一種全預應力復合一體化加固鋼筋混凝土結構制造技術

本實用新型專利技術對混凝土梁、板、柱及節(jié)點的加固都是采用預應力和粘結復合一體化雙措施加固技術。解決了公知的鋼筋混凝土結構加固技術新老結構不能協(xié)同工作的根本問題。還能避免加固構件截面增大影響建筑物的使用和美觀。本實用新型專利技術預應力施加方法可控，復合粘結和機械粘結錨固技術可靠，施工可操作性好，不需特殊設備，采用的是常見材料和機具，施工較方便，成本較低。此外，采用本加固方法可對梁、柱、節(jié)點和板（懸挑板）等各類混凝土構件進行加固，適用范圍廣闊，具有喜人的應用市場前景。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及混凝土結構加固領域，特別涉及一種全預應カ復合一體化加固鋼筋混凝土結構。
技術介紹
鋼筋混凝土結構是工程結構中最為面廣量大的結構形式。在建筑工程、橋梁工程、港口碼頭、隧道工程等領域均大量采用。混凝土建筑物會因材料劣化，荷載增加、損傷累計、使用功能變化，設計施工存在初始缺陷等，需要對原結構進行加固改造或修復。因此，鋼筋混凝土結構加固改造技術成為結構加固改造領域研究的重點內(nèi)容。我國《混凝土結構加固設計規(guī)范》(GB50367-2006)，提出了多種加固方法供設計人員選用，如加大截面加固法、粘鋼加固法、粘貼纖維復合材料加固法、鋼絲繩網(wǎng)加固法、體外 預應カ加固法等。但是，現(xiàn)行規(guī)范中提出的這些加固方法，仍存在如下一些問題(I)加大截面加固法可靠性好，提高的承載力、剛度幅度大，但是施工周期長，現(xiàn)場濕作業(yè)多且施工比較復雜，増加了結構的自重，又増加了結構高度，占用凈空或影響使用。(2)粘鋼加固法能夠提高承載力，對剛度提高有限，且抗腐蝕能力差，不防火，不適用于混凝土強度很低的情況。且受原構件配筋量的限制，極限承載カ的提高幅度有限，カロ固構件的延性也會隨之降低。(3)粘纖維復合材料加固法具有材料自重小，施工方便的優(yōu)點。但是對剛度提高不明顯，不防火。也不適用于混凝土強度低的情況，易發(fā)生粘結破壞等脆性困難。由于應力應變滯后，材料強度利用率低。(4)鋼絞線網(wǎng)加固法是通過高強不銹鋼絞線網(wǎng)再以-滲透性聚合砂漿封閉進行加固。耐久性和耐火性較粘鋼板加固和粘貼纖維加固好些，但對剛度提高也不明顯，對承載カ的提高也還很有限，其機理也屬于加筋類加固方法。(5)體外預應カ加固法雖然該方法能明顯提高剛度、承載力，但施工比較復雜，成本高。還存在錨固較難，外露筋需做防腐防火耐久性處理等問題，若處理不當直接影響到加固效果和結構安全。常見的加固方法均能不同程度提高結構的承載カ和剛度等，但這些加固法均是單措施加固法。不能同時解決的共性問題是1.加固結構為二次組合結構，新老結構缺乏可靠連結形成整體，不能有效共同工作；2.加固結構為二次受カ結構，原結構在自重或荷載作用下已經(jīng)發(fā)生變形損傷等，后加結構材料需再次受カ變形才能發(fā)揮材料的強度性能。上述特性可說是目前所常用的加固方法固有弊端。
技術實現(xiàn)思路
本技術目的在于提供一種高效全預應カ復合一體化加固鋼筋混凝土結構及其方法。可以解決公知的現(xiàn)有加固混凝土的結構及方法存在的缺陷問題，能有效的較大幅度提高構件的承載力、剛度、開裂荷載和延性，對于已受損結構也能起修復加固作用。保證新老結構的共同工作。即使原結構配筋率較高，剛度較大，也可通過合理設計改善結構的性能或起到損傷修復作用。本技術采用如下機理由于原結構在荷載作用下已經(jīng)發(fā)生不同程度的初始應力應變。后加結構材料需要原結構再次變形才能發(fā)揮材料的強度。有時可能導致原結構已經(jīng)破壞，而后加結構材料還未充分發(fā)揮材料強度性能，應カ應變滯后效應明顯。此時，則需 采用預應カ加固方法，后加結構材料施加預應カ后錨固在原結構上。以使得后加結構材料隨即可以發(fā)揮強度作用，消除應カ應變滯后效應的影響，結構新老部分隨即可以共同受力。具體是對受壓部位的后加結構材料施加預壓應力，受拉部位后加結構材料施加預拉應力。這樣加固結構再次受力，后加結構材料與原結構同步變形就能同時起到作用。解決加固結構二次受カ的應カ應變滯后問題。可以充分發(fā)揮結構材料的強度。這對已開裂損壞或無法卸載的結構加固尤其重要，應カ應變滯后將嚴重影響加固效果，必須對后加結構材料施加預應力。原結構與后加結構材料需要通過結合面形成整體，傳遞剪カ實現(xiàn)共同工作。單純采用結構膠膠結無法保證新老結構完全可靠粘結形成整體。通過在新老結構的界面引入壓應カ和機械錨固與結構膠粘結等復合粘結一體化。解決單純采用結構膠粘結界面強度不足容易失效，新老結構不能復合形成整體共同工作的問題。與單純在受拉區(qū)增加加固材料相比，本方法的加固幅度更大。拉壓區(qū)同時加固或者兩面對稱加固，又能充分發(fā)揮全截面的性能。并且，受到原結構截面尺寸、配筋率的限制較小。加固構件全截面的加固性能得到較好的發(fā)揮加固后并仍具有較好的延性。在梁、柱構件的加固，環(huán)向鋼板箍留在構件上也成為構件受剪的組成部分，通過預張拉使得其既可以發(fā)揮對受壓區(qū)和受拉區(qū)結構材料的錨固作用，自身也能迅速發(fā)揮抗剪作用。梁柱節(jié)點上的環(huán)向預應カ既可發(fā)揮對縱向后加加固材料的錨固作用，又能起到抗剪作用，井能約束節(jié)點核心區(qū)混凝土增強其抗剪能力。具體構件加固方式多祥，但都是遵循了以上的基本原通。與傳統(tǒng)預應カ加固方法相比。傳統(tǒng)預應カ加固方法預應カ材料錨固時多種原因造成的預應カ損失十分明顯，故需采取措施減少預應カ損失。還存在局部受壓問題。但需要加固結構的混凝土強度通常都較低，這就造成局限。錨固區(qū)也需要盡量減少局部的壓力。本方法則不存在這個問題，可以用于混凝土強度等級較低的情況。此外，本技術加固結構對原結構外觀、尺寸、重量等方面的影響都比較小。因此本技術加固作用機理明確，施エ較為簡單，預應力施加方法可控性強，可操作性較好。并且不需特殊專門設備，采用常見市售工程材料和機具。實際應用范圍非常廣泛，能滿足工程實際的需求。該技術應用在梁中的基本方法是一種全預應カ復合一體化加固鋼筋混凝土結構，所述加固鋼筋混凝土結構梁結構包括待加固梁、受壓區(qū)鋼板、受拉區(qū)鋼板、鋼板箍、斜拉鋼筋和鋼筋，所述待加固梁配有縱筋，所述受壓區(qū)鋼板通過結構膠和固定件固定在待加固梁上方，所述受拉區(qū)鋼板通過結構膠和鋼板箍固定在待加固梁下方，所述鋼板箍為U型鋼板條，鋼板箍開ロ朝上將受拉區(qū)鋼板與待加固梁卡緊，鋼筋穿過受壓區(qū)鋼板和待加固梁兩側(cè)，鋼筋下端與鋼板箍上端之間為焊接連接，鋼筋上端有預緊螺母，所述待加固梁兩側(cè)開槽放置斜拉鋼筋，所述斜拉鋼筋下端有限位塊，斜拉鋼筋上端有預緊螺母，所述待加固梁兩側(cè)各斜置有兩根斜拉鋼筋。使用時將斜拉鋼筋放在梁測槽內(nèi)，套在梁底的鋼板擋塊處。梁底鋼板涂刷結構膠，在梁頂收緊螺母，即可將梁底鋼板，施加預拉應力。在梁頂鋼板自由狀態(tài)時將其墊起成折線形，涂刷結構膠。兩端部的四個鋼板箍先安裝在梁上并擰上螺母但不完全收緊。將墊塊拿掉，兩邊向中間依次安裝鋼板箍直至所有鋼板箍安裝完成。梁頂鋼板逐漸壓平，此時鋼板箍與梁頂鋼板孔之間已無間隙，將鋼板箍上所有螺母收紫，通過強制受壓使得梁頂鋼板施加了預壓應力。擰緊螺母也可對鋼板箍施加了預拉力。同時，后加結構材料在界面的膠黏劑粘結作用，以及鋼板箍的拉結錨固等措施，起到將新老結構有效連接、共同工作并承受荷載，復合形成整體的效果。原梁在自重作用下形成了梁頂為受壓區(qū)，梁底為受拉區(qū)。如此按照上面的方法施加預應カ并且錨固，后加結構材料與原結構的應カ應變程度基本符合。再次承受荷載時，解決了兩者共同承擔荷載并且共同進入到破壞狀態(tài)，不會發(fā)生新老結構的分離破壞的問題。因此，起到了克服前述所說的傳統(tǒng)加固結構弊端的作用。該技術應用在柱中的基本方法是本技術所述ー種全預應カ復合一體化加固鋼筋混凝土結構，所述加固鋼筋混凝土結構柱結構包括待加固柱、千斤頂、焊接臨時牛腿和至少2組加固組件，所述待加固柱在基礎頂面與梁之間，所述千斤頂?shù)撞繅涸诖庸讨隙耍Ы镯斏喜宽斪×旱祝Ы镯數(shù)撞坑泻附优Ｄ_，所述焊接牛腳焊接在待加固柱上部內(nèi)，所述加固組本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種全預應力復合一體化加固鋼筋混凝土結構，所述加固鋼筋混凝土結構梁結構包括待加固梁、受壓區(qū)鋼板、受拉區(qū)鋼板、鋼板箍、斜拉鋼筋和螺桿，所述待加固梁配有縱筋，其特征在于：所述受壓區(qū)鋼板通過結構膠和固定件固定在待加固梁上方，所述受拉區(qū)鋼板通過結構膠和鋼板箍固定在待加固梁下方，所述鋼板箍為U型鋼板條，鋼板箍開口朝上將受拉區(qū)鋼板與待加固梁卡緊，螺桿穿過受壓區(qū)鋼板和待加固梁兩側(cè)，螺桿下端與鋼板箍上端之間為焊接連接，螺桿上端有預緊螺母，所述待加固梁兩側(cè)開槽放置斜拉鋼筋，所述斜拉鋼筋下端有限位塊，斜拉鋼筋上端有預緊螺母。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：顧瑞南，楊蘇杭，王毅，
申請(專利權)人：南京盛圓土木工程高科技有限公司，江蘇省建筑科學研究院有限公司，
類型：實用新型
國別省市：