CN210239208U - 一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构，在原钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材，外包角钢兜住碳纤维板材，安装U型钢箍板，施工三折线体外预应力，形成体外预应力‑角钢‑碳纤维板材联合加固梁。利用外包角钢的弯曲变形反弹力，利用体外预应力上举力，对碳纤维板材提供法向力，使得碳纤维板材与钢筋混凝土梁底之间产生的摩檫力，可以克服碳纤维板材与钢筋混凝土梁底之间的剪切应力，确保粘贴碳纤维板材的加固钢筋混凝土梁不会发生粘结滑移破坏，使得粘贴碳纤维板材的极限抗拉强度可以充分发挥，角钢和体外预应力既是大梁加固材料又是对碳纤维板材进行锚固措施处理的材料，一举两得。

Description

一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，涉及一种粘贴碳纤维的加固技术，尤其涉及一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构。

背景技术

钢筋混凝土梁粘贴碳纤维布加固施工技术深受好评，具有节省空间，施工简便，施工质量易保证，不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。

当原有钢筋混凝土梁承载力严重不足时，需要粘贴多层碳纤维布加固，多层粘贴碳纤维布加固施工费时费力。采用粘贴碳纤维板材进行钢筋混凝土梁加固处理，可以大幅度提高施工效率。

碳纤维板材与混凝土之间粘结力较差，粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁可能发生粘结滑移破坏，不能发挥碳纤维板材的极限强度，因此，碳纤维板材与混凝土之间粘结锚固措施是一个关键技术。

目前，粘贴碳纤维板材加固的锚固技术或多或少存在问题，本实用新型利用外包角钢弯曲变形的反弹力，利用体外预应力上举力，对碳纤维板材提供法向力，使得碳纤维板材与钢筋混凝土板底之间产生的摩檫力，可以克服碳纤维板材与钢筋混凝土梁底之间的剪切应力，确保粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁不会发生粘结滑移破坏，使得粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁具有良好工作性能。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型提供一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构，利用外包角钢弯曲变形的反弹力，利用体外预应力上举力，使得碳纤维板材与钢筋混凝土板底之间产生的摩檫力，确保粘贴碳纤维板材不会发生粘结滑移破坏。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构，包括碳纤维板材、角钢型钢和三折线体外预应力体系，所述的碳纤维板材粘贴于钢筋混凝土原梁的梁底，在碳纤维板材的下部间隔设置多排钢压板条，钢筋混凝土原梁的底部两侧设置角钢型钢，角钢型钢兜住碳纤维板材和钢压板条，若干道U型钢箍板兜住角钢型钢，拧紧对拉螺栓，将U型钢箍板与钢筋混凝土原梁牢固固定，钢筋混凝土原梁两侧安装三折线体外预应力体系。

所述的三折线体外预应力体系由体外预应力钢绞线、转向块和锚固块组成，体外预应力钢绞线布置在梁的两侧，转向块设置在梁的两个三分点处，锚固块是设置在梁的两端。

一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构的施工方法，该方法包括以下步骤：

第一步：钢筋混凝土原梁的梁底打磨，去除浮浆层，碳纤维板材粘贴于钢筋混凝土原梁的梁底，碳纤维板材的下部间隔设置多排钢压板条，钢筋混凝土原梁的底部两侧安装角钢型钢，角钢型钢兜住碳纤维板材和钢压板条，采用若干道U型钢箍板兜住角钢型钢，利用专用夹具，将左右两个角钢型钢临时固定在钢筋混凝土原梁的底部，拧紧对拉螺栓，将U型钢箍板与钢筋混凝土原梁牢固固定，形成角钢-碳纤维板材联合加固钢筋混凝土梁；

第二步：钢筋混凝土原梁的两个三分点处布置转向块，梁的两端布置锚固块，梁两侧布置体外预应力钢绞线，张拉体外预应力钢绞线，构成三折线体外预应力体系，形成体外预应力-角钢-碳纤维板材联合加固钢筋混凝土梁加固梁；

第三步：对加固梁进行装潢处理，加工大梁投入使用。

粘贴碳纤维板材代替粘贴多层碳纤维布加固钢筋混凝土梁，可以提高施工效率，但是，碳纤维板材与钢筋混凝土梁底之间粘结能力较差，无法抵抗碳纤维板材与钢筋混凝土梁底之间的剪切应力，导致碳纤维板材发生粘结滑移破坏，锚固区失效。

在钢筋混凝土原梁底板粘贴碳纤维板材后，采用外包角钢兜住碳纤维板材，安装U型钢箍板，形成角钢-碳纤维板材联合加固梁，外包角钢弯曲变形的反弹力，对碳纤维板材提供法向力，使得碳纤维板材与钢筋混凝土板底之间产生的摩檫力，可以克服碳纤维板材与钢筋混凝土梁底之间的剪切应力，确保粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁不会发生粘结滑移破坏，角钢既是大梁加固材料又是对碳纤维板材进行锚固措施处理的材料，一举两得。

当需要粘贴多层碳纤维板材加固时，角钢-碳纤维板材联合加固梁就不能保证多层碳纤维板材的锚固效果。此时，可以在角钢-碳纤维板材联合加固梁基础上，增加三折线体外预应力体系，形成体外预应力-角钢-碳纤维板材联合加固梁。利用体外预应力上举力，进一步增加碳纤维板材与钢筋混凝土板底之间产生的摩檫力，提高了粘贴碳纤维板材的锚固效果，体外预应力既是大梁加固材料又是对碳纤维板材进行锚固措施处理的材料，一举两得。

试验研究表明，利用外包角钢弯曲变形的反弹力，利用体外预应力上举力，可以确保粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁不会发生粘结滑移破坏，提高了加固梁的结构刚度，联合加固梁裂缝发展缓慢，联合加固梁承载力大幅度提高，粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁具有良好工作性能。

有益效果：本实用新型的一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构，具有以下有益效果：

现有的粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁锚固措施主要为钢压板锚栓方法和夹具锚固结构，粘贴碳纤维板材加固的锚固技术或多或少存在问题。

钢压板锚栓方法施工要点为：在梁底部种植多排化学锚栓，在碳纤维板材的相应位置打孔，粘贴碳纤维板材，安装钢压板，然后拧紧螺帽，形成粘贴碳纤维板材锚固措施，该碳纤维板材钢压板锚栓方法对碳纤维板材有所破损，施工复杂，锚固效果不佳。

夹具锚固结构施工要点为：将专用夹具固定于钢筋混凝土两端梁底，然后粘贴碳纤维板材，夹具夹紧碳纤维板材，形成粘贴碳纤维板材锚固措施，该碳纤维板材的夹具锚固结构施工困难，锚固效果不佳。

角钢和体外预应力联合锚固结构施工要点为：首先钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材，沿着钢筋混凝土梁底的横向等间距粘贴多个条状钢压板，钢筋混凝土梁底左右安装两个长条状角钢，兜住碳纤维板材，再安装若干道U形钢箍板，采用对拉螺栓固定U 型钢箍板，最后安装三折线体外预应力钢丝索。

当荷载施加角钢-粘贴碳纤维板材联合加固梁上，加固梁受弯变形，由于角钢型钢和混凝土弹性模量不同，由于混凝土材料的非线性弹塑性变形发展，弯曲角钢型钢会产生向上的反弹恢复力，碳纤维板材与钢筋混凝土板底之间产生的摩檫力，可克服碳纤维板材与钢筋混凝土梁底之间的剪切应力，确保粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁不会发生粘结滑移破坏。

当荷载施加体外预应力-角钢-粘贴碳纤维板材联合加固梁上，体外预应力对于角钢型钢产生巨大的上举力，碳纤维板材与钢筋混凝土板底之间就产生的巨大摩檫力，提供了更加可靠的锚固效果，进一步确保粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁不会发生粘结滑移破坏。

本实用新型的粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁锚固措施为角钢和体外预应力联合锚固结构中，角钢和体外预应力既是大梁加固材料又是对碳纤维板材进行锚固措施处理的材料，一举两得。

体外预应力-角钢-粘贴碳纤维板材联合加固梁具有锚固可靠、承载力高，刚度大、延性好和施工方便等优点，粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁具有良好工作性能，可以确保粘贴碳纤维板材加固钢筋混凝土梁不会发生粘结滑移破坏，提高了加固梁的结构刚度，联合加固梁裂缝发展缓慢，联合加固梁承载力大幅度提高。

附图说明

图1是本实用新型的一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构示意图；

图2是体外预应力-角钢-粘贴碳纤维板材联合加固梁的立面示意图；

图3是图2的剖面示意图；

图中，钢筋混凝土原梁1；碳纤维板材2；钢压板条3；角钢型钢4；U型钢箍板 5；对拉螺栓6；三折线体外预应力体系7；体外预应力钢绞线71；转向块72；锚固块73。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。

实施例1

本实用新型的一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构，包括碳纤维板材2、角钢型钢4和三折线体外预应力体系7，所述的碳纤维板材2粘贴于钢筋混凝土原梁1 的梁底，在碳纤维板材2的下部间隔设置多排钢压板条3，钢筋混凝土原梁1的底部两侧设置角钢型钢4，角钢型钢4兜住碳纤维板材2和钢压板条3，若干道U型钢箍板5 兜住角钢型钢4，拧紧对拉螺栓6，将U型钢箍板5与钢筋混凝土原梁1牢固固定，钢筋混凝土原梁1两侧安装三折线体外预应力体系7。

所述的三折线体外预应力体系7由体外预应力钢绞线71、转向块72和锚固块73 组成，体外预应力钢绞线71布置在梁的两侧，转向块72设置在梁的两个三分点处，锚固块73是设置在梁的两端。

实施例2

一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构的施工方法，包括以下步骤：

第一步：钢筋混凝土原梁1的梁底打磨，去除浮浆层，碳纤维板材2粘贴于钢筋混凝土原梁1的梁底，碳纤维板材2的下部间隔设置多排钢压板条3，钢筋混凝土原梁1 的底部两侧安装角钢型钢4，角钢型钢4兜住碳纤维板材2和钢压板条3，采用若干道 U型钢箍板5兜住角钢型钢4，利用专用夹具，将左右两个角钢型钢4临时固定在钢筋混凝土原梁1的底部，拧紧对拉螺栓6，将U型钢箍板5与钢筋混凝土原梁1牢固固定，形成角钢-碳纤维板材联合加固钢筋混凝土梁；

第二步：钢筋混凝土原梁1的两个三分点处布置转向块72，梁的两端布置锚固块73，梁两侧布置体外预应力钢绞线71，张拉体外预应力钢绞线71，构成三折线体外预应力体系7，形成体外预应力-角钢-碳纤维板材联合加固钢筋混凝土梁加固梁；

第三步：对加固梁进行装潢处理，加固大梁投入使用。

实施例3

原梁为钢筋混凝土简支T梁，梁总长6000mm，计算跨度为5700mm，梁高为500mm，梁底宽为200mm，翼缘宽为400mm，翼缘宽高为100mm，梁底纵向受拉钢筋采用HRB400 钢筋，配2φ16钢筋，受拉钢筋的截面配筋率为0.335％，梁顶纵向受压钢筋采用HPB235 级钢筋，配4φ10钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋，箍筋为φ8@150，混凝土的强度等级设计为C25。

原钢筋混凝土梁底粘贴一条厚度1.4mm、宽厚200mm和长度6m满铺碳纤维板，碳纤维板抗拉极限强度为3000MPa，钢压板条采用4mm厚度钢板，钢压板尺寸为宽40mm 长200mm，钢压板间距为300mm。

角钢型钢兜住碳纤维板材和钢压板条，加固角钢型钢为2条长度为6m的L50×50×4角钢，加固梁两端设置三道宽100mmU型钢箍，加固梁中间粘贴四道宽100mm的U 型钢箍，固定U型钢箍的2排对拉螺栓为φ12化学锚栓。

加固梁体外预应力为三折线体外预应力体系，体外预应力钢绞线为2φ^j15.2，钢绞线极限强度为1860MPa，钢绞线张拉控制应力为1023MPa，转向块φ20圆形钢棒，锚固块为专门设计。

采用标准的两点加荷载方法进行试验，门式反力架下设置一个千斤顶，千斤顶下设置荷载分配钢梁，两个加载支点距离为1700mm，试验研究表明：原梁承载力为60KN，角钢-碳纤维板材联合加固梁承载力为360KN，体外预应力-角钢-碳纤维板材联合加固梁承载力为520KN，试验中裂缝发展缓慢，刚度下降缓慢，联合加固梁受力性能优良，表明设置体外预应力和外包角钢型钢对粘贴碳纤维板材具有良好的锚固性能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构，包括碳纤维板材(2)、角钢型钢(4)和三折线体外预应力体系(7)，其特征在于：所述的碳纤维板材(2)粘贴于钢筋混凝土原梁(1)的梁底，在碳纤维板材(2)的下部间隔设置多排钢压板条(3)，钢筋混凝土原梁(1)的底部两侧设置角钢型钢(4)，角钢型钢(4)兜住碳纤维板材(2)和钢压板条(3)，若干道U型钢箍板(5)兜住角钢型钢(4)，拧紧对拉螺栓(6)，将U型钢箍板(5)与钢筋混凝土原梁(1)牢固固定，钢筋混凝土原梁(1)两侧安装三折线体外预应力体系(7)。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土梁底粘贴碳纤维板材的锚固结构，其特征在于：所述的三折线体外预应力体系(7)由体外预应力钢绞线(71)、转向块(72)和锚固块(73)组成，体外预应力钢绞线(71)布置在梁的两侧，转向块(72)设置在梁的两个三分点处，锚固块(73)是设置在梁的两端。

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