一支撑构件、第二支撑构件配合使用不仅能够有效地代替震损连梁震损段对震损连梁进行加固，并且配合连接构件以及第二支撑构件能够起到较好的抗震性能；本发明提出的加固方法整体工艺简单，在切除震损连梁震损段前先装配第一支撑构件进行支撑，使得整个工艺具备较高的安全性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的局部结构示意图；
图3是本发明第二支撑构件的纵剖图；
图4是本发明传力件的爆炸图；
图5是本发明实施例1加固方法的流程图；
图6是本发明实施例2加固方法的流程图；
其中，1-第一支撑构件、11-支撑板、12-卡块、120-放置槽、2-第二支撑构件、21-板组、211-基板、212-翼板、22-腔体框板、220-放置腔、23-横梁板、24-传力件、240-弹性腔、241-挤压块、242-弹簧件、243-转移块、25-第一阻尼件、26-第二阻尼件、3-连接构件、31-第一连接基座、32-第二连接基座、33-阻尼器。
具体实施方式
实施例1：如图1一种具有监测功能的震损连梁加固结构，包括加固结构本体以及安装在加固结构上用于监测的监测组件；
如图1、2所示，加固结构本体包括能够安装在震损连梁下方用于对震损连梁切除前进行支撑的第一支撑构件1，能够安装在震损连梁上用于代替震损段的第二支撑构件2以及用于连接第一支撑构件1、第二支撑构件2的连接构件3；
第一支撑构件1包括支撑板11以及2个安装在支撑板11下端左、右两侧的卡块12；支撑板11、卡块12为一体结构；卡块12上均设置有放置槽120；
如图3所示，第二支撑构件2包括钢构框架以及安装在钢构框架内部的阻尼组件；钢构框架包括两组对立设置的板组21以及安装在两组板组21之间的腔体框板22、横梁板23；两组板组21均包括用于安装腔体框板22的基板211以及安装在基板211左、右两侧用于安装横梁板23的翼板212；基板211、翼板212为一体结构；腔体框板22有2个，2个腔体框板22上下相对设置在2个基板211之间，且2个腔体框板22与基板211构成放置腔220；腔体框板22呈C型结构，其长度与基板211长度相同；
横梁板23有2个，2个横梁板23分别水平设置在左、右两组翼板212上；其中，横梁板23的长度与其安装的翼板212长度相等且横梁板23水平安装在翼板212的中心处；
阻尼组件放置在放置腔220内且能够与2个腔体框板22内壁、2个横梁板23接触；
阻尼组件包括位于放置腔220内部能够与2个横梁板23分别接触的横向卸力组件，位于放置腔220内部能够与与2个腔体框板22内壁、横向卸力组件接触的纵向卸力组件；
横向卸力组件包括两组传力件24以及放置在两组传力件24之间用于消减负荷的第一阻尼件25；
如图3、4所示，两组传力件24均包括一端能够与横梁板23内侧端接触的挤压块241，一端与挤压块241另一端能够接触的弹簧件242以及2个相对设置形成弹性腔240的转移块243；弹簧件242能够放置在弹性腔240内且弹簧件242的另一端与其中一个转移块243接触；其中，如图3所示，挤压块241纵截面为T型结构，挤压块241T型结构的长边处的高度与两个腔体框板22相对左、右两边之间的间距的宽度相同，挤压块241T型结构的短边处的高度与弹性腔240的外侧端的开口高度相同；
转移块243形成弹性腔240的侧壁上设置有斜坡使得弹性腔240内侧变窄；
第一阻尼件25设置在不同的两组转移块243之间；
纵向卸力组件采用第二阻尼件26，第二阻尼件26设置在腔体框板22与相近转移块243形成的缝隙中；其中，第一阻尼件25、第二阻尼件26均采用粘弹性阻尼器；
连接构件3包括包括2个分别能够安装在2个放置槽120内部的第一连接基座31，4个能够安装在两组板组21外侧面上的第二连接基座32以及用于连接第一连接基座31一端与距离其最近的其中一个第二连接基座32之间的阻尼器33；
第一连接基座31与卡块12为一体结构；第二连接基座32与板组21为一体结构；阻尼器33活动安装在第一连接基座31、第二连接基座32上；其中，阻尼器33采用粘滞阻尼器。
监测组件包括用于监测腔体框板22、横梁板23的应变计以及放置在阻尼组件与腔体框板22、横梁板23接触处的压力感应计。
如图5所示，本实施例提出的加固结构的加固方法，具体包括：
S1：第一支撑构件1的安装
在墙肢与震损连梁连接处的端面上沿着震损连梁的底端在墙肢内凿出与卡块12等高且深度为10cm的安装槽口，然后将卡块12安装在安装槽口内；
S2：切除震损连梁的震损段
对震损连梁的震损段进行全部切除整理出第二支撑构件2的安装位置，然后对切除处进行清理直至露出钢筋段；
S3：第二支撑构件2的安装
将第二支撑构件2装配至安装位置处，并利用钢筋将清理出的钢筋段以及腔体框板22、横梁板23进行焊接，完成第二支撑构件2的安装；
S4：后期处理
将连接构件3进行安装。
需要说明的是：1)支撑板11的长度＝震损连梁的整体长度+20cm；2)提出的翼板212的长度是可变的，其是根据实际切除的震损连梁震损段的长度相关的，具体为：翼板212的长度＝(震损连梁震损段的长度-基板211长度)/2；在实际对加固装置进行制备时可以选择对其进行预留长度制备，在实际的加固现场进行切割；也可以选择对其进行固定长度的制备，在实际的加固现场进行焊接长度的弥补或者切割；3)提出阻尼器33根据实际的加固现场对第一支撑构件1、第二支撑构件2安装位置确定后选择实际需要不同长度的阻尼器33。
实施例2：与实施例1不同的是：卡块12通过连接螺栓安装在支撑板11下端；
如图6所示，本实施例提出的加固结构的加固方法，具体包括：
S1：第一支撑构件1的安装
在墙肢与震损连梁连接处的端面上沿着震损连梁的底端在墙肢内凿出与支撑板11等高且深度为10cm的安装槽口，然后将支撑板11安装在安装槽口内；
S2：切除震损连梁的震损段
对震损连梁的震损段进行全部切除整理出第二支撑构件2的安装位置，然后对切除处进行清理直至露出钢筋段；
S3：第二支撑构件2的安装
将第二支撑构件2装配至安装位置处，并利用钢筋将清理出的钢筋段以及腔体框板22、横梁板23进行焊接，完成第二支撑构件2的安装；
S4：后期处理
根据需要切割的位置以及阻尼器33的长度将卡块12安装在支撑板11下端合适位置后在对连接构件3进行安装。
需要说明的是：提出的阻尼器33可以进行统一长度的制备，在实际的安装中根据阻尼器33的长度对卡块12进行位置调整(能够实现对第一连接基座31的位置调整)。

Claims (8)

1.一种具有监测功能的震损连梁加固结构，其特征在于，包括加固结构本体以及安装在所述加固结构上用于监测的监测组件；
所述加固结构本体包括能够安装在震损连梁下方用于对震损连梁切除前进行支撑的第一支撑构件（1），能够安装在震损连梁上用于代替震损段的第二支撑构件（2）以及用于连接所述第一支撑构件（1）、第二支撑构件（2）的连接构件（3）；
所述第一支撑构件（1）包括支撑板（11）以及2个安装在支撑板（11）下端左、右两侧的卡块（12）；所述卡块（12）上均设置有放置槽（120）；
所述第二支撑构件（2）包括钢构框架以及安装在钢构框架内部的阻尼组件；
所述钢构框架包括两组对立设置的板组（21）以及安装在两组所述板组（21）之间的腔体框板（22）、横梁板（23）；两组所述板组（21）均包括用于安装所述腔体框板（22）的基板（211）以及安装在所述基板（211）左、右两侧用于安装横梁板（23）的翼板（212）；所述基板（211）、翼板（212）为一体结构；所述腔体框板（22）有2个，2个腔体框板（22）上下相对设置在2个基板（211）之间，且2个腔体框板（22）与基板（211）构成放置腔（220）；所述横梁板（23）有2个，2个横梁板（23）分别水平设置在左、右两组翼板（212）上；
所述阻尼组件放置在所述放置腔（220）内且能够与2个腔体框板（22）内壁、2个横梁板（23）接触；
所述连接构件（3）包括包括2个分别能够安装在2个所述放置槽（120）内部的第一连接基座（31），4个能够安装在两组板组（21）外侧面上的第二连接基座（32）以及用于连接第一连接基座（31）一端与距离其最近的其中一个第二连接基座（32）之间的阻尼器（33）；
所述监测组件包括用于监测腔体框板（22）、横梁板（23）的应变计以及放置在阻尼组件与腔体框板（22）、横梁板（23）接触处的压力感应计；所述第二支撑构件（2）安装时将所述第二支撑构件（2）装配至安装位置处，并利用钢筋将清理出的钢筋段以及所述腔体框板（22）、横梁板（23）进行焊接，完成第二支撑构件（2）的安装。
2.根据权利要求1所述的一种具有监测功能的震损连梁加固结构，其特征在于，所述阻尼组件包括位于所述放置腔（220）内部能够与2个所述横梁板（23）分别接触的横向卸力组件，位于所述放置腔（220）内部能够与与2个腔体框板（22）内壁、所述横向卸力组件接触的纵向卸力组件。
3.根据权利要求2所述的一种具有监测功能的震损连梁加固结构，其特征在于，所述横向卸力组件包括两组传力件（24）以及放置在两组所述传力件（24）之间用于消减负荷的第一阻尼件（25）；
两组传力件（24）均包括一端能够与横梁板（23）内侧端接触的挤压块（241），一端与所述挤压块（241）另一端能够接触的弹簧件（242）以及2个相对设置形成弹性腔（240）的转移块（243）；所述弹簧件（242）能够放置在所述弹性腔（240）内且弹簧件（242）的另一端与其中一个转移块（243）接触；
所述转移块（243）形成所述弹性腔（240）的侧壁上设置有斜坡使得弹性腔（240）内侧变窄；
所述第一阻尼件（25）设置在不同的两组转移块（243）之间；
所述纵向卸力组件采用第二阻尼件（26），所述第二阻尼件（26）设置在腔体框板（22）与相近转移块（243）形成的缝隙中。
4.根据权利要求3所述的一种具有监测功能的震损连梁加固结构，其特征在于，所述第一阻尼件（25）、第二阻尼件（26）均采用粘弹性阻尼器。
5.根据权利要求1所述的一种具有监测功能的震损连梁加固结构，其特征在于，所述第一连接基座（31）与卡块（12）为一体结构；所述第二连接基座（32）与板组（21）为一体结构；所述阻尼器（33）活动安装在第一连接基座（31）、第二连接基座（32）上。
6.根据权利要求5所述的一种具有监测功能的震损连梁加固结构，其特征在于，所述阻尼器（33）采用粘滞阻尼器。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的一种具有监测功能的震损连梁加固结构的加固方法，其特征在于，具体包括：
S1：第一支撑构件（1）的安装
将第一支撑构件（1）安装在连梁下端；
S2：切除震损连梁的震损段
对震损连梁的震损段进行全部切除整理出第二支撑构件（2）的安装位置，然后对切除处进行清理直至露出钢筋段；
S3：第二支撑构件（2）的安装
将第二支撑构件（2）装配至安装位置处，并利用钢筋将清理出的钢筋段以及腔体框板（22）、横梁板（23）进行焊接，完成第二支撑构件（2）的安装；
S4：后期处理
将连接构件（3）进行安装。
8.根据权利要求7所述的一种具有监测功能的震损连梁加固结构的加固方法，其特征在于，S1所述第一支撑构件（1）的安装，具体步骤为：在墙肢与震损连梁连接处的端面上沿着震损连梁的底端在墙肢内凿出与卡块（12）等高的安装槽口，然后将卡块（12）安装在安装槽口内。
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