專利名稱：一種建筑物加固結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種對混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)的建筑物進(jìn)行修復(fù)和加固的建筑物加固結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，橋梁、建筑等土木工程得到了飛速。由于建筑物用途轉(zhuǎn)變、橋梁荷載等級(jí)提升、地震損傷、爆炸破壞等原因，造成結(jié)構(gòu)物的維修加固。目前我國結(jié)構(gòu) 加固改造業(yè)成為土木工程領(lǐng)域主要行業(yè)之一。當(dāng)前該行業(yè)的主要加固技術(shù)有FRP (碳纖維布、碳纖維板等)加固技術(shù)、加筋高性能砂漿加固技術(shù)、粘貼鋼板加固技術(shù)、增大截面加固技術(shù)等。I、FRP加固該技術(shù)的施工操作性和施工質(zhì)量好、對原結(jié)構(gòu)的損傷小、不需要破壞原結(jié)構(gòu)、對原結(jié)構(gòu)凈空影響小、不會(huì)改變原有的藝術(shù)特點(diǎn)、在提高承載力的同時(shí)對裂縫的抑制效果較好，粘貼FRP復(fù)合材料加固，也可對斜彎及異型結(jié)構(gòu)等進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)HMFRP也有以下幾個(gè)弱點(diǎn)=FRP的強(qiáng)度非常高，而彈性模量卻相對較低，當(dāng)充分利用其強(qiáng)度時(shí)，F(xiàn)RP需要相當(dāng)?shù)淖冃?，對于剛度也要求加固的結(jié)構(gòu)來說是相當(dāng)不適用的；粘貼FRP材料所用環(huán)氧樹脂的耐火性與耐高溫性能差，遇到火災(zāi)等對加固構(gòu)件受力性能影響較大；加固構(gòu)件延性不足，構(gòu)件變形過大時(shí)會(huì)引起碳纖維的脆性斷裂，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的脆性破壞，對于需要較大變形或?qū)拐鹨蟊容^高的結(jié)構(gòu)來說，這一點(diǎn)是十分不利的；環(huán)氧樹脂層傳遞的剪力有限，剪切變形不斷增長，超過極限剪應(yīng)變后界面將發(fā)生剝離破壞，使得FRP的強(qiáng)度無法得到充分利用；同時(shí)，連接部位也會(huì)成為整個(gè)構(gòu)件的薄弱環(huán)節(jié)。2、加筋高性能砂漿加固該技術(shù)與傳統(tǒng)加固修補(bǔ)方法如粘鋼、噴射混凝土加固技術(shù)等相比，有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面鋼筋網(wǎng)等可采用高強(qiáng)度材料，抗拉強(qiáng)度高；表面經(jīng)過處理后不易生銹，且與砂漿的粘結(jié)力好；高性能砂漿能夠很好地與被加固構(gòu)件粘結(jié)為一整體共同工作；能有效提高被加固構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力與變形能力，提高構(gòu)件剛度；加固面層薄(加固層一般為15mm 25mm厚)，對凈空幾乎沒有影響；該加固技術(shù)所采用的受力筋和無機(jī)膠凝材料與鋼筋混凝土同性能、同壽命，均為傳統(tǒng)意義上的常用建筑材料，其自身的防腐、耐高溫、防火性能良好；施工周期短，不需要大型機(jī)具、設(shè)備；施工干擾小，在較小的空間中即可實(shí)施加固結(jié)構(gòu)的施工，除了混凝土表面處理時(shí)的灰塵需要控制以外，對一般建筑物的正常使用幾乎無干擾；技術(shù)施工操作方便，在正常施工條件下有效粘結(jié)面積基本可以達(dá)到100%，施工質(zhì)量可以得到有效保證；加固后結(jié)構(gòu)自重增加不大，結(jié)構(gòu)外觀尺寸和形狀改變很小，與其它加固方法相比，節(jié)省了大量的機(jī)械臺(tái)班費(fèi)、人工費(fèi)和檢測費(fèi)；適用面廣，可廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型(如橋梁、建筑物、構(gòu)筑物、隧道、涵洞等)、各種結(jié)構(gòu)形狀(如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)等)、各種結(jié)構(gòu)部位(如梁、板、柱、拱、殼等)的加固修補(bǔ)；維修成本低，維修費(fèi)用比其它加固方法至少減少1/2以上，維修周期大幅延長，從而大幅度降低維修費(fèi)用。但該加固技術(shù)也存在如下缺點(diǎn)該方法需通過膨脹螺栓、抗剪銷釘?shù)裙潭ㄊ芰?，并提供抗剪粘結(jié)強(qiáng)度，施工較麻煩且對原結(jié)構(gòu)構(gòu)建造成一定損傷；加固層與原結(jié)構(gòu)之間交易發(fā)生粘結(jié)剝離破壞，加固材料的強(qiáng)度不易充分利用；在結(jié)構(gòu)的剛度和延性要求較高的情況下難以滿足。3、粘鋼加固該技術(shù)基本不增加構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的荷載，不改變原設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系和受力形式，不影響橋梁的使用凈空間、不影響構(gòu)件的外觀；膠粘劑硬化時(shí)間快，施工周期短；膠粘劑強(qiáng)度高于混凝土本體強(qiáng)度，可以使加固體與原構(gòu)件形成一個(gè)良好的整體而共同工作，受力較均勻，較少在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象；加固效果顯著，工藝簡單，不需特殊設(shè)備，所需勞動(dòng)力少，易于操作 。但粘鋼加固中鋼板的錨固問題比較突出，必須保證鋼板在拉斷之前不得發(fā)生脫膠等粘結(jié)破壞現(xiàn)象，要求鋼板在錨固區(qū)的粘結(jié)受剪承載力必須大于鋼板的受拉承載力；另外，對于鋼板的防腐要求高，長期維護(hù)代價(jià)稍高。4、增大截面加固該技術(shù)是通過增大梁底面或側(cè)面的尺寸，增配主筋，提高梁或柱的有效高度和抗彎強(qiáng)度，從而提高結(jié)構(gòu)承載力。在我國加大截面法是一種傳統(tǒng)的加固方法，工藝簡單，適用面廣。但是，這種方法要求的現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，加厚部分使橋梁自重和恒載彎矩增加較多，承載力受壓區(qū)原有混凝土強(qiáng)度限制，且影響結(jié)構(gòu)凈空，對原結(jié)構(gòu)使用空間有較大影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)合理，施工方便，結(jié)構(gòu)承載力、延性和剛度好，對待加固結(jié)構(gòu)無損傷，防腐性能好，工程費(fèi)用低，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于包括設(shè)置在待加固建筑物表面的多塊鋼板和環(huán)繞且張緊設(shè)置在所述待加固建筑物周圍的受力筋網(wǎng)，所述待加固建筑物表面和鋼板表面均設(shè)置有界面劑層，所述界面劑層表面設(shè)置有高性能聚合物砂漿粘結(jié)層，所述受力筋網(wǎng)通過鋼壓條以及安裝在鋼板和鋼壓條中的螺栓固定在鋼板的外表面上。上述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高性能聚合物砂漿粘結(jié)層的表面設(shè)置有高性能聚合物水泥漿保護(hù)層。上述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述待加固建筑物為混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)，所述待加固建筑物的截面為圓形、矩形或正多邊形。上述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述受力筋網(wǎng)為高強(qiáng)鋼絞線網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)。上述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu),其特征在于所述界面劑層的厚度為Imm 2mm。上述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高性能聚合物砂漿粘結(jié)層的厚度為 15mm 25mm。上述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高性能聚合物水泥漿保護(hù)層的厚度為Imm 2mm。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，施工方便，材料綠色環(huán)保，加固層薄，對結(jié)構(gòu)凈空間影響小。2、本實(shí)用新型以加筋高性能砂漿和粘貼鋼板加固技術(shù)為基礎(chǔ)，將二者結(jié)合，充分利用了各自的優(yōu)點(diǎn)而避免了其缺點(diǎn)，通過在待加固建筑物表面粘貼鋼板、在鋼板表面固定受力筋網(wǎng)并在待加固建筑物和鋼板表面噴涂界面劑層和高性能聚合物砂漿層，加固層受力筋分散性好，能使原待加固構(gòu)件的承載力、延性和剛度比單獨(dú)使用鋼板或使用受力筋網(wǎng)和聞性能砂楽·，均有所提聞。3、本實(shí)用新型中的螺栓僅連接鋼壓條和鋼板，不錨固到待加固建筑物中，能夠減少加固對原待加固建筑物的損傷，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中加筋高性能砂漿加固中過多膨脹螺栓對原待加固建筑物造成的施工損傷，同時(shí)起到剪切連接的作用，避免鋼板與高性能聚合物砂漿粘結(jié)層之間發(fā)生剝離破壞。4、本實(shí)用新型在鋼板表面固定受力筋網(wǎng)，一方面能起到錨固鋼板和箍筋的作用，從而避免鋼板在屈服前與原待加固建筑物之間發(fā)生剝離破壞，另一方面受力筋網(wǎng)在高性能聚合物砂漿粘結(jié)層與鋼板之間起剪切連接的作用，能夠避免高性能聚 合物砂漿粘結(jié)層與鋼板之間發(fā)生剝離破壞。5、本實(shí)用新型中的高性能聚合物水泥漿保護(hù)層和高性能聚合物砂漿粘結(jié)層將鋼板包裹在內(nèi)，提高了鋼板的耐久性，免除了粘貼鋼板加固中的防腐處理，延長了維護(hù)周期，節(jié)省了工程費(fèi)用。6、本實(shí)用新型的實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用。綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，施工方便，結(jié)構(gòu)承載力、延性和剛度好，對待加固結(jié)構(gòu)無損傷，防腐性能好，工程費(fèi)用低，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用。下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明I-待加固建筑物； 2-鋼板；3-鋼壓條；4_螺栓；5_受:力筋網(wǎng)； 6_界面劑層；7-高性能聚合物砂漿粘結(jié)層； 8-高性能聚合物水泥漿保護(hù)層。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型包括設(shè)置在待加固建筑物I表面的多塊鋼板2和環(huán)繞且張緊設(shè)置在所述待加固建筑物I周圍的受力筋網(wǎng)5，所述待加固建筑物I表面和鋼板2表面均設(shè)置有界面劑層6，所述界面劑層6表面設(shè)置有高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7，所述受力筋網(wǎng)5通過鋼壓條3以及安裝在鋼板2和鋼壓條3中的螺栓4固定在鋼板2的外表面上。本實(shí)施例中，所述高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7的表面設(shè)置有高性能聚合物水泥漿保護(hù)層8。所述待加固建筑物I為混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)，所述待加固建筑物I的截面為圓形、矩形或正多邊形。所述受力筋網(wǎng)5為高強(qiáng)鋼絞線網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)。所述界面劑層6的厚度為Imm 2mm，所述界面劑層6由VAE乳液型界面劑或丙烯酸乳液型界面劑構(gòu)成。所述高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7的厚度為15mm 25mm，所述高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7由改性環(huán)氧類聚合物砂漿或改性丙烯酸酯共聚物砂漿構(gòu)成。所述高性能聚合物水泥漿保護(hù)層8的厚度為Imm 2mm，所述高性能聚合物水泥漿保護(hù)層8由改性環(huán)氧類聚合物水泥漿或改性丙烯酸酯共聚物水泥漿構(gòu)成。利用本實(shí)用新型對建筑物進(jìn)行加固的方法，包括以下步驟步驟一、移除載荷、平整表面并 封閉裂縫移除待加固建筑物I上的載荷，清除待加固建筑物I表面的剝落、空鼓、蜂窩和腐蝕的部分，露出堅(jiān)固的部分，用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整，并對裂縫部位進(jìn)行封閉處理；步驟二、表面打磨、清理和干燥去除待加固建筑物I表面的浮漿和油污，將待加固建筑物I表面的凸起部位磨平，用吹風(fēng)機(jī)將待加固建筑物I表面清理干凈，并保持干燥；步驟三、預(yù)制鋼板2、鋼壓條3和受力筋網(wǎng)5 :根據(jù)加固圖紙制作合適尺寸的鋼板2和鋼壓條3，采用高強(qiáng)鋼絞線、鋼筋或鋼絲編制受力筋網(wǎng)5并按照待加固建筑物I的外圍尺寸進(jìn)行裁剪；步驟四、粘貼鋼板2 :采用結(jié)構(gòu)膠將步驟三中制作好的鋼板2粘貼在待加固建筑物I表面預(yù)定的位置，用鐵錘敲擊鋼板2直至密實(shí)；其中，結(jié)構(gòu)膠購買于市場并根據(jù)產(chǎn)品說明比例調(diào)配而成；步驟五、固定受力筋網(wǎng)5 :將步驟三中裁剪好的受力筋網(wǎng)5環(huán)繞設(shè)置在所述待加固建筑物I周圍，張緊受力筋網(wǎng)5并采用鋼壓條3以及安裝在鋼板2和鋼壓條3中的螺栓4將受力筋網(wǎng)5固定在鋼板2的外表面上；此處，螺栓4僅連接鋼壓條3和鋼板2，不錨固到待加固構(gòu)件I中，以減少加固對原待加固構(gòu)件I的損傷，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中加筋高性能砂漿加固中過多膨脹螺栓對原構(gòu)件造成的施工損傷，同時(shí)起到剪切連接的作用，避免鋼板與高性能聚合物砂漿粘結(jié)層之間發(fā)生剝離破壞；在鋼板2表面固定受力筋網(wǎng)5，一方面能起到錨固鋼板和箍筋的作用，從而避免鋼板在屈服前發(fā)生剝離破壞，另一方面受力筋網(wǎng)5在高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7與鋼板2之間起剪切連接的作用，能夠避免高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7與鋼板2之間發(fā)生剝離破壞；步驟六、澆水濕潤結(jié)構(gòu)膠固化后，用吹風(fēng)機(jī)將待加固建筑物I、鋼板2和受力筋網(wǎng)5表面清理干凈,并澆水使待加固建筑物I完全濕潤；步驟七、噴涂界面劑層6和高性能聚合物砂漿層7 :在待加固建筑物I表面和鋼板2表面均勻噴涂界面劑，構(gòu)成界面劑層6，然后在界面劑層6表面噴涂高性能聚合物砂漿，構(gòu)成高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7 ;在噴涂界面劑之前，待加固建筑物I表面和鋼板2表面不能有明水；步驟八、養(yǎng)護(hù)對步驟七中加固完成后的建筑物加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，首先使建筑物加固結(jié)構(gòu)保持濕潤狀態(tài)4小時(shí)，然后按照常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)7天以上。根據(jù)建筑物加固結(jié)構(gòu)使用功能和使用環(huán)境的需要，還可選擇性地在高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7表面噴涂高性能聚合物水泥漿，構(gòu)成高性能聚合物水泥漿保護(hù)層8。其中，步驟一中所述修復(fù)材料為環(huán)氧砂漿。步驟七中所述界面劑層6的噴涂為人工涂刷或機(jī)械噴涂。步驟七中所述高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7的二十八天抗壓強(qiáng)度比待加固建筑物I的抗壓強(qiáng)度高一個(gè)等級(jí)且不小于25MPa，所述高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7的噴涂為人工涂刷或機(jī)械噴涂，噴涂時(shí)分三層噴涂，第一層的厚度為8mm 10mm，第二層的厚度為5mm 6mm,第三層的厚度為5mm 6mm,當(dāng)前一層手觸變形時(shí)直接噴涂下一層，當(dāng)前一層已初凝則需用木抹打毛處理后再噴涂下一層。所述高性能聚合物水泥漿保護(hù)層8的噴涂為人工涂刷或機(jī)械嗔涂。[0042]綜上所述，本實(shí)用新型以加筋聞性能砂楽■和粘貼鋼板加固技術(shù)為基礎(chǔ)，將_■者結(jié)合，充分利用了各自的優(yōu)點(diǎn)而避免了其缺點(diǎn)，通過在待加固建筑物I表面粘貼鋼板2、在鋼板2表面固定受力筋網(wǎng)5并在待加固建筑物I和鋼板2表面噴涂界面劑層6和高性能聚合物砂漿層7，能使原待加固建筑物I的承載力、延性和剛度比單獨(dú)使用鋼板2或使用受力筋網(wǎng)5和高性能砂漿，均有所提高。高性能聚合物水泥漿保護(hù)層8和高性能聚合物砂漿粘結(jié)層7將鋼板2包裹在內(nèi)，提高了鋼板2的耐久性，免除了粘貼鋼板加固中的防腐處理，延長了維護(hù)周期，節(jié)省了工程費(fèi)用。 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于包括設(shè)置在待加固建筑物(I)表面的多塊鋼板(2)和環(huán)繞且張緊設(shè)置在所述待加固建筑物(I)周圍的受力筋網(wǎng)(5)，所述待加固建筑物(I)表面和鋼板(2)表面均設(shè)置有界面劑層￠)，所述界面劑層(6)表面設(shè)置有高性能聚合物砂漿粘結(jié)層(7)，所述受力筋網(wǎng)(5)通過鋼壓條(3)以及安裝在鋼板(2)和鋼壓條(3)中的螺栓(4)固定在鋼板(2)的外表面上。
2.按照權(quán)利要求I所述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高性能聚合物砂漿粘結(jié)層(7)的表面設(shè)置有高性能聚合物水泥漿保護(hù)層(8)。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述待加固建筑物(I)為混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)，所述待加固建筑物(I)的截面為圓形、矩形或正多邊形。
4.按照權(quán)利要求I或2所述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述受力筋網(wǎng)(5)為 高強(qiáng)鋼絞線網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)。
5.按照權(quán)利要求I或2所述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述界面劑層(6)的厚度為Inim 2mm。
6.按照權(quán)利要求I或2所述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高性能聚合物砂衆(zhòng)粘結(jié)層⑵的厚度為15mm 25mm。
7.按照權(quán)利要求2所述的一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高性能聚合物水泥衆(zhòng)保護(hù)層⑶的厚度為Imm 2mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種建筑物加固結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在待加固建筑物表面的多塊鋼板和環(huán)繞且張緊設(shè)置在所述待加固建筑物周圍的受力筋網(wǎng)，所述待加固建筑物表面和鋼板表面均設(shè)置有界面劑層，所述界面劑層表面設(shè)置有高性能聚合物砂漿粘結(jié)層，所述受力筋網(wǎng)通過鋼壓條以及安裝在鋼板和鋼壓條中的螺栓固定在鋼板的外表面上。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，施工方便，結(jié)構(gòu)承載力、延性和剛度好，對待加固結(jié)構(gòu)無損傷，防腐性能好，工程費(fèi)用低，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)E01D22/00GK202483200SQ201220110440
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者劉伯權(quán), 吳濤, 賀拴海, 黃華 申請人:長安大學(xué)