專利名稱：一種加固混凝土框架的組合構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是土木工程所涉及的混凝土結(jié)構(gòu)加固工程的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用 外包鋼管加固混凝土框架的組合構(gòu)件。
背景技術(shù)：
利用鋼板加固既有混凝土結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)方法有外粘型鋼加固法和粘貼鋼板加固法。外 粘型鋼加固法系在待加固混凝土構(gòu)件的四隅沿縱向粘貼型鋼，橫向在型鋼外側(cè)焊接綴板或 滴板，并于焊好后在綴板或箍板與混凝土構(gòu)件間灌注膠粘劑。粘貼鋼板加固法系在待加固 混凝土表面粘貼鋼板后，在鋼板外側(cè)另設(shè)置橫向鋼箍板或鋼板壓條錨固。其特點(diǎn)是，縱向 型鋼或鋼板需要通過外層橫向鋼板約束錨固后共同受力，加固鋼板占據(jù)了兩層的厚度，加 固層厚度較大；施工工序多，工藝較復(fù)雜。
鋼管混凝土是在矩形或圓形鋼管內(nèi)灌注混凝土而形成的一種組合構(gòu)件，具有截面強(qiáng) 度高、剛度大、延性好、施工方便等特點(diǎn)，在抗震高層建筑和橋梁工程中廣泛應(yīng)用。在結(jié) 構(gòu)加固領(lǐng)域，傳統(tǒng)的加固方法形成的外粘型鋼或鋼板的構(gòu)件，其強(qiáng)度和抗震性能均遠(yuǎn)不如 鋼管混凝土構(gòu)件。
鋼管混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)一般為鋼管柱與鋼梁、鋼管柱與鋼筋混凝土梁、鋼管柱與 型鋼混凝土梁連接，通常需在柱鋼管壁上留孔以使梁縱向鋼筋穿過，及在與鋼梁對(duì)應(yīng)位置 焊接牛腿以與鋼梁連接。對(duì)既有鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)區(qū)柱與梁通過分別外包鋼管形成鋼管 混凝土組合截面梁柱連接節(jié)點(diǎn)，其構(gòu)造方法將與上述鋼管混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)不同。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用外包鋼管加固既有混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼管 混凝土組合截面節(jié)點(diǎn)，以取得加固層所占厚度小，節(jié)點(diǎn)延性好，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度高于構(gòu)件強(qiáng)度， 施工方便的效果。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是--種加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其特 征在于該組合構(gòu)件包括柱外包鋼板、與柱外包鋼板垂直連接并形成夾角的兩個(gè)梁外包鋼 板，該梁外包鋼板與柱外包鋼板連接部分貫通。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式之一，所述梁外包鋼板外側(cè)固定有沿梁外包鋼板縱長(zhǎng)方向 的翼板鋼板。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式之一，所述梁外包鋼板外側(cè)焊接有若千栓釘。 作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式之一，所述柱外包鋼板橫截面為半圓形。
3作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式之一，所述柱外包鋼板包括兩個(gè)互相垂直的側(cè)面。 作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式之一，所述梁外包鋼板橫截面呈"["型，所述兩個(gè)梁外 包鋼板分別固定于柱外包鋼板的兩個(gè)互相垂直的側(cè)面上。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式之一，所述加固混凝土框架的組合構(gòu)件進(jìn)一步包括加強(qiáng)肋
鋼板，該加強(qiáng)肋鋼板分別垂直于梁外包鋼板與柱外包鋼板。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式之一，位于梁外包鋼板外側(cè)的翼板鋼板包括上板和與上板
平行的下板。
本實(shí)用新型提供一種利用外包鋼管加固混凝土框架的組合構(gòu)件，將鋼管混凝土組合 構(gòu)件應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域，形成的組合截面節(jié)點(diǎn)具有鋼管混凝土構(gòu)件的特點(diǎn)，其強(qiáng)度、剛 度和延性顯著優(yōu)于原混凝土框架節(jié)點(diǎn)，也優(yōu)于外粘型鋼加固法或粘貼鋼板加固法形成的加 固節(jié)點(diǎn)，該組合結(jié)構(gòu)具有加固層所占厚度小，節(jié)點(diǎn)延性好，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度高于構(gòu)件強(qiáng)度，施工 方便的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型鋼管混凝土框架的橫截面示意圖； 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的組合構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的四個(gè)組合構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的使用狀態(tài)示意圖。 主要元件符號(hào)說明
鋼筋混凝土柱
鋼筋混凝土梁
柱外包鋼板
梁外包鋼板 樓面板混凝土
1
2
3
4 9
加強(qiáng)肋鋼板 翼板鋼板 栓釘 灌漿料
5
6
7
8
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的內(nèi)容、優(yōu)點(diǎn)和目的將在下面實(shí)施例的說明中予以闡述。 如圖l所示， 一種混凝土框架，其包括外包鋼管、所包圍的被加固梁及柱、兩者間的
灌漿料及柱梁連接加勁肋鋼板、梁外包鋼板外側(cè)連接翼板鋼板和栓釘共同組成。
所述混凝土框架包括利用外包鋼管加固混凝土框架的組合構(gòu)件，該組合構(gòu)件包括外包
鋼管，外包鋼管為矩形鋼管或圓鋼管，通過鋼板圍合封閉形成，鋼板外無須再設(shè)箍板或壓條；
所包圍的被加固構(gòu)件是既有鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)區(qū)梁、柱，鑿去面層后，內(nèi)部無明顯 缺陷，其強(qiáng)度、配筋可不受限制；
兩者間的灌漿料可采用灌注型結(jié)構(gòu)膠、自密實(shí)混凝土或其他強(qiáng)度高、適合于灌注的 灌漿料。
優(yōu)選地，柱梁連接加勁肋鋼板設(shè)置于節(jié)點(diǎn)區(qū)梁柱交界面，并分別與梁頂面(底面) 鋼板及柱外包鋼板側(cè)壁垂直。
優(yōu)選地，梁外包鋼板外側(cè)與樓面板對(duì)應(yīng)處設(shè)置連接翼板鋼板和栓釘，用于樓面梁與 樓面鋼筋混凝土現(xiàn)澆板間的連接。
具體的如圖2至圖3所示，該組合構(gòu)件包括柱外包鋼板3、與柱外包鋼板3垂直連接 的兩個(gè)梁外包鋼板4，兩個(gè)梁外包鋼板4形成夾角，該梁外包鋼板4與柱外包鋼板3連接 部分貫通。
所述梁外包鋼板4外側(cè)固定有沿梁外包鋼板縱長(zhǎng)方向的翼板鋼板6。位于梁外包鋼板 外側(cè)的翼板鋼板包括上板和與上板平行的下板。 所述梁外包鋼板4外側(cè)焊接有若干栓釘7。
所述柱外包鋼板3橫截面為半圓形或所述柱外包鋼板3為兩個(gè)互相垂直的側(cè)面圍成。 所述梁外包鋼板橫截面呈"["型，所述兩個(gè)梁外包鋼板4分別固定于柱外包鋼板3 的兩個(gè)互相垂直的側(cè)面上。
所述加固混凝土框架的組合構(gòu)件進(jìn)一步包括加強(qiáng)肋鋼板5,該加強(qiáng)肋鋼板5分別垂直 于梁外包鋼板4與柱外包鋼板3。
如圖1所示，使用時(shí)，首先將待加固的鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)四角一定寬度內(nèi)樓面板 混凝土9鑿除，樓板鋼筋從梁邊切斷或剝離；
將節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋混凝土柱l、鋼筋混凝土梁2面層鑿去，棱角打磨成圓角，表面鑿毛， 清水沖凈；
將柱外包鋼板3、梁外包鋼板4、柱梁交界面加勁肋鋼板5、梁外包鋼板4外側(cè)翼板 鋼板6、栓釘7在工廠拼焊組成部件甲，見圖2;同樣方法得到部件乙、丙、丁，見圖3;
將部件甲、乙、丙、丁從節(jié)點(diǎn)區(qū)四角分別圍合于梁、柱四周，在梁和柱外圍形成封 閉的鋼管，見圖4; '
將構(gòu)件端部鋼管與被加固混凝土梁間孔隙封閉，鋼板上留出灌漿口，從灌漿口灌注 灌漿料8。將四角樓板鋼筋與翼板6'焊接連接后，補(bǔ)充澆筑鑿去的樓板混凝土。 本實(shí)用新型的有益效果如下
將鋼管混凝土組合構(gòu)件應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域，形成的組合截面節(jié)點(diǎn)具有鋼管混凝土 構(gòu)件的特點(diǎn)，其強(qiáng)度、剛度和延性顯著優(yōu)于原混凝土框架節(jié)點(diǎn)，也優(yōu)于外粘型鋼加固法或 粘貼鋼板加固法形成的加固節(jié)點(diǎn)；
外包鋼管形成的封閉組合截面節(jié)點(diǎn)區(qū)抗剪能力強(qiáng)、延性好，與非節(jié)點(diǎn)區(qū)局部粘貼鋼 板加固方法相結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件要求，特別適合于抗震框架節(jié)點(diǎn)；
利用外包鋼管代徑了縱向粘貼型鋼以及縱向鋼板外的橫向箍板，鋼板由兩層變成了 一層，節(jié)點(diǎn)區(qū)加固層所占厚度較傳統(tǒng)方法減小；
外包鋼管強(qiáng)度、剛度和延性顯著優(yōu)于型鋼或鋼板格構(gòu)構(gòu)件，鋼管壁厚可小于型鋼板 厚，有利充分發(fā)揮鋼材強(qiáng)度，從而提高性能價(jià)格比；
高強(qiáng)度的灌漿料可充填既有鋼筋混凝土局部缺陷并彌補(bǔ)其強(qiáng)度的不足，外圍鋼管可 完全替代原有受力鋼筋，因此被加固的混凝土框架強(qiáng)度較低、配筋較小時(shí)也可應(yīng)用。例如， 當(dāng)被加固的混凝土框架混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于抗震要求的最低材料等級(jí)C20時(shí)，通過選擇 適當(dāng)?shù)墓酀{料和外包鋼管形成的組合截面節(jié)點(diǎn)，其性能可完全滿足抗震要求。這為現(xiàn)存大 量不滿足節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和構(gòu)造要求的框架結(jié)構(gòu)的改造提供了一種高效、合理的選擇。
外包鋼管和灌注灌漿料工藝成熟，與外粘型鋼加固法或粘貼鋼板加固法相比施工工 序減少，施工方便。
上述對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí)用新型。 熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改,并把在此說明的一般 原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本實(shí)用新型不限于這里的實(shí)施 例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示，對(duì)于本實(shí)用新型做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其特征在于該組合構(gòu)件包括柱外包鋼板(3)、與柱外包鋼板(3)垂直連接并形成夾角的兩個(gè)梁外包鋼板(4)，該梁外包鋼板(4)與柱外包鋼板(3)連接部分貫通。
2、 如權(quán)利要求所述的加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其特征在于所述梁外包鋼板(4) 外側(cè)固定有沿梁外包鋼板(4)縱長(zhǎng)方向的翼板鋼板(6)。
3、 如權(quán)利要求1所述的加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其特征在于所述梁外包鋼板(4) 外側(cè)焊接有若干栓釘(7)。
4、 如權(quán)利要求l所述的加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其特征在于所述柱外包鋼板(3) 橫截面為半圓形。
5、 如權(quán)利要求1所述的加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其特征在于所述柱外包鋼板(3)包括兩個(gè)互相垂直的側(cè)面。
6、 如權(quán)利要求5所述的加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其特征在于所述梁外包鋼板(4) 橫截面呈"["型，所述兩個(gè)梁外包鋼板(4)分別固定于柱外包鋼板(3)的兩個(gè)互相 垂直的側(cè)面上。
7、 如權(quán)利要求1所述的加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其特征在于所述加固混凝土框架的組合構(gòu)件進(jìn)一步包括加強(qiáng)肋鋼板(5)，該加強(qiáng)肋鋼板(5)分別垂直于梁外包鋼板(4) 與柱外包鋼板(3)。
8、 如權(quán)利要求2所述的加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其特征在于位于梁外包鋼板(4) 外側(cè)的翼板鋼板(6)包括上板和與上板平行的下板。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種利用外包鋼管加固混凝土框架的組合構(gòu)件，其包括外包鋼管、所包圍的被加固混凝上梁和柱、鋼管與混凝土梁柱間的灌漿料、梁外包鋼板與柱外包鋼板間的加勁肋鋼板、梁外包鋼板外側(cè)連接翼板鋼板和栓釘。該組合結(jié)構(gòu)具有加固層所占厚度小，節(jié)點(diǎn)延性好，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度高于構(gòu)件強(qiáng)度，施工方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E04B1/30GK201372486SQ200820158358
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者任東輝, 劉立人, 李檢保, 胡曉靜 申請(qǐng)人:上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院