專利名稱：外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，具體涉及震損結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)，是一種利用外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
近年來全球強(qiáng)震頻發(fā)，相當(dāng)一部分建筑受到不同程度的損傷，如何對此類震損結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的修復(fù)以保證其在剩余服役期內(nèi)的安全，成為了當(dāng)前亟需解決的問題。外包角鋼法用于震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，尤其是震損比較嚴(yán)重的框架結(jié)構(gòu)加固時(shí)，如何在對框架柱采用外包角鋼外，合理有效地加固損傷較為嚴(yán)重的框架梁及梁柱節(jié)點(diǎn)，同時(shí)保證柱腳的不過早破壞，將直接關(guān)系到對震損框架結(jié)構(gòu)加固的成敗。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法。
這種利用外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其技術(shù)方案為，其技術(shù)方案為，對于震損嚴(yán)重的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，框架柱的四周采用角鋼加固并在高度方向上每隔一定間距設(shè)置鋼綴板，框架梁的底部采用角鋼加固而梁頂則采用扁鋼加固，梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)置貫穿鋼筋并與梁底部角鋼及頂部扁鋼焊接，同時(shí)在柱底設(shè)置加強(qiáng)角鋼并澆筑柱墩。
外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟
(I)框架柱的四周采用加固角鋼加固并在高度方向上每隔一定間距設(shè)置鋼綴板
加固角鋼宜選用等邊角鋼，長度為框架柱高度的80% 100%，邊長應(yīng)取該側(cè)柱邊長1/6 1/4,優(yōu)選為1/5左右，厚度宜取5mm IOmm ;綴板間距一般取為150mm 300mm, 其寬度宜取45 55mm，優(yōu)選50mm，厚度宜與加固角鋼相同，加固角鋼與框架柱采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)，而綴板與框架柱的空隙則灌注環(huán)氧水泥砂漿；
(2)框架梁的底部采用加固角鋼加固，梁頂采用扁鋼加固
加固角鋼宜選用等邊角鋼，邊長為梁底邊長的1/6 1/4，優(yōu)選為梁底邊長的1/5 左右，長度為框架梁跨度的80% 100%，厚度宜取5mm IOmm;梁頂加固采用兩片扁鋼， 分別靠邊緣布置，扁鋼的外側(cè)與梁底邊緣齊平；扁鋼長度、厚度分別與加固角鋼邊長、厚度相同，加固角鋼、扁鋼與框架梁采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)；
(3)梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)置貫穿鋼筋并與梁底部角鋼及頂部扁鋼焊接
梁頂和梁底均布置兩根貫穿節(jié)點(diǎn)的鋼筋，并分別與梁底加固角鋼4及梁頂扁鋼6 焊接，鋼筋直徑宜取18mm 25mm ;同時(shí)柱端四周設(shè)加強(qiáng)角鋼，加強(qiáng)角鋼宜選用等邊角鋼，邊長應(yīng)取該側(cè)柱邊長的1/5 1/3，優(yōu)選為1/4左右，厚度宜取6mm 12mm，并在框架梁種植化學(xué)螺栓，將加強(qiáng)角鐵錨固以保證節(jié)點(diǎn)的牢靠，化學(xué)螺栓直徑宜取16mm 20mm ；
(4)柱底設(shè)置加強(qiáng)角鋼并澆筑柱墩
在框架柱與基礎(chǔ)連接四周均設(shè)置加強(qiáng)角鋼，加強(qiáng)角鋼宜選用等邊角鋼，邊長應(yīng)取該側(cè)柱邊長的1/5 1/3，優(yōu)選為1/4左右，厚度宜取6mm 12mm，加強(qiáng)角鋼與框架柱的加固角鋼焊接，并在基礎(chǔ)上種植化學(xué)螺栓錨固加強(qiáng)角鋼；化學(xué)螺栓直徑宜取16mm 20mm ;澆筑柱墩的截面各邊尺寸應(yīng)為框架柱同側(cè)尺寸的I. 9 2. I倍，高度可取框架柱長邊尺寸的O.9 I. I倍，并在柱墩內(nèi)布置水平和豎向拉結(jié)筋，水平拉結(jié)筋應(yīng)植入原框架柱內(nèi)不少于 IOOmm (一般為100 200mm),其直徑宜取12mm 20mm,豎向拉結(jié)筋沿柱墩四周布置,其直徑宜取18mm 25謹(jǐn)。。
本發(fā)明外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，不僅可靠性較高，而且能夠顯著提高結(jié)構(gòu)的承載能力，可以保證其在剩余服役期間內(nèi)的安全。根據(jù)上述加固方法進(jìn)行的框架結(jié)構(gòu)低周反復(fù)試驗(yàn)結(jié)果表明，震損加固框架的延性與未損結(jié)構(gòu)相當(dāng)，水平極限承載力較未損對比結(jié)構(gòu)增加70%以上。


圖I為加固后的框架柱截面。
圖2為加固后的框架梁截面。
圖3為加固后的梁柱節(jié)點(diǎn)。
圖4為加固柱墩截面。
圖中I-框架柱,2_框架梁,3_柱墩,4_加固角鋼,5_綴板,6_扁鋼,7_貫穿節(jié)點(diǎn)鋼筋，8-加強(qiáng)角鋼，9-化學(xué)螺栓，10-水平拉結(jié)筋，11-豎向拉結(jié)筋。
具體實(shí)施方式
如圖I 4所示，混凝土結(jié)構(gòu)框架包括框架柱I、框架梁2和柱墩3，加固步驟如下
(I)對于框架柱I的加固，四個角部采用加固角鋼4進(jìn)行加固，加固角鋼4宜選用等邊角鋼，邊長應(yīng)取該側(cè)柱邊長的1/5左右，厚度宜取5_ 10_，長度與框架柱高度相同； 加固角鋼4與框架柱I之間采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)，并在框架柱I高度方向上每隔150mm 300mm的間距設(shè)置鋼質(zhì)的綴板5，綴板5的寬度宜取50mm，厚度宜與加固角鋼4相同，綴板5 與框架柱I的空隙則灌注環(huán)氧水泥砂漿；如圖I ;
(2 )對于框架梁2的加固，梁底采用加固角鋼4加固，加固角鋼4宜選用等邊角鋼， 邊長取梁底邊長的1/5左右，厚度宜取5_ 10_，長度與框架梁跨度相同；梁頂采用兩片扁鋼6加固，分別靠梁底邊緣布置，扁鋼的外側(cè)與梁底邊緣齊平；扁鋼6的長度、厚度宜分別與加固角鋼4的邊長、厚度相同，加固角鋼4、扁鋼6與框架梁2采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)；如圖2 ；
(3)對于梁柱節(jié)點(diǎn)的加固，在梁頂和梁底各設(shè)置兩條貫穿節(jié)點(diǎn)鋼筋7，鋼筋直徑宜取18mm 25mm，并分別與梁底加固角鋼4及梁頂扁鋼6焊接，同時(shí)柱端四周設(shè)加強(qiáng)角鋼8， 加強(qiáng)角鋼宜選用等邊角鋼，邊長應(yīng)取該側(cè)柱邊長的1/4，厚度宜取6_ 12_，并在框架梁 2種植化學(xué)螺栓9將加強(qiáng)角鋼錨固在框架梁上，化學(xué)螺栓9的直徑宜取16mm 20mm ;如圖 3 ；
(4)對于柱底的加強(qiáng)，在框架柱I與基礎(chǔ)連接四周均設(shè)置加強(qiáng)角鋼8，加強(qiáng)角鋼8 宜選用等邊角鋼，邊長應(yīng)取該側(cè)柱邊長的1/4，厚度宜取6_ 12_，加強(qiáng)角鋼8與框架柱角鋼4焊接，而與基礎(chǔ)種植化學(xué)螺栓9進(jìn)行錨固，化學(xué)螺栓9的直徑宜取16_ 20_，澆筑柱墩3的截面各邊尺寸應(yīng)為框架柱I同側(cè)尺寸的I. 9 2. I倍，高度可取框架柱I長邊尺寸的O. 9 I. I倍，并在柱墩3內(nèi)布置水平拉結(jié)筋10和豎向拉結(jié)筋11，水平拉結(jié)筋10應(yīng)植入原框架柱I內(nèi)不少于IOOmm (一般為100 200mm),其直徑宜取12mm 20mm,豎向拉結(jié)筋11沿柱墩3四周布置，其直徑宜取18mm 25mm，如圖4。
根據(jù)以上具體實(shí)施方式
，設(shè)計(jì)了震損加固后鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的試件并進(jìn)行低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，加固后的震損框架試件，其延性與未損對比試件相當(dāng)，水平極限承載力較未損對比試件增加了 70%以上。
權(quán)利要求
1.一種外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括 (1)框架柱的加強(qiáng)框架柱的四周采用加固角鋼加固，并在高度方向上設(shè)置鋼綴板； (2)框架梁的底部采用加固角鋼加固，梁頂采用扁鋼加固； (3)梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)置貫穿鋼筋并與梁底部角鋼及頂部扁鋼焊接； (4)柱底設(shè)置加強(qiáng)角鋼并澆筑柱墩。
2.權(quán)利要求I所述外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(I)中，所述的加固角鋼為等邊角鋼，長度為框架柱高度的80% 100% ;加固角鋼的邊長為框架柱邊長的1/6 1/4，厚度為5 IOmm ;綴板的寬度為45 55mm，厚度與加固角鋼相同，在框架柱高度上的間距為150mm 300mm ； 步驟(2)中，所述的角鋼為等邊角鋼，邊長為梁底邊長的1/6 1/4，長度為框架梁跨度的80% 100%，厚度為5 IOmm;扁鋼的長度和厚度分別與加固角鋼長度和厚度相同；扁鋼的數(shù)量為2個，扁鋼的外側(cè)與梁底邊緣齊平。
3.權(quán)利要求2所述外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(I)中，加固角鋼與框架柱采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)，綴板與框架柱的空隙灌注環(huán)氧水泥砂漿。
4.權(quán)利要求2所述外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(I)中，加固角鋼為等邊角鋼，邊長為框架柱邊長的1/5，綴板的寬度為50mm。
5.權(quán)利要求2所述外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(2)中，加固角鋼為等邊角鋼，邊長為梁底邊長的1/5。
6.權(quán)利要求2所述外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(2)中，角鋼、扁鋼與框架梁采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)。
7.權(quán)利要求I所述外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(3)中，在框架梁的梁頂和梁底均布置兩根貫穿節(jié)點(diǎn)的鋼筋，并分別與梁底加固角鋼4及梁頂扁鋼6焊接；同時(shí)柱端四周設(shè)加強(qiáng)角鋼，加強(qiáng)角鋼為等邊角鋼，邊長為該側(cè)柱邊長的1/5 1/3，厚度為6mm 12mm ;并且將加強(qiáng)角鋼用種植化學(xué)螺栓錨固在框架梁上； 步驟(4)中，在框架柱與基礎(chǔ)連接四周均設(shè)置加強(qiáng)角鋼，加強(qiáng)角鋼為等邊角鋼，邊長為該側(cè)柱邊長的1/5 1/3，厚度為6mm 12mm;加強(qiáng)角鋼與框架柱上的加固角鋼焊接，并用種植化學(xué)螺栓錨固在基礎(chǔ)連接上；澆筑柱墩的截面各邊尺寸為框架柱同側(cè)尺寸的I. 9 2.I倍，高度為框架柱長邊尺寸的O. 9 I. I倍，并在柱墩內(nèi)布置水平和豎向拉結(jié)筋，水平拉結(jié)筋植入原框架柱內(nèi)100 200_，豎向拉結(jié)筋沿柱墩四周布置。
8.權(quán)利要求7所述外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(3)和(4)中，加強(qiáng)角鋼為等邊角鋼，邊長為該側(cè)柱邊長的1/4，化學(xué)螺栓直徑為16mm 20mmo
9.權(quán)利要求7所述外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟(3)中，鋼筋的直徑為20mnT28mm ;步驟(4)中，水平拉結(jié)筋直徑12mm 20mm,豎向拉結(jié)筋直徑18mm 25mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，公開了一種外包鋼套加固嚴(yán)重震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的方法，其技術(shù)方案為，對于震損嚴(yán)重的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，框架柱的四周采用角鋼加固并在高度方向上每隔一定間距設(shè)置鋼綴板，框架梁的底部采用角鋼加固而梁頂則采用扁鋼加固，梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)置貫穿鋼筋并與梁底部角鋼及頂部扁鋼焊接，同時(shí)在柱底設(shè)置加強(qiáng)角鋼并澆筑柱墩。本方法可以很好地恢復(fù)震損鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能。試驗(yàn)結(jié)果表明采用本方法加固后的震損框架結(jié)構(gòu)，其延性與未損對比結(jié)構(gòu)相當(dāng)，水平極限承載力較未損對比結(jié)構(gòu)增加70%以上。
文檔編號E04G23/02GK102979320SQ20121058793
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者龔治國, 張富文, 李向民, 殷杰, 朱春明, 蔣利學(xué), 鄭昊 申請人:上海市建筑科學(xué)研究院(集團(tuán))有限公司, 上海建科工程改造技術(shù)有限公司