一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种加固方法，具体的说是涉及一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方 法。
【背景技术】
[0002] 大量工业与民用建筑的钢筋混凝土柱由于设计、施工的缺陷或长期使用过程中的 老化、损伤和灾害等因素，造成相当部分的柱承载力不足等影响安全和使用功能的问题，迫 切需要进行加固。比如民用建筑中由于房屋结构加层改造，工业厂房中的机器增设及桥梁 结构中的超载现象，使得原有结构的承载力不足，迫切需要通过加固的方法来大幅提高钢 筋混凝土柱的承载力。
[0003] 目前在对钢筋混凝土偏压柱的实际加固中，应用较为广泛的是增大截面、外包角 钢、粘贴纤维增强复合材料以及体外预应力等加固方法，虽然这几种方法都可提高钢筋混 凝土偏压柱的承载力，但其缺点也较为明显：
[0004] 增大截面加固对原结构截面增大一般较大，对结构自重影响较大，且现场需要支 模，湿作业工作量大，养护期长，占用建筑空间较多，同时对在用结构的使用环境也有较大 的影响，利用这种传统方法加固有时得不偿失。外包角钢可以显著提高构件的承载力，角钢 骨架对混凝土也有一定的约束，但制作角钢骨架时需要焊接缀板缀条，施工复杂，组件相对 较多且对混凝土柱的延性提高有限。而粘贴纤维增强复合材料加固虽能显著提高混凝土柱 的延性，但由于纤维增强复合材料本身的原因，粘贴层数达到一定的数量后，对柱的承载力 提高有限。体外预应力加固法在加固施工时需要张拉设备和锚具，施工技术要求高以及锚 固处理有一定的难度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是针对现有加固方法存在的缺陷，提供一种能显著提高加固偏压 柱承载力和延性的快速加固方法，解决了现有技术所存在的增大截面加固对原结构截面增 大一般较大，对结构自重影响较大且现场需要支模、养护周期长，不能迅速投入使用的问 题;还解决了外包角钢加固对柱的延性提高有限，施工组件较多的问题；同时解决了外粘纤 维增强复合材料加固后承载力提高有限的问题;并避免了体外预应力加固法施工技术要求 高且锚固处理有一定难度的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0007] -种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008] 步骤一，制作与偏压柱截面尺寸相匹配加固用的槽钢，并在槽钢两侧的翼缘上预 留螺栓孔；
[0009] 步骤二，所述偏压柱横截面高度方向的两对边混凝土表面为粘结锚固区，对偏压 柱的粘结锚固区打磨清理平整；
[0010] 步骤三，将所述槽钢安装至设计位置，并根据槽钢两侧的翼缘上预留的螺栓孔位 置，在所述偏压柱的粘结锚固区表面开钻螺栓孔，并清孔和扩孔；
[0011]步骤四，在所述偏压柱的粘结锚固区涂抹建筑结构胶，并套上槽钢；
[0012] 步骤五，向所述偏压柱的粘结锚固区上的螺栓孔内注胶，并植入对穿螺栓；
[0013] 步骤六，拧紧对穿螺栓两头的螺帽，将槽钢和偏压柱一起固定好。
[0014] 作为改进，所述步骤一中，所述槽钢采用冷弯或焊接的方法制作，槽钢两侧的翼缘 1.235 宽厚比和腹板高厚比均满足的要求，其中fy为槽钢屈服强度，
[0015] 且满足： 4 .
[0016] 焱和b+2mm < hw_2tf < b+4mm i
[0017] 其中b为偏压柱横截面宽度，h为偏压柱横截面高度，bf和tf分别为翼缘的宽度和厚 度，hjPU分别为腹板的高度和厚度。
[0018] 作为改进，所述步骤二中，偏压柱的粘结锚固区为沿着偏压柱横截面的高度方向 的两对边混凝土表面。
[0019] 作为改进，所述步骤三中，偏压柱的螺栓孔的孔深度为偏压柱横截面的宽度，螺栓 孔在偏压柱混凝土内的分布间距及直径与槽钢上相同。
[0020] 作为改进，所述步骤四中，未钻孔的腹板与未经处理偏压柱的混凝土面间留有一 定的距离呈箱型，且箱型的高度hi不大于。 J.
[0021 ]作为改进，所述步骤五中，对穿螺栓的螺杆均带有螺纹。
[0022] 本发明有益效果是:本发明采用外套槽钢箱型扩大截面加固偏压柱，无需浇筑混 凝土，在大幅度提高偏压柱承载力的同时减少了湿作业，缩短工期，可用于快速处理突发灾 害对偏压柱造成破坏以及需在短期内大幅提高承载力的偏压柱加固；同时槽钢与偏压柱的 原混凝土表面除了涂刷建筑结构胶连接以外，还通过植入对穿的螺栓来锚固，大大增加了 后加槽钢和偏压柱的原混凝土之间的整体性能和粘结的可靠性能;又由于在槽钢腹板与偏 压柱之间预留空间增大偏压柱截面高度，通过限制后加槽钢翼缘宽厚比和腹板高厚比来满 足偏压柱截面局部稳定的要求，在大幅提高偏压柱承载力的同时增加了抗侧刚度；同时对 于抗震设计的框架柱，采用外套槽钢箱型扩大截面加固时槽钢翼缘的作用，除了提高纵筋 配筋率外，还相当于增加了偏压柱的箍筋配筋率，对原偏压柱的混凝土约束增强，此时加固 柱的抗压承载力和抗剪承载力均得到提高，同时耗能能力和抗震延性也随之增加。可见本 方法在大幅度提高偏压柱的承载力、抗侧刚度和抗震延性的同时，能保证加固偏压柱整体 性能好，可靠性能高，操作简单，施工方便，工程成本较低，应用前景广阔。
[0023] 本发明加固组件少，施工步骤简单，施工周期短，可迅速投入使用；大幅度提高柱 的承载力、抗侧刚度和抗震延性;柱整体性能好，可靠性能高。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明偏压柱加固平面示意图；
[0025] 图2为本发明偏压柱加固后立面图。
[0026] 图中，1H"扁压柱，槽钢，3_对穿螺检，4_螺帽，11-粘结锚固区，21-翼缘，22-腹板。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图，对本发明进行进一步说明。如图1和图2所示，一种快速加固钢筋混 凝土偏压柱的方法，图中，1为原钢筋混凝土的偏压柱，11为偏压柱的粘结锚固区，2为槽钢， 21为槽钢的翼缘，22为槽钢的腹板，3为对穿螺栓，4为对穿螺栓的螺帽。
[0028] 实施例：
[0029] 一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法，包括以下步骤：
[0030] 步骤一，制作与偏压柱1截面尺寸相匹配加固用的槽钢2,并在槽钢2两侧的翼缘21 上预留螺栓孔；
[0031] 步骤二，所述偏压柱1横截面高度方向的两对边混凝土表面为粘结锚固区11，对偏 压柱1的粘结锚固区11打磨清理平整；
[0032] 步骤三，将所述槽钢2安装至设计位置，并根据槽钢2两侧的翼缘21上预留的螺栓 孔位置，在所述偏压柱1的粘结锚固区11表面开钻螺栓孔，并清孔和扩孔；
[0033] 步骤四，在所述偏压柱1的粘结锚固区11涂抹建筑结构胶，并套上槽钢2;
[0034] 步骤五，向所述偏压柱1的粘结锚固区11上的螺栓孔内注胶，并植入对穿螺栓3;
[0035] 步骤六，拧紧对穿螺栓3两头的螺帽4,将槽钢2和偏压柱1 一起固定好。
[0036] 所述槽钢2采用冷弯或焊接的方法制作，槽钢2两侧的翼缘21宽厚比和腹板22高厚
[235 比均满足< 的要求，其中fy为槽钢屈服强度，
[0037] 且满足： 4
[0038] /? 5 S 和b+2mm < hw_2tf < b+4mm 3
[0039] 其中b为偏压柱1横截面宽度，h为偏压柱1横截面高度，bf和tf分别为翼缘21的宽度 和厚度，hjPU分别为腹板22的高度和厚度。
[0040] 偏压柱1的粘结锚固区11为沿着偏压柱1横截面的高度方向的两对边混凝土表面。
[0041] 偏压柱1的螺栓孔的孔深度为偏压柱1横截面的宽度，螺栓孔在偏压柱1混凝土内 的分布间距及直径与槽钢2上相同。对穿螺栓3的螺杆均带有螺纹。
[0042]未钻孔的腹板22与未经处理偏压柱1的混凝土面间留有一定的距离呈箱型，且箱 型的高度hi不大于·? 3
【主权项】
1. 一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一，制作与偏压柱（1)截面尺寸相匹配加固用的槽钢(2)，并在槽钢(2)两侧的翼缘 (21)上预留螺栓孔； 步骤二，所述偏压柱（1)横截面高度方向的两对边混凝土表面为粘结锚固区（11 )，对偏 压柱(1)的粘结锚固区（11)打磨清理平整； 步骤三，将所述槽钢(2)安装至设计位置，并根据槽钢(2)两侧的翼缘(21)上预留的螺 栓孔位置，在所述偏压柱(1)的粘结锚固区（11)表面开钻螺栓孔，并清孔和扩孔； 步骤四，在所述偏压柱（1)的粘结锚固区（11)涂抹建筑结构胶，并套上槽钢(2); 步骤五，向所述偏压柱（1)的粘结锚固区（11)上的螺栓孔内注胶，并植入对穿螺栓(3); 步骤六，拧紧对穿螺栓(3)两头的螺帽(4)，将槽钢(2)和偏压柱（1) 一起固定好。2. 如权利要求1所述一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法，其特征在于:所述步骤一 中，所述槽钢(2)采用冷弯或焊接的方法制作，槽钢(2)两侧的翼缘(21)宽厚比和腹板(22) 高厚比均满足<40^的要求，其中fy为槽钢屈服强度， 且满足：其中b为偏压柱（1)横截面宽度，h为偏压柱（1)横截面高度，bf和tf分别为翼缘(21)的宽 度和厚度，hjPU分别为腹板(22)的高度和厚度。3. 如权利要求1所述一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法，其特征在于:所述步骤二 中，偏压柱（1)的粘结锚固区（11)为沿着偏压柱（1)横截面的高度方向的两对边混凝土表 面。4. 如权利要求1所述一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法，其特征在于:所述步骤三 中，偏压柱（1)的螺栓孔的孔深度为偏压柱（1)横截面的宽度，螺栓孔在偏压柱（1)混凝土内 的分布间距及直径与槽钢(2)上相同。5. 如权利要求1所述一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法，其特征在于:所述步骤四 中，未钻孔的腹板(22)与未经处理偏压柱（1)的混凝土面间留有一定的距离呈箱型，且箱型 的高度hi不大于。： 36. 如权利要求1所述一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法，其特征在于:所述步骤五 中，对穿螺栓(3)的螺杆均带有螺纹。
【专利摘要】本发明公开了一种快速加固钢筋混凝土偏压柱的方法，制作与偏压柱截面尺寸相匹配加固用的槽钢，并在槽钢两侧的翼缘上预留螺栓孔；偏压柱横截面高度方向的两对边混凝土表面为粘结锚固区，对粘结锚固区打磨清理平整；将槽钢安装至设计位置，并根据槽钢两侧的翼缘上预留的螺栓孔位置，在偏压柱的粘结锚固区表面开钻螺栓孔，并清孔和扩孔；在偏压柱的粘结锚固区涂抹建筑结构胶，并套上槽钢；向偏压柱的粘结锚固区上的螺栓孔内注胶，并植入对穿螺栓；拧紧对穿螺栓两头的螺帽，将槽钢和偏压柱一起固定好；本发明加固组件少，施工步骤简单，施工周期短，可迅速投入使用；大幅度提高柱的承载力、抗侧刚度和抗震延性；柱整体性能好，可靠性能高。
【IPC分类】E04G23/02
【公开号】CN105715069
【申请号】CN201610163694
【发明人】李杉, 卢亦焱, 胡玲, 沈炫
【申请人】武汉大学