CN214246715U - 一种箱型钢管加固混凝土框架梁 - Google Patents

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陆亚珍
潘龙
屈俊峰
王志刚
顾奇山
梁珠靖
徐坤
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Abstract

本实用新型提供的箱型钢管加固混凝土框架梁,涉及建筑施工技术领域,包括立柱、平行且间隔设置在两立柱之间的混凝土框架梁和箱型钢管,以及用于将混凝土框架梁、箱型钢管与楼板连接的若干缀板;混凝土框架梁和箱型钢管之间填充水泥砂浆层,箱型钢管上表面设置埋设在水泥砂浆层内的剪力连接件以提高箱型钢管和混凝土框架梁的协同工作能力;本实用新型大幅度破坏原有混凝土框架梁,仅需钻少量螺栓孔,加固方式简便快捷,经箱型钢管加固后显著提高混凝土框架梁承载力。

Description

一种箱型钢管加固混凝土框架梁
技术领域
本实用新型涉及建筑施工技术领域,特别涉及一种箱型钢管加固混凝土框架梁。
背景技术
钢筋混凝土框架梁是房屋建筑、桥梁建筑等工程结构中最基本的承重构件,应用范围极其广泛。钢筋混凝土框架梁在使用过程中由于各种原因引起其承载力不足时常常需要对其进行加固补强。最常用的方法是增大截面法和外包角钢或梁底粘贴钢板加固法。增大截面法需凿除部分原有混凝土,再增补钢筋,浇筑新混凝土,工序比较复杂,狭小空间内混凝土的浇筑质量也难以控制,且当需要大幅提升承载力时,梁截面高度较大,影响净高;外包角钢或梁底粘贴钢板加固法工序比较简单,但是这种加固技术对粘结的钢板或角钢的数量有一定限制,因此使用这种常规的粘钢加固方法对加固梁承载力的提高比较有限,一般不会超过20%,只适合受力较小的构件采用。
另外,粘钢或角钢加固现场施工过程复杂,如,粘钢加固方式需要将加固零件(钢板)运至现场,在现场一块块的焊接拼装再黏贴至梁底,现场焊接工作量大,质量难以保障,施工难度大,施工工期长,且施工质量受施工工人经验影响严重,施工质量难以保证。因此,传统钢筋混凝土框架梁加固方式存在无法同时满足即节约使用空间又能保证承载力的加固需求,且施工不方便的技术问题。
专利CN207420085U公开了一种钢筋混凝土框架梁加固装置,包括平行设置的顶梁和底梁、连接底梁的底面缀板、分别垂直连接顶梁和底梁的跨中立板,以及倾斜设置在顶梁和底梁之间的多个侧面缀板,侧面缀板对称设置在跨中立板两侧。上述专利通过设置跨中立板和多个侧面缀板提高混凝土框架梁的承载力,虽然占据的安装空间小,但是缀板和跨中立板由于材质限制对混凝土框架梁承载力提升有限。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种箱型钢管加固混凝土框架梁,解决现有技术采用增大截面法和外包角钢或梁底粘贴钢板加固法大幅度破坏混合凝土梁且承载力增幅有限的技术问题,加固方式简便快捷,混凝土框架梁承载力显著增加。
为达成上述目的,本实用新型提出如下技术方案:一种箱型钢管加固混凝土框架梁,包括混凝土框架梁、立柱、箱型钢管和若干缀板;
所述混凝土框架梁和箱型钢管平行设置在位于相邻两立柱的之间,混凝土框架梁和箱型钢管两端分别连接于立柱;所述混凝土框架梁位于箱型钢管的上方,混凝土框架梁的上表面承接于楼板,混凝土框架梁的下表面间隔平行于箱型钢管的上表面;
定义混凝土框架梁和箱型钢管在相邻两立柱间的延伸方向为其长度方向,混凝土框架梁和箱型钢管上同时垂直于其长度方向和立柱的方向为其宽度方向,则所述箱型钢管与混凝土框架梁等宽;
所述箱型钢管与混凝土框架梁下表面平行的上表面设置有若干剪力连接件,所述箱型钢管和混凝土框架梁相对且相互平行的表面之间浇筑有水泥砂浆层,所述水泥砂浆层完全填充箱型钢管和混凝土框架梁之间的空隙,所述剪力连接件埋设在水泥砂浆层内;
所述缀板设置为L型,缀板沿其L型板面上均匀布置有若干第一连接孔;所述缀板沿混凝土框架梁和箱型钢管长度方向间隔且对称布置在混凝土框架梁和箱型钢管宽度方向,缀板一板面依次贴合连接于混凝土框架梁、水泥砂浆层和箱型钢管的侧面,缀板另一板面经第一连接孔安装锚固螺栓连接于楼板。
进一步的,所述缀板采用结构胶等间距对称粘贴在混凝土框架梁宽度方向的两侧,所述沿混凝土框架梁宽度方向对称的两缀板上位置对应的两第一安装孔经贯穿于混凝土框架梁的对拉螺栓紧固。
进一步的,所述箱型钢管内腔沿其长度方向平行设置有若干腹板,所述腹板自内腔连接箱型钢管上板面和下板面,并且腹板在箱型钢管内腔均匀布置;所述箱型钢管两端端部均对称设置有平行于立柱侧面的翻边,所述翻边上设置有用于连接立柱侧面的第二连接孔;所述箱型钢管端部经翻边上的第二连接孔连接化学螺栓锚固于立柱内。
进一步的,所述缀板与箱型钢管侧面搭接处采用满焊连接。
进一步的,所述剪力连接件设置为栓钉剪力连接件,所述栓钉剪力连接件在箱型钢管上表面均匀布置,且栓钉剪力连接件在箱型钢管上表面沿箱型钢管长度方向至少布置有两列。
进一步的,所述混凝土框架梁下表面凹凸不平。
进一步的,所述相邻两缀板沿混凝土框架梁长度方向布置规则为加密区间距100~200mm,非加密区间距200~400mm。
进一步的,所述结构胶的粘结强度不小于30MPa,抗剪强度不小于18MPa。
进一步的,所述水泥砂浆层的初始流动度不小于270mm,水泥砂浆层固化后1天抗压强度不小于20MPa、3天抗压强度不小于40MPa。
由以上技术方案可知,本实用新型的技术方案提供的箱型钢管加固混凝土框架梁,获得了如下有益效果:
本实用新型公开的箱型钢管加固混凝土框架梁,包括立柱、平行且间隔设置在两立柱之间的混凝土框架梁和箱型钢管,以及用于将混凝土框架梁、箱型钢管与楼板连接的若干缀板;混凝土框架梁和箱型钢管之间填充水泥砂浆层,箱型钢管上表面设置埋设在水泥砂浆层内的剪力连接件以提高箱型钢管和混凝土框架梁的协同工作能力;缀板沿混凝土框架梁长度方向等间距对称粘贴在混凝土框架梁宽度方向的两侧,与混凝土框架梁采用对拉螺栓紧固,与箱型钢管焊接固定;相较于现有技术大幅度破坏原有混凝土框架梁,本实用新型仅需钻少量螺栓孔,加固方式简便快捷,经箱型钢管加固后显著提高混凝土框架梁承载力。
另外,本实用新型通过将原有混凝土框架梁下表面凿毛形成凹凸不平的表面增大与水泥砂浆层的结合力;加固箱型钢管后的混凝土框架梁对结构净高影响较小,相较于常规外包角钢或梁底粘贴钢板的加固方式,本实用新型大幅提高了混凝土框架梁承载力,采取剪力连接件提高组合梁的整体性,提高抗剪能力,传力性能好。
应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见,或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中,在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见,在每个图中,并非每个组成部分均被标记。现在,将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例,其中:
图1为本实用新型箱型钢管加固混凝土框架梁部分立体图;
图2为本实用新型箱型钢管加固混凝土框架梁正视图;
图3为本实用新型箱型钢管加固混凝土框架梁A-A剖面图;
图4(a)为本实用新型箱型钢管结构图;
图4(b)为本实用新型箱型缀板结构图。
图中各标记的具体意义为:
1-箱型钢管,11-剪力连接件,12-腹板,13-翻边,2-缀板,3-水泥砂浆层,4-混凝土框架梁,5-楼板,6-立柱。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例的附图,对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
基于现有技术中传统钢筋混凝土框架梁加固方式存在无法同时满足即节约使用空间又能保证承载力的加固需求,又具有施工不方便的技术问题;本申请旨在提出一种箱型钢管加固混凝土框架梁,对结构净高影响小,承载力显著提升,加固方便快捷。
下面结合附图所示的实施例,对本申请的箱型钢管加固混凝土框架梁作进一步具体介绍。
结合图1所示,箱型钢管加固混凝土框架梁,包括混凝土框架梁4、立柱6、箱型钢管1和若干缀板2;其中,混凝土框架梁4和箱型钢管1平行设置在位于相邻两立柱6的之间,混凝土框架梁4和箱型钢管1两端分别连接于立柱6。如图1所示,混凝土框架梁4位于箱型钢管1的上方,混凝土框架梁4的上表面承接于楼板5,混凝土框架梁4的下表面间隔平行于箱型钢管1的上表面;
定义混凝土框架梁4和箱型钢管1在相邻两立柱6间的延伸方向为其长度方向,混凝土框架梁4和箱型钢管1上同时垂直于其长度方向和立柱6的方向为其宽度方向,则为了便于组合梁的连接和结构稳定箱型钢管1与混凝土框架梁4宽度相等,即箱型钢管1选择与混凝土框架梁4宽度相等的方形钢管。
结合图2、图3和图4(a)所示,箱型钢管1与混凝土框架梁4下表面平行的上表面设置有若干剪力连接件11,箱型钢管1和混凝土框架梁4相对且相互平行的表面之间浇筑有水泥砂浆层3,水泥砂浆层3完全填充箱型钢管1和混凝土框架梁4之间的空隙,剪力连接件11埋设在水泥砂浆层3内。采用水泥砂浆层3连接箱型钢管1和混凝土框架梁4,以提高混凝土框架梁4承载力,同时剪力连接件可以用于增强箱型钢管1和水泥砂浆的粘结力,提高箱型钢管1和混凝土框架梁4的协同工作能力。通常剪力连接件11选择栓钉剪力连接件,为了确保栓钉剪力连接件的连接效果,栓钉剪力连接件在箱型钢管1上表面均匀布置,并且栓钉剪力连接件在箱型钢管1上表面沿箱型钢管1长度方向至少布置有两列。同理,为了提高混凝土框架梁4与水泥砂浆的结合力,具体实施时将混凝土框架梁4凿毛,造成表面凹凸不平,再冲洗干净后灌注水泥砂浆,固化后形成水泥砂浆层3。
为了提高箱型钢管1和混凝土框架梁4的连接强度,要求水泥砂浆层3的初始流动度不小于270mm,确保能充分填充空隙,水泥砂浆层3固化后1天抗压强度不小于20MPa、3天抗压强度不小于40MPa;水泥砂浆中可掺膨胀剂补偿固化形成水泥砂浆层3的收缩量。
结合图3和图4(b)所示,缀板2设置为L型,缀板2沿其L型板面上均匀布置有若干第一连接孔。缀板2沿混凝土框架梁4和箱型钢管1长度方向间隔且对称布置在混凝土框架梁4和箱型钢管1宽度方向,缀板2一板面依次贴合连接于混凝土框架梁4、水泥砂浆层3和箱型钢管1的侧面,缀板2另一板面经第一连接孔安装锚固螺栓连接于楼板5。
如图2所示,缀板2采用结构胶先等间距对称粘贴在混凝土框架梁4宽度方向的两侧,再将沿混凝土框架梁4宽度方向对称的两缀板2上位置对应的两第一安装孔采用贯穿于混凝土框架梁4的对拉螺栓紧固。通常相邻两缀板2沿混凝土框架梁4和箱型钢管1长度方向布置的规则为加密区间距100~200mm,非加密区间距200~400mm。缀板2在具体实施时直接与箱型钢管1侧面搭接处满焊连接,保证缀板2和箱型钢管1可靠连接,减小相对滑移。结构胶的粘结强度应不小于30MPa,抗剪强度不小于18MPa,且具有耐老化、耐疲劳、耐腐蚀性。
如图4(a)所示的实施例,箱型钢管1两端端部均对称设置有平行于立柱6侧面的翻边13,翻边13上设置有用于连接立柱6侧面的第二连接孔,箱型钢管1端部经翻边13上的第二连接孔连接化学螺栓锚固于立柱6内。此外,为了确保箱型钢管1对混凝土框架梁4的加固效果,本实用新型对箱型钢管1的整体刚度也做了进一步的加强;具体为,在箱型钢管1内腔沿其长度方向平行设置有若干腹板12,如图4(a)所示在内腔平行设置两块腹板12,腹板12自箱型钢管1内腔连接箱型钢管1上板面和下板面,并且腹板12在箱型钢管1内腔均匀布置。
本实用新型充分考虑避免采用增大截面法需要大幅度破坏混凝土框架梁4现有结构的方式,以及又能在相比外包角钢或梁底粘贴钢板加固法提供更高的承载力的要求下,提出了一种采用箱型钢管1加固的混凝土框架梁4结构,组合梁结构整体性和传力性能好,又因为采用箱型钢管1与立柱6连接进行主要加固,对混凝土框架梁4的承载力大幅度提成,整体加固可直接在施工现场加工,加固方式简便快捷。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,包括混凝土框架梁、立柱、箱型钢管和若干缀板;
所述混凝土框架梁和箱型钢管平行设置在位于相邻两立柱的之间,混凝土框架梁和箱型钢管两端分别连接于立柱;所述混凝土框架梁位于箱型钢管的上方,混凝土框架梁的上表面承接于楼板,混凝土框架梁的下表面间隔平行于箱型钢管的上表面;
定义混凝土框架梁和箱型钢管在相邻两立柱间的延伸方向为其长度方向,混凝土框架梁和箱型钢管上同时垂直于其长度方向和立柱的方向为其宽度方向,则所述箱型钢管与混凝土框架梁等宽;
所述箱型钢管与混凝土框架梁下表面平行的上表面设置有若干剪力连接件,所述箱型钢管和混凝土框架梁相对且相互平行的表面之间浇筑有水泥砂浆层,所述水泥砂浆层完全填充箱型钢管和混凝土框架梁之间的空隙,所述剪力连接件埋设在水泥砂浆层内;
所述缀板设置为L型,缀板沿其L型板面上均匀布置有若干第一连接孔;所述缀板沿混凝土框架梁和箱型钢管长度方向间隔且对称布置在混凝土框架梁和箱型钢管宽度方向,缀板一板面依次贴合连接于混凝土框架梁、水泥砂浆层和箱型钢管的侧面,缀板另一板面经第一连接孔锚固于楼板。
2.根据权利要求1所述的箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,所述缀板采用结构胶等间距对称粘贴在混凝土框架梁宽度方向的两侧,所述沿混凝土框架梁宽度方向对称的两缀板上位置对应的两第一安装孔经贯穿于混凝土框架梁的对拉螺栓紧固。
3.根据权利要求1所述的箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,所述箱型钢管内腔沿其长度方向平行设置有若干腹板,所述腹板自箱型钢管内腔连接箱型钢管上板面和下板面,并且腹板在箱型钢管内腔均匀布置;所述箱型钢管两端端部均对称设置有平行于立柱侧面的翻边,所述翻边上设置有用于连接立柱侧面的第二连接孔;所述箱型钢管端部经翻边上的第二连接孔连接化学螺栓锚固于立柱内。
4.根据权利要求1所述的箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,所述缀板与箱型钢管侧面搭接处采用满焊连接。
5.根据权利要求1所述的箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,所述剪力连接件设置为栓钉剪力连接件,所述栓钉剪力连接件在箱型钢管上表面均匀布置,且栓钉剪力连接件在箱型钢管上表面沿箱型钢管长度方向至少布置有两列。
6.根据权利要求1所述的箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,所述混凝土框架梁下表面凹凸不平。
7.根据权利要求1所述的箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,所述缀板板面采用锚固螺栓连接于楼板。
8.根据权利要求2所述的箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,所述相邻两缀板沿混凝土框架梁长度方向布置规则为加密区间距100~200mm,非加密区间距200~400mm。
9.根据权利要求2所述的箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,所述结构胶的粘结强度不小于30MPa,抗剪强度不小于18MPa。
10.根据权利要求1所述的箱型钢管加固混凝土框架梁,其特征在于,所述水泥砂浆层的初始流动度不小于270mm,水泥砂浆层固化后1天抗压强度不小于20MPa、3天抗压强度不小于40MPa。
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