全拼接式混凝土框架加固裝置及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域，尤其是修復(fù)或加固現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的裝置或方法。
【背景技術(shù)】
[0002]強(qiáng)地震后對(duì)破損建筑的加固修復(fù)是一個(gè)亟待解決的工程問(wèn)題。當(dāng)前有幾種傳統(tǒng)的加固方法，包括增大截面法、外置模板法和外包鋼法。
[0003]但是，現(xiàn)有方法還存在一些缺陷，例如施工效率低、協(xié)同性能差等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:一個(gè)目的是提供一種全拼接式混凝土框架加固裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。進(jìn)一步的目的是提供上述全拼接式混凝土框架加固裝置的施工方法。
[0005]技術(shù)方案:一種全拼接式混凝土框架加固裝置，包括:
槽鋼，其橫截面大致呈U形，端部朝外彎折，形成突緣部，該突緣部和槽鋼側(cè)面上設(shè)置有通孔；
角鋼，與所述槽鋼固定連接，角鋼的橫截面大致呈L形，側(cè)肋上設(shè)置有耳板；優(yōu)選為焊接;
對(duì)拉螺桿，穿過(guò)突緣部上的通孔，將相鄰的槽鋼固定連接；
綴條，兩端分別固定于相鄰角鋼的耳板上(優(yōu)選為螺接)。
[0006]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，槽鋼側(cè)面的通孔內(nèi)連接有化學(xué)錨栓。所述角鋼為L(zhǎng)45~L75型等邊角鋼。所述槽鋼為Q345鋼材熱乳型鋼。所述化學(xué)錨栓為M20型高強(qiáng)化學(xué)錨栓。
[0007]上述全拼接式混凝土框架加固裝置的制作和施工方法，包括如下步驟:
步驟1.制作槽鋼和角鋼，并在槽鋼的突緣部和側(cè)面開(kāi)孔；
步驟2.將耳板焊接于角鋼上，將槽鋼與角鋼拼接焊裝；
步驟3.對(duì)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝，調(diào)整開(kāi)孔尺寸和變形；
步驟4.將槽鋼和角鋼的預(yù)制整體拼裝到待加固柱的兩側(cè)；
步驟5.將對(duì)拉螺桿穿過(guò)槽鋼突緣部上的通孔，自柱兩端至中間對(duì)稱(chēng)旋緊對(duì)拉螺桿； 步驟6.安裝綴條；
步驟7.打入化學(xué)螺栓:通過(guò)槽鋼側(cè)面的通孔在待加固混凝土柱上開(kāi)孔，清孔，植入膠管，插入螺栓，待達(dá)到凝結(jié)時(shí)間后緊固外部螺母，補(bǔ)漆處理。
[0008]采用上述全拼接式混凝土框架加固裝置加固混凝土柱的方法，包括如下步驟: 步驟1.將由槽鋼和角鋼組成的預(yù)制整體對(duì)稱(chēng)拼裝在混凝土柱的兩側(cè)；
步驟2.安裝對(duì)拉螺桿和綴條；
步驟3.通過(guò)槽鋼側(cè)面的通孔將化學(xué)錨栓打入混凝土柱內(nèi)。
[0009]有益效果:上述方案中，槽鋼和角鋼等可以預(yù)制化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全螺栓拼接，施工效率高，施工現(xiàn)場(chǎng)文明程度高；槽鋼在端部具有夾持作用，使得混凝土柱三向受壓，能夠充分發(fā)揮混凝土柱的抗壓能力；進(jìn)一步的，化學(xué)錨栓的抗剪連接使得鋼結(jié)構(gòu)和混凝土共同受力，具有組合效應(yīng)，協(xié)同性能好。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是槽鋼的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是角鋼的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是加固裝置預(yù)制部分的拼裝效果圖。
[0013]圖4是加固裝置實(shí)施于混凝土柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5是加固裝置實(shí)施于混凝土柱的橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1、圖2和圖3所示，介紹本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例。
[0016]在該實(shí)施例中，全拼接式混凝土框架加固裝置主要包括槽鋼1、角鋼4、對(duì)拉螺桿2、化學(xué)錨栓3和綴條5，其位置如圖3所示。在該實(shí)施例中，為了描述方便，將槽鋼中用于包覆混凝土柱的腔體稱(chēng)為內(nèi)，與之相對(duì)的稱(chēng)為外。
[0017]轉(zhuǎn)到圖1，具體描述槽鋼的形狀。槽鋼的其橫截面大致呈U形，端部朝外彎折，形成突緣部，該突緣部和槽鋼側(cè)面上設(shè)置有通孔lb。突緣部平行于槽鋼的中軸線，當(dāng)槽鋼固定于混凝土柱時(shí)，突緣部沿混凝土柱的縱向延伸，其作用類(lèi)似于法蘭，用于固定連接相鄰的槽鋼。對(duì)拉螺桿穿過(guò)相鄰槽鋼上的通孔，將二者固定連接。
[0018]轉(zhuǎn)到圖2，描述角鋼的結(jié)構(gòu)。角鋼4與所述槽鋼固定連接，角鋼的橫截面大致呈L形，側(cè)肋上設(shè)置有耳板6。耳板可以通過(guò)一體成型、焊接或者切除多余部分形成于角鋼的側(cè)肋。在該實(shí)施例中，角鋼的一個(gè)側(cè)肋上設(shè)置有一個(gè)耳板，另一個(gè)側(cè)肋上均勻設(shè)置有三個(gè)耳板。位于中間的耳板與另一側(cè)肋上的耳板平齊設(shè)置。耳板上開(kāi)有通孔。
[0019]如圖3所示，可以在車(chē)間將槽鋼、角鋼和耳板等固定，做成預(yù)制件。在該實(shí)施例中，耳板焊接于角鋼上，角鋼的兩端分別與槽鋼焊接。兩個(gè)預(yù)制件的形狀相同，當(dāng)兩塊預(yù)制件鏡像放置時(shí)，形成一中間具有容置部的整體結(jié)構(gòu)。
[0020]結(jié)合圖4和圖5描述各部件的連接方式。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，對(duì)拉螺桿2穿過(guò)突緣部上的通孔，將相鄰的槽鋼固定連接；綴條5的兩端分別固定于相鄰角鋼的耳板上，例如焊接或螺接，優(yōu)選為螺接。所述角鋼為L(zhǎng)45~L75型等邊角鋼。所述槽鋼為Q345鋼材熱乳型鋼。所述化學(xué)錨栓為M20型高強(qiáng)化學(xué)錨栓。槽鋼側(cè)面的通孔內(nèi)連接有化學(xué)錨栓3。
[0021]如圖5所示，采用上述全拼接式混凝土框架加固裝置加固混凝土柱的方法，包括如下步驟:
步驟1.將由槽鋼和角鋼組成的預(yù)制整體對(duì)稱(chēng)拼裝在混凝土柱的兩側(cè)；
步驟2.安裝對(duì)拉螺桿和綴條；
步驟3.通過(guò)槽鋼側(cè)面的通孔將化學(xué)錨栓打入混凝土柱內(nèi)。
[0022]更進(jìn)一步的，完整的制作和施工過(guò)程如下:
步驟1.制作槽鋼和角鋼，并在槽鋼的突緣部和側(cè)面開(kāi)孔；
步驟2.將耳板焊接于角鋼上，將槽鋼與角鋼拼接焊裝；
步驟3.對(duì)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝，調(diào)整開(kāi)孔尺寸和變形；
步驟4.將槽鋼和角鋼的預(yù)制整體拼裝到待加固柱的兩側(cè)； 步驟5.將對(duì)拉螺桿穿過(guò)槽鋼突緣部上的通孔，自柱兩端至中間對(duì)稱(chēng)旋緊對(duì)拉螺桿； 步驟6.安裝綴條；
步驟7.打入化學(xué)螺栓:通過(guò)槽鋼側(cè)面的通孔在待加固混凝土柱上開(kāi)孔，清孔，植入膠管，插入螺栓，待達(dá)到凝結(jié)時(shí)間后緊固外部螺母，補(bǔ)漆處理。
[0023]施工案例一
在該實(shí)施例中，加固裝置由端部槽鋼、對(duì)拉螺桿、化學(xué)錨栓、中部角鋼和綴條等組成。端部槽鋼為Q345鋼材熱乳型鋼，端部冷彎90°翹起。在槽鋼的肢端預(yù)先開(kāi)設(shè)用于安裝化學(xué)錨栓的孔洞，在彎起處開(kāi)設(shè)用于安裝對(duì)拉螺桿的孔洞。每個(gè)端部槽鋼的內(nèi)緣短邊寬度與柱的外包寬度相等，長(zhǎng)邊寬度比柱的長(zhǎng)邊寬度的一半短50_，即安裝后一對(duì)端部槽鋼間存在100mm的空隙。
[0024]對(duì)拉螺桿直徑為25?35mm，在端部槽鋼上間距150mm安裝。對(duì)拉螺桿旋緊后，兩側(cè)的端部槽鋼將中部的混凝土柱夾緊，產(chǎn)生擠壓效應(yīng)，使得混凝土達(dá)到三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓能力。
[0025]化學(xué)錨栓為M20型高強(qiáng)化學(xué)錨栓?；瘜W(xué)錨栓將混凝土承受的軸壓以剪力形式傳遞給端部槽鋼，從而使得加固鋼結(jié)構(gòu)與內(nèi)部的混凝土柱之間實(shí)現(xiàn)內(nèi)力重分配，產(chǎn)生組合效應(yīng)，提尚了柱的抗彎和抗側(cè)移能力。
[0026]中部角鋼為L(zhǎng)45?75型等邊角鋼，厚度與端部槽鋼相等，角鋼的上、中、下焊有連接耳板用于連接綴條。本發(fā)明所述的端部槽鋼與中部角鋼在工廠內(nèi)采用對(duì)接焊縫連接，預(yù)制為兩片整體。
[0027]該實(shí)施例的安裝過(guò)程為:將端部槽鋼與中部角鋼的預(yù)制整體對(duì)稱(chēng)拼裝在待加固混凝土柱的兩側(cè)；安裝對(duì)拉螺桿；安裝綴條；通過(guò)端部槽鋼的預(yù)留孔洞將化學(xué)錨栓打入混凝土柱內(nèi)。
[0028]工廠預(yù)制過(guò)程:構(gòu)件號(hào)料開(kāi)孔:根據(jù)被加固柱的尺寸對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行號(hào)料開(kāi)孔，端部槽鋼和中部角鋼的長(zhǎng)度為被加固柱長(zhǎng)的1/3。在號(hào)料切割時(shí)要充分考慮焊縫的尺寸和焊接引起的收縮變形。除銹并進(jìn)行防火防銹處理。
[0029]構(gòu)件焊接:將耳板焊接在中部角鋼上后在胎架上將端部槽鋼和中部角鋼拼裝焊接。
[0030]構(gòu)件預(yù)拼裝:在出廠前應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝，調(diào)整開(kāi)孔尺寸和變形。
[0031]現(xiàn)場(chǎng)拼接過(guò)程:
將端部槽鋼和中部角鋼的預(yù)制整體拼裝到待加固柱的兩側(cè)；在端部槽鋼上穿入對(duì)拉螺桿，自柱兩端至中間對(duì)稱(chēng)旋緊對(duì)拉螺桿；安裝綴條。
[0032]打入化學(xué)錨栓:通過(guò)端部槽鋼上預(yù)開(kāi)設(shè)的孔洞在混凝土柱上開(kāi)孔；清孔；植入膠管；插入螺栓；帶達(dá)到凝結(jié)時(shí)間后緊固外部螺母。
[0033]進(jìn)行補(bǔ)漆處理和外部裝飾。
[0034]由于地震荷載為橫向慣性力作用，往往柱構(gòu)件破壞比較嚴(yán)重，而柱的破壞集中在柱的端部，柱中部受破壞較輕。利用槽鋼對(duì)柱端進(jìn)行夾持，而中部采用角鋼進(jìn)行支撐加固，不僅可以使鋼材得到合理的利用，而且槽鋼的約束作用可以充分發(fā)揮內(nèi)部混凝土柱的承壓能力。
[0035]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全拼接式混凝土框架加固裝置，其特征在于，包括: 槽鋼(1 )，其橫截面大致呈U形，端部朝外彎折，形成突緣部，該突緣部和槽鋼側(cè)面上設(shè)置有通孔(lb)； 角鋼(4)，與所述槽鋼固定連接，角鋼的橫截面大致呈L形，側(cè)肋上設(shè)置有耳板(6); 對(duì)拉螺桿(2)，穿過(guò)突緣部上的通孔，將相鄰的槽鋼固定連接； 綴條(5)，兩端分別固定于相鄰角鋼的耳板上。2.如權(quán)利要求1所述的全拼接式混凝土框架加固裝置，其特征在于，槽鋼側(cè)面的通孔內(nèi)連接有化學(xué)錨栓(3)。3.如權(quán)利要求1或2所述的全拼接式混凝土框架加固裝置，其特征在于，所述角鋼為L(zhǎng)45-L75型等邊角鋼。4.如權(quán)利要求1或2所述的全拼接式混凝土框架加固裝置，其特征在于，所述槽鋼為Q345鋼材熱乳型鋼。5.如權(quán)利要求2所述的全拼接式混凝土框架加固裝置，其特征在于，所述化學(xué)錨栓為M20型高強(qiáng)化學(xué)錨栓。6.權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的全拼接式混凝土框架加固裝置的制作和施工方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1.制作槽鋼和角鋼，并在槽鋼的突緣部和側(cè)面開(kāi)孔； 步驟2.將耳板焊接于角鋼上，將槽鋼與角鋼拼接焊裝； 步驟3.對(duì)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝，調(diào)整開(kāi)孔尺寸和變形； 步驟4.將槽鋼和角鋼的預(yù)制整體拼裝到待加固柱的兩側(cè)； 步驟5.將對(duì)拉螺桿穿過(guò)槽鋼突緣部上的通孔，自柱兩端至中間對(duì)稱(chēng)旋緊對(duì)拉螺桿； 步驟6.安裝綴條； 步驟7.打入化學(xué)螺栓:通過(guò)槽鋼側(cè)面的通孔在待加固混凝土柱上開(kāi)孔，清孔，植入膠管，插入螺栓，待達(dá)到凝結(jié)時(shí)間后緊固外部螺母，補(bǔ)漆處理。7.采用權(quán)利要求1所述的全拼接式混凝土框架加固裝置加固混凝土柱的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1.將由槽鋼和角鋼組成的預(yù)制整體對(duì)稱(chēng)拼裝在混凝土柱的兩側(cè)； 步驟2.安裝對(duì)拉螺桿和綴條； 步驟3.通過(guò)槽鋼側(cè)面的通孔將化學(xué)錨栓打入混凝土柱內(nèi)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種全拼接式混凝土框架加固裝置及其施工方法，其中，所述全拼接式混凝土框架加固裝置包括槽鋼、角鋼、對(duì)拉螺桿、化學(xué)螺栓和綴條，槽鋼的橫截面大致呈凵形，端部朝外彎折，形成突緣部，該突緣部和槽鋼側(cè)面上設(shè)置有通孔；角鋼與所述槽鋼固定連接，角鋼的橫截面大致呈L形，側(cè)肋上設(shè)置有耳板；對(duì)拉螺桿穿過(guò)突緣部上的通孔，將相鄰的槽鋼固定連接；綴條的兩端分別固定于相鄰角鋼的耳板上。上述方案中，槽鋼和角鋼等可以預(yù)制化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全螺栓拼接，施工效率高，施工現(xiàn)場(chǎng)文明程度高；槽鋼在端部具有夾持作用，使得混凝土柱三向受壓，能夠充分發(fā)揮混凝土柱的抗壓能力。
【IPC分類(lèi)】E04G23/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105239787
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510543455
【發(fā)明人】伍凱, 張賀, 張鵬, 桑勝濤, 南洋
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年8月28日