本發(fā)明所屬建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于預(yù)應(yīng)力鋼板的混凝土梁負(fù)彎矩區(qū)加固結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是多高層工業(yè)和民用建筑最常見的結(jié)構(gòu)類型。在服役期內(nèi)，自身老化、外荷載增加或使用功能改變等原因?qū)е铝虽摻罨炷两ㄖY(jié)構(gòu)大量的加固改造需求。其中，框架和框剪結(jié)構(gòu)的框架梁或連梁的端部負(fù)彎矩區(qū)常產(chǎn)生裂縫、出現(xiàn)受彎承載能力明顯不足的情況，必須進(jìn)行加固。

目前，鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)加固方法主要有增大截面，外包鋼加固，粘貼鋼板加固法，粘貼碳纖維加固，體外預(yù)應(yīng)力加固以及改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法等。其中，增大截面法影響了使用空間；外包鋼法工序復(fù)雜；粘貼鋼板加固的局限性在于被加固表面的處理以及對(duì)粘結(jié)劑的依賴性，并且裂縫不能很好的抑制，更無談閉合；體外預(yù)應(yīng)力加固關(guān)鍵在于錨固點(diǎn)的設(shè)置，由于筋束的外置，雖然檢查更換容易，但也更易損壞，而且由于活載受迫振動(dòng)時(shí)限制了自由長(zhǎng)度，會(huì)由于延性不足而導(dǎo)致突然崩斷。在梁與柱交接處負(fù)彎矩區(qū)加固，錨固方式的選擇以及錨固部件的設(shè)計(jì)等，都直接影響到加固材料能否有效發(fā)揮抗彎作用、能否有效抑制裂縫開展，最終起到良好的加固效果。鑒于此，本發(fā)明提供一種基于預(yù)應(yīng)力鋼板的混凝土梁負(fù)彎矩區(qū)加固結(jié)構(gòu)來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題采用的技術(shù)方案如下：

一種基于預(yù)應(yīng)力鋼板的混凝土梁負(fù)彎矩區(qū)加固結(jié)構(gòu)，包括包覆于原柱體2外圍的柱鋼板1和覆蓋在原梁體7上方的梁鋼板4，其特征在于：所述的柱鋼板1與原柱體2之間用填充料3填充，所述的柱鋼板1上方穿過樓板處鑿槽與梁鋼板4焊接，實(shí)現(xiàn)梁鋼板4在梁柱交接處的固定，所述的梁鋼板4在梁柱交接處的負(fù)彎矩區(qū)采用具有初張力的預(yù)應(yīng)力鋼板，利用預(yù)應(yīng)力鋼板對(duì)橫梁負(fù)彎矩處施加預(yù)應(yīng)力，抑制裂縫的開展，提高梁體的抗彎能力；所述的梁鋼板4通過粘結(jié)劑和螺栓8與原梁體7上表面連接固定。

所述的梁鋼板4上靠近柱鋼板1的負(fù)彎矩區(qū)上焊接有錨固鋼筋9，所述的錨固鋼筋9末端斜向上穿過柱鋼板1后插入原柱體2內(nèi)，所述的錨固鋼筋9在梁鋼板4的寬度方向上均勻?qū)ΨQ布置。

所述的螺栓8穿過梁鋼板4后伸入原梁體7的混凝土內(nèi)，粘結(jié)劑通過擠壓注入法填滿梁鋼板4和原梁體7之間的空隙，通過螺栓8的錨固連接，將梁鋼板4的預(yù)應(yīng)力鋼板上的預(yù)應(yīng)力有效傳遞到梁體內(nèi)部。

所述的柱鋼板1與原柱體2之間通過栓釘5和拉結(jié)筋連接，栓釘5垂直連接于柱鋼板1上，拉結(jié)筋一端與栓釘5連接，一端伸入原柱體2內(nèi)，實(shí)現(xiàn)柱鋼板1與原柱體2之間的連接固定，填充料3將柱鋼板1與原柱體2之間的間隙填滿后，將栓釘5與拉結(jié)筋包裹，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)柱鋼板1與原柱體2之間的固定連接。

所述的柱鋼板1周向均開孔穿過植筋6，植筋6內(nèi)側(cè)端伸入原柱體2內(nèi)，外側(cè)端通過螺母旋合與柱鋼板1外側(cè)面固定，通過植筋6將柱鋼板1與原柱體2錨固成整體，實(shí)現(xiàn)對(duì)原柱體2的進(jìn)一步加固。

所述的填充料3選用微膨脹細(xì)石混凝土或灌漿料。

所述的梁鋼板4的寬度大于原梁體7的寬度與四倍螺栓8的直徑之和，將原梁體7兩側(cè)局部樓板作為梁體的翼緣，通過螺栓8連接梁鋼板4與該局部樓板將梁鋼板4上的預(yù)應(yīng)力傳遞到原梁體7和梁體翼緣上。

所述的錨固鋼筋9與梁鋼板4的焊接部位長(zhǎng)度不小于五倍錨固鋼筋直徑，使得梁鋼板4與原柱體在梁柱交接處的錨固牢固、受力明確、傳力可靠。

相鄰兩原柱體2之間的原梁體7上的梁鋼板4由兩塊預(yù)應(yīng)力鋼板焊接后拼接而成，使得梁鋼板4上的預(yù)應(yīng)力在整段梁體內(nèi)傳遞。

相鄰兩原柱體2之間的原梁體7上的梁鋼板4由布置于梁體兩側(cè)負(fù)彎矩區(qū)的兩塊預(yù)應(yīng)力鋼板和布置于梁體中部的非預(yù)應(yīng)力鋼板間隔焊接而成，中部非預(yù)應(yīng)力鋼板與原梁體7錨固連接，兩側(cè)預(yù)應(yīng)力鋼板的長(zhǎng)度大于理論計(jì)算得到的梁體負(fù)彎矩區(qū)長(zhǎng)度范圍。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明中基于預(yù)應(yīng)力鋼板的混凝土梁負(fù)彎矩區(qū)加固結(jié)構(gòu)適用于對(duì)既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁的加固，尤其是當(dāng)端部負(fù)彎矩區(qū)產(chǎn)生裂縫、出現(xiàn)受彎承載能力明顯不足的情況，通過在梁柱交接處負(fù)彎矩區(qū)設(shè)置具有初張力的鋼板，利用鋼板預(yù)應(yīng)力抑制負(fù)彎矩區(qū)裂縫的開展，甚至閉合已有裂縫，同時(shí)在梁柱交接處通過焊接、錨固鋼筋等方式，實(shí)現(xiàn)梁柱交接處錨固牢固和傳力可靠；

本發(fā)明巧妙運(yùn)用了鋼混組合結(jié)構(gòu)的特性，充分發(fā)揮了鋼材抗拉和混凝土抗壓的優(yōu)點(diǎn)，讓鋼板充當(dāng)了補(bǔ)強(qiáng)鋼筋的作用，有效發(fā)揮抗彎作用；本發(fā)明利用預(yù)應(yīng)力鋼板在梁的上表面負(fù)彎矩處設(shè)置預(yù)應(yīng)力，可以成倍提高構(gòu)件在正常使用階段的承載能力以及剛度，并可抑制裂縫開展甚至閉合裂縫，使梁構(gòu)件的性能顯著改善；本發(fā)明對(duì)原柱體外包柱鋼板，并通過梁鋼板伸入柱鋼板內(nèi)、焊接連接、錨固鋼筋植入柱內(nèi)等方式，保證了梁柱交接處錨固牢固和傳力可靠，最終起到良好的加固效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中梁柱交接處俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中利用外包鋼板加固柱的俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中一種梁鋼板拼接狀態(tài)示意圖；

圖4是本發(fā)明中另一種梁鋼板拼接狀態(tài)示意圖；

其中：1-柱鋼板，2-原柱體，3-填充料，4-梁鋼板，5-栓釘，6-植筋，7-原梁體，8-螺栓，9-錨固鋼筋，10-焊縫。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明，如圖1-4所示，一種基于預(yù)應(yīng)力鋼板的混凝土梁負(fù)彎矩區(qū)加固結(jié)構(gòu)，包括包覆于原柱體2外圍的柱鋼板1和覆蓋在原梁體7上方的梁鋼板4，其特征在于：所述的柱鋼板1與原柱體2之間用填充料3填充，所述的柱鋼板1上方穿過樓板處鑿槽與梁鋼板4焊接，實(shí)現(xiàn)梁鋼板4在梁柱交接處的固定，所述的梁鋼板4在梁柱交接處的負(fù)彎矩區(qū)采用具有初張力的預(yù)應(yīng)力鋼板，利用預(yù)應(yīng)力鋼板對(duì)橫梁負(fù)彎矩處施加預(yù)應(yīng)力，抑制裂縫的開展，提高梁體的抗彎能力；所述的梁鋼板4通過粘結(jié)劑和螺栓8與原梁體7上表面連接，原柱體2通過柱鋼板1加固后的柱體尺寸由計(jì)算得出。

進(jìn)一步的，梁鋼板4上靠近柱鋼板1的負(fù)彎矩區(qū)上焊接有錨固鋼筋9，所述的錨固鋼筋9末端斜向上穿過柱鋼板1后插入原柱體2內(nèi)，所述的錨固鋼筋9在梁鋼板4的寬度方向上均勻?qū)ΨQ布置。

進(jìn)一步的，螺栓8穿過梁鋼板4后伸入原梁體7的混凝土內(nèi)，粘結(jié)劑通過擠壓注入法填滿梁鋼板4和原梁體7之間的空隙，通過螺栓8的錨固連接，將梁鋼板4預(yù)應(yīng)力鋼板鋼板上的預(yù)應(yīng)力有效傳遞到梁體內(nèi)部。

進(jìn)一步的，柱鋼板1與原柱體2之間通過栓釘5和拉結(jié)筋連接，栓釘5垂直連接于柱鋼板1上，拉結(jié)筋一端與栓釘5連接，一端伸入原柱體2內(nèi)，實(shí)現(xiàn)柱鋼板1與原柱體2之間的連接固定，填充料3將柱鋼板1與原柱體2之間的間隙填滿后，將栓釘5與拉結(jié)筋包裹，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)柱鋼板1與原柱體2之間的固定連接。

進(jìn)一步的，柱鋼板1周向均開孔穿過植筋6，植筋6內(nèi)側(cè)端伸入原柱體2內(nèi)，外側(cè)端通過螺母旋合與柱鋼板1外側(cè)面固定，通過植筋6將柱鋼板1與原柱體2錨固成整體，實(shí)現(xiàn)對(duì)原柱體2的進(jìn)一步加固。

進(jìn)一步的，填充料3選用微膨脹細(xì)石混凝土或灌漿料。

進(jìn)一步的，所述的梁鋼板4的寬度大于原梁體7的寬度與四倍螺栓8的直徑之和，將原梁體7兩側(cè)局部樓板作為梁體的翼緣，通過螺栓8連接梁鋼板4與該局部樓板將梁鋼板4上的預(yù)應(yīng)力傳遞到原梁體7和梁體翼緣上。

進(jìn)一步的，錨固鋼筋9與梁鋼板4的焊接部位長(zhǎng)度不小于五倍錨固鋼筋直徑，使得梁鋼板4與原柱體在梁柱交接處的錨固牢固、受力明確、傳力可靠。

進(jìn)一步的，如圖3所示，相鄰兩原柱體2之間的原梁體7上的梁鋼板4由兩塊預(yù)應(yīng)力鋼板焊接后拼接而成，拼接處形成焊縫10，使得梁鋼板4上的預(yù)應(yīng)力在整段梁體內(nèi)傳遞。

進(jìn)一步的，如圖4所示，相鄰兩原柱體2之間的原梁體7上的梁鋼板4由布置于梁體兩側(cè)負(fù)彎矩區(qū)的兩塊預(yù)應(yīng)力鋼板和布置于梁體中部的非預(yù)應(yīng)力鋼板間隔焊接而成，中部非預(yù)應(yīng)力鋼板與原梁體7錨固連接，兩側(cè)預(yù)應(yīng)力鋼板的長(zhǎng)度大于理論計(jì)算得到的梁體負(fù)彎矩區(qū)長(zhǎng)度范圍。

本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于上述的實(shí)施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明的意圖也包含這些改動(dòng)和變形在內(nèi)。