CN201372486Y - 一种加固混凝土框架的组合构件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种利用外包钢管加固混凝土框架的组合构件，其包括外包钢管、所包围的被加固混凝上梁和柱、钢管与混凝土梁柱间的灌浆料、梁外包钢板与柱外包钢板间的加劲肋钢板、梁外包钢板外侧连接翼板钢板和栓钉。该组合结构具有加固层所占厚度小，节点延性好，节点强度高于构件强度，施工方便的优点。

Description

一种加固混凝土框架的组合构件

技术领域

本实用新型是土木工程所涉及的混凝土结构加固工程的技术领域，具体涉及一种利用外包钢管加固混凝土框架的组合构件。

背景技术

利用钢板加固既有混凝土结构的传统方法有外粘型钢加固法和粘贴钢板加固法。外粘型钢加固法系在待加固混凝土构件的四隅沿纵向粘贴型钢，横向在型钢外侧焊接缀板或箍板，并于焊好后在缀板或箍板与混凝土构件间灌注胶粘剂。粘贴钢板加固法系在待加固混凝土表面粘贴钢板后，在钢板外侧另设置横向钢箍板或钢板压条锚固。其特点是，纵向型钢或钢板需要通过外层横向钢板约束锚固后共同受力，加固钢板占据了两层的厚度，加固层厚度较大；施工工序多，工艺较复杂。

钢管混凝土是在矩形或圆形钢管内灌注混凝土而形成的一种组合构件，具有截面强度高、刚度大、延性好、施工方便等特点，在抗震高层建筑和桥梁工程中广泛应用。在结构加固领域，传统的加固方法形成的外粘型钢或钢板的构件，其强度和抗震性能均远不如钢管混凝土构件。

钢管混凝土框架梁柱节点一般为钢管柱与钢梁、钢管柱与钢筋混凝土梁、钢管柱与型钢混凝土梁连接，通常需在柱钢管壁上留孔以使梁纵向钢筋穿过，及在与钢梁对应位置焊接牛腿以与钢梁连接。对既有钢筋混凝土框架节点区柱与梁通过分别外包钢管形成钢管混凝土组合截面梁柱连接节点，其构造方法将与上述钢管混凝土框架梁柱节点不同。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用外包钢管加固既有混凝土框架梁柱节点的钢管混凝土组合截面节点，以取得加固层所占厚度小，节点延性好，节点强度高于构件强度，施工方便的效果。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种加固混凝土框架的组合构件，其特征在于：该组合构件包括柱外包钢板、与柱外包钢板垂直连接并形成夹角的两个梁外包钢板，该梁外包钢板与柱外包钢板连接部分贯通。

作为本实用新型的优选方式之一，所述梁外包钢板外侧固定有沿梁外包钢板纵长方向的翼板钢板。

作为本实用新型的优选方式之一，所述梁外包钢板外侧焊接有若干栓钉。

作为本实用新型的优选方式之一，所述柱外包钢板横截面为半圆形。

作为本实用新型的优选方式之一，所述柱外包钢板包括两个互相垂直的侧面。

作为本实用新型的优选方式之一，所述梁外包钢板横截面呈“[”型，所述两个梁外包钢板分别固定于柱外包钢板的两个互相垂直的侧面上。

作为本实用新型的优选方式之一，所述加固混凝土框架的组合构件进一步包括加强肋钢板，该加强肋钢板分别垂直于梁外包钢板与柱外包钢板。

作为本实用新型的优选方式之一，位于梁外包钢板外侧的翼板钢板包括上板和与上板平行的下板。

本实用新型提供一种利用外包钢管加固混凝土框架的组合构件，将钢管混凝土组合构件应用于结构加固领域，形成的组合截面节点具有钢管混凝土构件的特点，其强度、刚度和延性显著优于原混凝土框架节点，也优于外粘型钢加固法或粘贴钢板加固法形成的加固节点，该组合结构具有加固层所占厚度小，节点延性好，节点强度高于构件强度，施工方便的优点。

附图说明

图1是本实用新型钢管混凝土框架的横截面示意图；

图2是本实用新型实施例的组合构件结构示意图；

图3是本实用新型实施例的四个组合构件结构示意图；

图4是本实用新型实施例的使用状态示意图。

主要元件符号说明

钢筋混凝土柱    1    加强肋钢板    5

钢筋混凝土梁    2    翼板钢板      6

柱外包钢板      3    栓钉          7

梁外包钢板      4    灌浆料        8

楼面板混凝土    9

具体实施方式

本实用新型的内容、优点和目的将在下面实施例的说明中予以阐述。

如图1所示，一种混凝土框架，其包括外包钢管、所包围的被加固梁及柱、两者间的灌浆料及柱梁连接加劲肋钢板、梁外包钢板外侧连接翼板钢板和栓钉共同组成。

所述混凝土框架包括利用外包钢管加固混凝土框架的组合构件，该组合构件包括外包钢管，外包钢管为矩形钢管或圆钢管，通过钢板围合封闭形成，钢板外无须再设箍板或压条；

所包围的被加固构件是既有钢筋混凝土框架节点区梁、柱，凿去面层后，内部无明显缺陷，其强度、配筋可不受限制；

两者间的灌浆料可采用灌注型结构胶、自密实混凝土或其他强度高、适合于灌注的灌浆料。

优选地，柱梁连接加劲肋钢板设置于节点区梁柱交界面，并分别与梁顶面(底面)钢板及柱外包钢板侧壁垂直。

优选地，梁外包钢板外侧与楼面板对应处设置连接翼板钢板和栓钉，用于楼面梁与楼面钢筋混凝土现浇板间的连接。

具体的如图2至图3所示，该组合构件包括柱外包钢板3、与柱外包钢板3垂直连接的两个梁外包钢板4，两个梁外包钢板4形成夹角，该梁外包钢板4与柱外包钢板3连接部分贯通。

所述梁外包钢板4外侧固定有沿梁外包钢板纵长方向的翼板钢板6。位于梁外包钢板外侧的翼板钢板包括上板和与上板平行的下板。

所述梁外包钢板4外侧焊接有若干栓钉7。

所述柱外包钢板3横截面为半圆形或所述柱外包钢板3为两个互相垂直的侧面围成。

所述梁外包钢板横截面呈“[”型，所述两个梁外包钢板4分别固定于柱外包钢板3的两个互相垂直的侧面上。

所述加固混凝土框架的组合构件进一步包括加强肋钢板5，该加强肋钢板5分别垂直于梁外包钢板4与柱外包钢板3。

如图1所示，使用时，首先将待加固的钢筋混凝土梁柱节点四角一定宽度内楼面板混凝土9凿除，楼板钢筋从梁边切断或剥离；

将节点区钢筋混凝土柱1、钢筋混凝土梁2面层凿去，棱角打磨成圆角，表面凿毛，清水冲净；

将柱外包钢板3、梁外包钢板4、柱梁交界面加劲肋钢板5、梁外包钢板4外侧翼板钢板6、栓钉7在工厂拼焊组成部件甲，见图2；同样方法得到部件乙、丙、丁，见图3；

将部件甲、乙、丙、丁从节点区四角分别围合于梁、柱四周，在梁和柱外围形成封闭的钢管，见图4；

将构件端部钢管与被加固混凝土梁间孔隙封闭，钢板上留出灌浆口，从灌浆口灌注灌浆料8。

将四角楼板钢筋与翼板6焊接连接后，补充浇筑凿去的楼板混凝土。

本实用新型的有益效果如下：

将钢管混凝土组合构件应用于结构加固领域，形成的组合截面节点具有钢管混凝土构件的特点，其强度、刚度和延性显著优于原混凝土框架节点，也优于外粘型钢加固法或粘贴钢板加固法形成的加固节点；

外包钢管形成的封闭组合截面节点区抗剪能力强、延性好，与非节点区局部粘贴钢板加固方法相结合，易于实现强剪弱弯、强节点弱构件要求，特别适合于抗震框架节点；

利用外包钢管代替了纵向粘贴型钢以及纵向钢板外的横向箍板，钢板由两层变成了一层，节点区加固层所占厚度较传统方法减小；

外包钢管强度、刚度和延性显著优于型钢或钢板格构构件，钢管壁厚可小于型钢板厚，有利充分发挥钢材强度，从而提高性能价格比；

高强度的灌浆料可充填既有钢筋混凝土局部缺陷并弥补其强度的不足，外围钢管可完全替代原有受力钢筋，因此被加固的混凝土框架强度较低、配筋较小时也可应用。例如，当被加固的混凝土框架混凝土强度等级低于抗震要求的最低材料等级C20时，通过选择适当的灌浆料和外包钢管形成的组合截面节点，其性能可完全满足抗震要求。这为现存大量不满足节点强度和构造要求的框架结构的改造提供了一种高效、合理的选择。

外包钢管和灌注灌浆料工艺成熟，与外粘型钢加固法或粘贴钢板加固法相比施工工序减少，施工方便。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种加固混凝土框架的组合构件，其特征在于：该组合构件包括柱外包钢板(3)、与柱外包钢板(3)垂直连接并形成夹角的两个梁外包钢板(4)，该梁外包钢板(4)与柱外包钢板(3)连接部分贯通。

2、如权利要求1所述的加固混凝土框架的组合构件，其特征在于：所述梁外包钢板(4)外侧固定有沿梁外包钢板(4)纵长方向的翼板钢板(6)。

3、如权利要求1所述的加固混凝土框架的组合构件，其特征在于：所述梁外包钢板(4)外侧焊接有若干栓钉(7)。

4、如权利要求1所述的加固混凝土框架的组合构件，其特征在于：所述柱外包钢板(3)横截面为半圆形。

5、如权利要求1所述的加固混凝土框架的组合构件，其特征在于：所述柱外包钢板(3)包括两个互相垂直的侧面。

6、如权利要求5所述的加固混凝土框架的组合构件，其特征在于：所述梁外包钢板(4)横截面呈“[”型，所述两个梁外包钢板(4)分别固定于柱外包钢板(3)的两个互相垂直的侧面上。

7、如权利要求1所述的加固混凝土框架的组合构件，其特征在于：所述加固混凝土框架的组合构件进一步包括加强肋钢板(5)，该加强肋钢板(5)分别垂直于梁外包钢板(4)与柱外包钢板(3)。

8、如权利要求2所述的加固混凝土框架的组合构件，其特征在于：位于梁外包钢板(4)外侧的翼板钢板(6)包括上板和与上板平行的下板。

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