CN217269042U - 用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，涉及土木工程技术领域。其中，该型钢剪力架装置包括两个平行设置的第一向支撑板；两个平行设置的第二向支撑板，与两个所述第一向支撑板交叉布置，形成环绕于所述混凝土柱的外周的围框，且所述第一向支撑板和所述第二向支撑板分别具有延伸至所述围框以外的部分；底板，设置于所述第一向支撑板或所述第二向支撑板的底侧，所述底板平行且固定于所述混凝土板；其中，所述第一向支撑板和所述第二向支撑板相互垂直，且分别垂直于所述混凝土板。本申请技术方案可以实现板柱连接区域负载条件下的刚度、承载力及延性加固。

Description

用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置

技术领域

本申请涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置。

背景技术

既有混凝土结构在整个使用寿命期内，一方面，在使用过程中由于使用功能的改变会造成结构承受荷载的增加；另一方面，结构除了长期受到自身重量等恒荷载的作用外，还有可能承受环境侵蚀、爆炸、冲击和振动荷载、地震作用、风荷载等，使结构构件出现抗力衰减、材料老化等损伤。

基础板柱连接区域往往尺寸较小，压弯剪作用下的冲切破坏是风险最大的破坏模式，由于杆件的冲切破坏呈现脆性破坏的特点，主要节点冲切破坏，可能导致整体结构出现局部破坏和整体破坏，造成结构发生脆性的、连续性的倒塌破坏，最终整体结构丧失抵抗外荷载的能力。

因此，如何在板柱连接区域负载条件下进行刚度、承载力及延性加固成为亟需解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，以实现板柱连接区域负载条件下的刚度、承载力及延性加固。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：

本申请第一方面提供一种用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，该型钢剪力架装置包括：两个平行设置的第一向支撑板；

两个平行设置的第二向支撑板，与两个所述第一向支撑板交叉布置，形成环绕于所述混凝土柱的外周的围框，且所述第一向支撑板和所述第二向支撑板分别具有延伸至所述围框以外的部分；

底板，设置于所述第一向支撑板或所述第二向支撑板的底侧，所述底板平行且固定于所述混凝土板；

其中，所述第一向支撑板和所述第二向支撑板相互垂直，且分别垂直于所述混凝土板。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述第二向支撑板包括设置于两个所述第一向支撑板之间的连接板，以及设置于两个所述第一向支撑板相背的一侧的悬挑板，所述连接板与所述第一向支撑板围合形成所述围框。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述连接板朝向两个所述第一向支撑板的两个端部具有与所述第一向支撑板平行设置的第一衔接板；

所述悬挑板朝向所述第一向支撑板的端部具有与所述第一向支撑板平行设置的第二衔接板；

所述第一衔接板和所述第二衔接板及二者之间的第一向支撑板通过高强螺栓连接。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述第一衔接板具有位于所述连接板在所述第一向支撑板的延伸方向的相对两侧且对称的两部分；

所述第二衔接板具有位于所述悬挑板在所述第一向支撑板的延伸方向的相对两侧且对称的两部分。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述底板设置于所述第一向支撑板的底部，且通过高强螺栓固定于所述混凝土板。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述底板具有位于所述第一向支撑板在所述第二向支撑板的延伸方向的相对两侧且对称的两部分。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述第一向支撑板和所述第二向支撑板上分别设置有多个抗剪栓钉。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，多个所述抗剪栓钉在所述第一向支撑板上和所述第二向支撑板上分别阵列分布。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述型钢剪力架装置的布置范围小于所述板柱连接区域的范围。

相较于现有技术，本申请提供的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，通过型钢剪力架装置能够改变待加固的板柱连接区域的刚度分布模式及受力模式较小，不改变其应力水平，不会导致严重的应力集中、残余应力，及内力重分布现象，加固风险较小，这种加固技术能提高结构中压弯剪板柱节点的刚度、承载力及耗能能力，改善构件的脆性破坏机理，使其具有较强的延性能力，提高结构的整体性能；且该型钢剪力架装置在运送至施工现场后施工方便，免去现场焊接连接，实现无湿作业，加固初期不需要额外的装置进行固定，加固改造可以在不停止使用功能的条件下进行，维护费用低等；该结构的构造简单，施工方便，可靠性较好，可对刚度不足压弯剪板柱节点进行快速而有效的加固，具有良好的应用前景。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示意性地示出了本实施例提供的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置的主体结构示意图；

图2示意性地示出了本实施例提供的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置的俯视结构示意图；

图3示意性地示出了图2中的A-A截面的剖面结构示意图；

图4示意性地示出了图2中的B-B截面的剖面结构示意图。

附图标号说明：

第一向支撑板1、连接板21、悬挑板22、底板3、第一衔接板4、第二衔接板5、高强螺栓6、抗剪栓钉7。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

既有混凝土结构在整个使用寿命期内，一方面，在使用过程中由于使用功能的改变会造成结构承受荷载的增加；另一方面，结构除了长期受到自身重量等恒荷载的作用外，还有可能承受环境侵蚀、爆炸、冲击和振动荷载、地震作用、风荷载等，使结构构件出现抗力衰减、材料老化等损伤。板柱连接区域往往尺寸较小，压弯剪作用下的冲切破坏是风险最大的破坏模式，由于杆件的冲切破坏呈现脆性破坏的特点，主要节点冲切破坏，可能导致整体结构出现局部破坏和整体破坏，造成结构发生脆性的、连续性的倒塌破坏，最终整体结构丧失抵抗外荷载的能力；出现这些问题的既有压弯剪板柱连接区域需进行必要的加固，以增加结构的安全性。

板柱连接区域的加固施工方法主要有负载加固、卸载加固及置换构件加固，其中，卸载加固不仅不经济，而且影响正常使用，而置换杆件加固往往需要更改结构构型并引起内力重分布，安全风险较大，加固改造往往要求尽量减少对使用功能的影响，因此负载条件下加固成为板柱连接区域加固中的重要需求；在负载条件下加固施工是较为危险的，当使用钻孔植筋技术对结构进行补强操作时，钻孔部位在受到应力作用时，微观结构及力学性能发生改变，很容易引起结构的不可逆附加变形及附加应力；基于此，板柱连接区域如何在负载条件下进行加固并尽量减少施工现场湿作业成为目前亟待解决的问题。

实施例一

参考附图1至附图4，本实用新型的实施例一提出一种用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，安装于待加固的混凝土板和混凝土柱的板柱连接区域，该型钢剪力架装置包括：两个平行设置的第一向支撑板1；两个平行设置的第二向支撑板，与两个所述第一向支撑板1交叉布置，形成环绕于所述混凝土柱的外周的围框，且所述第一向支撑板1和所述第二向支撑板分别具有延伸至所述围框以外的部分；以及底板3，设置于所述第一向支撑板1 或所述第二向支撑板的底侧，所述底板3平行且固定于所述混凝土板；其中，所述第一向支撑板1和所述第二向支撑板相互垂直，且分别垂直于所述混凝土板。

具体的，本实施例提供的型钢剪力架装置应用于对待加固的板柱连接区域进行加固，具体可以为刚度、承载力及延性的加固，更进一步的可以为对待加固的基础板柱连接区域的加固，这里的板柱可以指钢管混凝土板柱，即钢筋混凝土板和钢管混凝土叠合柱的组合，在对于不同的板柱连接区域进行加固时，可以基于本领域技术人员的经验对本实施例提供的型钢剪力架装置进行常规的简单调整。

本实施例提供的型钢剪力架装置主要包括：两个相互平行的第一向支撑板1，以及两个相互平行的第二向支撑板，第一向支撑板和第二向支撑板的延伸方向相互垂直，两个第一向支撑板1和两个第二向支撑板交叉设置形成“井”型结构，中部的围框环绕于混凝土柱的外周，该围框的形状可以为矩形，在安装后，该围框与混凝土柱之间间隔一定大小的间隙，且第一向支撑板1和第二向支撑板还具有延伸至围框以外的部分，第一向支撑板1或第二向支撑板的底侧设置有底板3，底板3用于实现型钢剪力架装置与混凝土板的连接，该底板3可贴合于混凝土板的表面，第一向支撑板1和第二向支撑板分别垂直于底板3及混凝土板；该加固架构在工厂预制生产，工厂生产过程中材料的性能指标可随时进行控制，严格的工业生产可以保证质量，在制作完成后，需要进行表面清理，做好防护措施。

具体的，本实施例提供的型钢剪力架装置的制造及装配过程为：首先，在工厂进行制造阶段，根据待加固板柱连接区域的强度和刚度要求，确定加固架构的各组件的尺寸，根据长度和断面尺寸加工制作各组件，加工将各组件组装形成型钢剪力架装置；其次，进行施工现场装配阶段，施工时将型钢剪力架装置安装在板柱连接区域的外侧，通过浇筑混凝土连接形成整体受力组件，完成整个加固过程的实施。

具体的，本实施例提供的型钢剪力架装置在运送至施工现场，并组装完成后，通过浇筑混凝土与混凝土板、混凝土柱的板柱连接区域形成共同受力的组件，在板柱连接区域承受压力、弯矩力及剪力达到临界载荷时，发生开裂破坏，产生变形后与型钢剪力架装置变形协调，型钢剪力架装置产生弯曲应力，为待加固的混凝土板和混凝土柱提供侧向约束，当型钢剪力架装置的刚度足够大时，结构中最大弯曲应力不超过钢材的屈服应力时，能约束待加固的板柱连接区域发生的延性破坏，解决待加固的板柱连接区域的刚度、承载力及延性不足的问题。

根据上述所列，本实用新型实施例提出一种用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，通过型钢剪力架装置能够改变待加固的板柱连接区域的刚度分布模式及受力模式较小，不改变其应力水平，不会导致严重的应力集中、残余应力，及内力重分布现象，加固风险较小，这种加固技术能提高结构中压弯剪板柱连接区域的刚度、承载力及耗能能力，改善构件的脆性破坏机理，使其具有较强的延性能力，提高结构的整体性能；且该型钢剪力架装置在运送至施工现场后施工方便，免去现场焊接连接，实现无湿作业，加固初期不需要额外的装置进行固定，加固改造可以在不停止使用功能的条件下进行，维护费用低等；该结构的构造简单，施工方便，可靠性较好，可对刚度不足压弯剪板柱连接区域进行快速而有效的加固，具有良好的应用前景。

进一步的，参考附图1至附图4，在具体实施中，所述第二向支撑板包括设置于两个所述第一向支撑板1之间的连接板21，以及设置于两个所述第一向支撑板1相背的一侧的悬挑板22，所述连接板21与所述第一向支撑板1 围合形成所述围框。

具体的，为确保第一向支撑板1和第二向支撑板的强度，本实用新型采取的技术方案中，第一向支撑板1为一体式板件结构，而第二向支撑板为分体式结构，其具体包括连接于两个第一向支撑板1之间，用于与两个第一向支撑板1围合形成围框部分的连接板21，以及位于两个第一向支撑板1相背的一侧，设即设置于围框部分以外的两个悬挑板22，对应的两个悬挑板22 和二者之间的连接板21处于同一直线上；第一向支撑板1和第二向支撑板为钢板结构。

进一步的，参考附图1至附图4，在具体实施中，所述连接板21朝向两个所述第一向支撑板1的两个端部具有与所述第一向支撑板1平行设置的第一衔接板4；所述悬挑板22朝向所述第一向支撑板1的端部具有与所述第一向支撑板1平行设置的第二衔接板5；所述第一衔接板4和所述第二衔接板5 及二者之间的第一向支撑板通过高强螺栓6连接。

具体的，为了提高型钢剪力架装置的整体强度，本实用新型采取的技术方案中，为实现分体式的第二向支撑板的各部分之间的连接以及与第一向支撑板1之间的连接固定，连接板21朝向两个第一向支撑板1的端部分别设置有与第一向支撑板1平行且贴合的第一衔接板4，即形成“工”型结构，而悬挑板22朝向第一向支撑板1的端部设置有与第一向支撑板1平行且贴合的第二衔接板5，即形成“T”型结构，连接板21和第一衔接板4可以为一体成型结构，悬挑板22进而第二衔接板5可以为一体成型结构；对应的第一衔接板4、第二衔接板5及二者之间的第一向支撑板上分别对应开设有多个安装孔，以安装高强螺栓6实现连接板21、悬挑板22与第一向支撑板1之间的高强度、可靠连接；第一衔接板4、第二衔接板5及第一向支撑板1可以为平板结构，或，第一衔接板4和第一向支撑板1、以及第二衔接板5和第一向支撑板1还可设置相互配合的定位结构，如定位凸起、定位凹槽等，以便于第一衔接板4、第二衔接板5与第一向支撑板1的精准定位。

进一步的，参考附图1至附图4，在具体实施中，所述第一衔接板4具有位于所述连接板21在所述第一向支撑板1的延伸方向的相对两侧且对称的两部分；所述第二衔接板5具有位于所述悬挑板22在所述第一向支撑板1 的延伸方向的相对两侧且对称的两部分。

具体的，为了进一步提高连接板21、悬挑板22与第一向支撑板1的连接强度，本实用新型采取的技术方案中，连接板21与第一衔接板4的连接位置位于第一衔接板4在第一方向的中部，这里的第一方向是指第一向支撑板1的延伸方向，第二方向垂直于第一方向，为第二向衔接板的延伸方向，同理，悬挑板22与第二衔接板5的位置位于第二衔接板5在第一方向的中部，从而能够进一步提高连接板21、悬挑板22与第一向支撑板1的连接强度，及型钢剪力架装置整体的可靠性。

进一步的，参考附图1至附图4，在具体实施中，所述底板3设置于所述第一向支撑板1的底部，且通过高强螺栓6固定于所述混凝土板。

具体的，本实用新型采取的技术方案中，底板3设置于第一向支撑板1 的底侧，为满足型钢剪力架装置的高度要求，第一向支撑板1的底侧相对第二向支撑板的底侧可向下延伸一端距离，并连接底板3，底板3通过高强螺栓6固定于混凝土板，实现型钢剪力架装置与板柱连接区域的初步固定。

进一步的，参考附图1至附图4，在具体实施中，所述底板3具有位于所述第一向支撑板1在所述第二向支撑板的延伸方向的相对两侧且对称的两部分。

具体的，为了实现整体结构的强度和稳定性，以及型钢剪力架装置与板柱连接区域连接的可靠性，本实用新型采取的技术方案中，第一向支撑板1 与底座的连接位置位于底座在第二方向的中部，可提高整体结构的稳定性，以及与板柱连接区域的连接面积以及连接强度。

进一步的，参考附图3和附图4，在具体实施中，所述第一向支撑板1 和所述第二向支撑板上分别设置有多个抗剪栓钉7，且多个所述抗剪栓钉7 在所述第一向支撑板上和所述第二向支撑板上分别阵列分布。

具体的，本实用新型采取的技术方案中，在第一向支撑板1和第二向支撑板上分别设置多个阵列分布的抗剪栓钉7，可实现对第一向支撑板和第二向支撑板的剪切强度的提升，具体的设置数量以及排布方式可根据第一向支撑板1和第二向支撑板的尺寸设定。

进一步的，在具体实施中，所述型钢剪力架装置的布置范围小于所述板柱连接区域的范围。

具体的，本实用新型采取的技术方案中，将型钢剪力架装置的布置范围设定为小于所述板柱连接区域的范围，以确保型钢剪力架装置布置成承受环境作用，而是在板柱连接区域产生变形后，型钢剪力架装置进行变形协调，进而达到加固效果。

需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，安装于待加固的混凝土板和混凝土柱的板柱连接区域，其特征在于，包括：

两个平行设置的第一向支撑板；

两个平行设置的第二向支撑板，与两个所述第一向支撑板交叉布置，形成环绕于所述混凝土柱的外周的围框，且所述第一向支撑板和所述第二向支撑板分别具有延伸至所述围框以外的部分；

底板，设置于所述第一向支撑板或所述第二向支撑板的底侧，所述底板平行且固定于所述混凝土板；

其中，所述第一向支撑板和所述第二向支撑板相互垂直，且分别垂直于所述混凝土板。

2.根据权利要求1所述的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，其特征在于，

所述第二向支撑板包括设置于两个所述第一向支撑板之间的连接板，以及设置于两个所述第一向支撑板相背的一侧的悬挑板，所述连接板与所述第一向支撑板围合形成所述围框。

3.根据权利要求2所述的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，其特征在于，

所述连接板朝向两个所述第一向支撑板的两个端部具有与所述第一向支撑板平行设置的第一衔接板；

所述悬挑板朝向所述第一向支撑板的端部具有与所述第一向支撑板平行设置的第二衔接板；

所述第一衔接板和所述第二衔接板及二者之间的第一向支撑板通过高强螺栓连接。

4.根据权利要求3所述的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，其特征在于，

所述第一衔接板具有位于所述连接板在所述第一向支撑板的延伸方向的相对两侧且对称的两部分；

所述第二衔接板具有位于所述悬挑板在所述第一向支撑板的延伸方向的相对两侧且对称的两部分。

5.根据权利要求1所述的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，其特征在于，

所述底板设置于所述第一向支撑板的底部，且通过高强螺栓固定于所述混凝土板。

6.根据权利要求1所述的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，其特征在于，

所述底板具有位于所述第一向支撑板在所述第二向支撑板的延伸方向的相对两侧且对称的两部分。

7.根据权利要求1所述的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，其特征在于，

所述第一向支撑板和所述第二向支撑板上分别设置有多个抗剪栓钉。

8.根据权利要求7所述的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，其特征在于，

多个所述抗剪栓钉在所述第一向支撑板上和所述第二向支撑板上分别阵列分布。

9.根据权利要求1所述的用于板柱连接区域加固的型钢剪力架装置，其特征在于，

所述型钢剪力架装置的布置范围小于所述板柱连接区域的范围。

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