采用先張法有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁及加固方法技術

采用先張法有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁及加固方法，解決已建建筑中原結構梁鋼筋因二次受力出現的超載問題，加強加固構件和原結構梁的協同工作能力，提升原結構梁的承載能力，提升原結構梁的加固效果，該梁包括加固角鋼1、植入鋼筋2、連接角鋼Ⅱ3、鎖緊螺母4、鋼片5、U型箍筋6、鎖緊螺母7和鋼墊板8；加固角鋼1為兩個，分別粘貼在梁9的兩個底角；連接角鋼3為四個，用以將加固角鋼1和梁9兩側的柱10連接起來；加固角鋼1和連接角鋼3采用焊接的方式進行連接；鋼片5和連接角鋼3采用焊接的方式進行連接；連接角鋼3和柱10通過植入鋼筋2和鎖緊螺母4進行連接；U型箍筋6向上穿過樓板11，利用鎖緊螺母7將U型箍筋6的兩端固定在鋼墊板8上；鋼墊板8位于樓板11上方。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于已建建筑加固
，用于已建鋼筋混凝土建筑中梁的加固工程。
技術介紹
現今，在新建房屋不斷增加的同時,對新、老建筑的維護、修復和加固也越來越得到重視。這不僅可節約大量資金,也符合新世紀土木工程建設可持續發展的戰略目標。另外，在大量的鋼筋混凝土結構工程中，由于設計失誤、施工質量和房屋的使用功能改變等原因，造成鋼筋混凝土結構框架中梁的強度和剛度不足，影響結構的正常使用。如何有效地補強和加固鋼筋混凝土構件,保證其能夠安全使用,已是國內外土木工程專家近年來廣泛研究的課題。我國在鋼筋混凝土構件的加固和補強方面已做了大量的研究和實踐工作，取得了豐富的經驗。目前，常用的加固方法主要有增大截面加固法、外包鋼法、粘鋼加固法和碳纖維加固法等。針對鋼筋混凝土梁的加固，現今以粘鋼加固法和碳纖維加固法更為常用，這些方法雖然有效，但由于加固時，某些梁構件內的受力鋼筋可能已經達到了較高的應力狀態，甚至已經超過了鋼筋的屈服強度，原梁內鋼筋應力和變形過大，二次受力時加固鋼板和碳纖維與梁內原鋼筋出現不能同步受力的情況，從而導致梁的變形和裂縫更大而失去了加固的意義。隨著工程技術的不斷發展，現如今又出現了體外預應力加固方法和預應力鋼與混凝土組合結構加固梁的方法，這些方法雖然可以克服以上兩種方法存在的不足，但又存在下列問題：①加固鋼與原結構協同工作能力差；②加固構件尺寸過大需要較大空間，從而降低了建筑空間的高度，且裝修不便。因此，亟需一種可以加強加固構件與原梁同步工作能力，并能解決原梁鋼筋二次受力出現超載問題的加固方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是解決已建建筑中原結構梁鋼筋因二次受力出現的超載問題，加強加固構件和原結構梁的協同工作能力，提升原結構梁的承載能力，提升原結構梁的加固效果。本專利技術是采用先張法有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁及加固方法，采用先張法有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁，由加固角鋼1、植入鋼筋2、連接角鋼3、第一鎖緊螺母4、鋼片5、U型箍筋6、第二鎖緊螺母7和鋼墊板8構成，所述加固角鋼1為兩個，分別粘貼在梁9的兩個底角；所述連接角鋼3為四個，用以將加固角鋼1的兩端分別和梁9兩側的柱子10連接起來，加固角鋼1和連接角鋼3連接；所述鋼片5和連接角鋼3連接；所述植入鋼筋2用來將連接角鋼3和柱子10進行連接，植入鋼筋2的數量由連接角鋼3的面積確定；所述第一鎖緊螺母4用來將植入鋼筋2進行鎖緊固定；所述U型箍筋6緊貼梁9的兩個底角并向上穿過樓板11，由第二鎖緊螺母7固定在鋼墊板8上；所述鋼墊板8預先置于樓板11上。采用有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁的加固方法，其步驟為：（1）對原鋼筋混凝土梁進行補強計算，得出所需補強剛的截面積，根據計算結果選擇截面積合適的角鋼作為加固角鋼1，加固角鋼1比原梁鋼筋高一個強度等級；（2）連接角鋼3需要預先經過冷彎及切割處理，其強度等級大于加固角鋼1的強度等級，其長度根據梁9和柱子10的尺寸確定，保證連接角鋼3不超出梁9或柱子10的邊界；（3）為增大連接角鋼3與柱子10的接觸面積，增強連接效果，在連接角鋼3切開處，焊接一個鋼片5，鋼片5的尺寸、厚度和強度應與連接角鋼3一致；（4）植入鋼筋2的植入長度l根據與原梁混凝土等強的混凝土試塊試驗及確定，l為植入鋼筋2的長度，d為植入鋼筋2的直徑，fy為植入鋼筋2的強度設計值，As為植入鋼筋2的截面積，ft為植入處混凝土抗拉強度設計值，安全度提高系數1.2；植入鋼筋2比原梁鋼筋高一個強度等級，每一處植入鋼筋2的數量為6-8個，并預先在每根植入鋼筋2的露出端加工長約50mm的螺紋；（5）預先在U型箍筋6的兩端加工長約50mm的螺紋，U型箍筋6需比原梁箍筋高一個強度等級；（6）將兩個加固角鋼1安置在梁9的兩個底角；（7）U型箍筋5等間距布置，向上穿過樓板11，并用第二鎖緊螺母7將其固定在鋼墊板8上；U型箍筋6能夠對加固角鋼1起到臨時固定作用；（8）在柱子10相應位置進行鉆孔，放置并錨固植入鋼筋2，植入鋼筋2穿過連接角鋼3，并用第一鎖緊螺母4將其固定在連接角鋼3上，采用焊接的方式將加固角鋼1和連接角鋼3進行連接；（9）利用第一鎖緊螺母4對加固角鋼1進行張拉，并張拉至其控制應力停止；利用第二鎖緊螺母7對U型箍筋6進行張拉，并張拉至其控制應力停止；（10）張拉結束后，在加固角鋼1和梁9的縫隙中涂入高強度建筑膠，對二者進行粘結；待建筑膠達到其強度值后，放松第一鎖緊螺母4，對加固角鋼1進行卸荷；（11）在樓板11上涂抹保護層12。本專利技術的有益效果是：1、植入鋼筋2施加給加固角鋼1的預應力、加固角鋼1和梁9之間的粘結力以及U型箍筋6施加給加固角鋼1的預壓應力，為加固角鋼1和梁9的緊密結合提供了三重保障；2、對第一鎖緊螺母4先擰緊再放松，可以防止對梁9產生的預應力一直由柱子10承擔，減少柱子10所受荷載；3、由植入鋼筋2施加給加固角鋼1的預應力，既可以對原結構梁的鋼筋起到卸荷作用，又可以與原有鋼筋一起承擔上部結構傳遞的荷載，提高原結構梁鋼筋和加固角鋼1的協同工作能力；當梁承受較大荷載時，實現了原梁鋼筋和加固角鋼1的同步工作，防止原梁鋼筋先于加固角鋼1達到極限破壞狀態，從而解決了原梁鋼筋因二次受力可能出現的超載問題；4、U型箍筋6穿過樓板11，固定在鋼墊板8上，可對梁9的斜截面全高進行加固，既增加了梁9的抗剪能力，又可恢復梁9產生的變形裂縫；5、U型箍筋6穿過樓板11，并用第二鎖緊螺母7固定在樓板11上，施工更加方便，也便于施工后對其進行裝飾覆蓋，減少對使用環境的影響。附圖說明圖1為混凝土梁與柱加固連接示意圖，圖2為混凝土梁與柱加固連接1-1剖面示意圖，圖3為U型箍筋6加固混凝土梁示意圖，圖4為U型箍筋6加固混凝土梁2-2剖面示意圖。具體實施方式本專利技術是采用先張法有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁及加固方法，采用先張法有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁，由加固角鋼1、植入鋼筋2、連接角鋼3、第一鎖緊螺母4、鋼片5、U型箍筋6、第二鎖緊螺母7和鋼墊板8構成，所述加固角鋼1為兩個，分別粘貼在梁9的兩個底角；所述連接角鋼3為四個，用以將加固角鋼1的兩端分別和梁9兩側的柱子10連接起來，加固角鋼1和連接角鋼3采用焊接的方式進行連接；所述鋼片5和連接角鋼3采用焊接的方式進行連接；所述植入鋼筋2用來將連接角鋼3和柱子10進行連接，植入鋼筋2的數量由連接角鋼3的面積確定；所述第一鎖緊螺母4用來將植入鋼筋2進行鎖緊固定；所述U型箍筋6緊貼梁9的兩個底角并向上穿過樓板11，由第二鎖緊螺母7固定在鋼墊板8上；所述鋼墊板8預先置于樓板11上。采用有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁的加固方法，其步驟為：（1）對原鋼筋混凝土梁進行補強計算，得出所需補強剛的截面積，根據計算結果選擇截面積合適的角鋼作為加固角鋼1，加固角鋼1比原梁鋼筋高一個強度等級；（2）連接角鋼3需要預先經過冷彎及切割處理，其強度等級大于加固角鋼1的強度等級，其長度根據梁9和柱子10的尺寸確定，保證連接角鋼3不超出梁9或柱子10的邊界；（3）為增大連接角鋼3與柱子10的接觸面積，增強連接效果，在連接角鋼3切開處，焊接一個鋼片5，鋼片5的尺寸、厚度和強度應與連接角鋼3一致；（4）植入鋼筋2的植入長度l根據與原梁混凝土等強的混凝土試塊試驗及確定，l為植入鋼筋本文檔來自技高網...

【技術保護點】
采用先張法有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁，由加固角鋼（1）、植入鋼筋（2）、連接角鋼（3）、第一鎖緊螺母（4）、鋼片（5）、U型箍筋（6）、第二鎖緊螺母（7）和鋼墊板（8）構成，其特征在于：所述加固角鋼（1）為兩個，分別粘貼在梁（9）的兩個底角；所述連接角鋼（3）為四個，用以將加固角鋼（1）的兩端分別和梁（9）兩側的柱子（10）連接起來，加固角鋼（1）和連接角鋼（3）連接；所述鋼片（5）和連接角鋼（3）連接；所述植入鋼筋（2）用來將連接角鋼（3）和柱子（10）進行連接，植入鋼筋（2）的數量由連接角鋼（3）的面積確定；所述第一鎖緊螺母（4）用來將植入鋼筋（2）進行鎖緊固定；所述U型箍筋（6）緊貼梁（9）的兩個底角并向上穿過樓板（11），由第二鎖緊螺母（7）固定在鋼墊板（8）上；所述鋼墊板（8）預先置于樓板（11）上。

【技術特征摘要】
1.采用先張法有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁，由加固角鋼（1）、植入鋼筋（2）、連接角鋼（3）、第一鎖緊螺母（4）、鋼片（5）、U型箍筋（6）、第二鎖緊螺母（7）和鋼墊板（8）構成，其特征在于：所述加固角鋼（1）為兩個，分別粘貼在梁（9）的兩個底角；所述連接角鋼（3）為四個，用以將加固角鋼（1）的兩端分別和梁（9）兩側的柱子（10）連接起來，加固角鋼（1）和連接角鋼（3）連接；所述鋼片（5）和連接角鋼（3）連接；所述植入鋼筋（2）用來將連接角鋼（3）和柱子（10）進行連接，植入鋼筋（2）的數量由連接角鋼（3）的面積確定；所述第一鎖緊螺母（4）用來將植入鋼筋（2）進行鎖緊固定；所述U型箍筋（6）緊貼梁（9）的兩個底角并向上穿過樓板（11），由第二鎖緊螺母（7）固定在鋼墊板（8）上；所述鋼墊板（8）預先置于樓板（11）上。2.采用有黏結預應力加固鋼筋混凝土梁的加固方法，其特征在于，其步驟為：（1）對原鋼筋混凝土梁進行補強計算，得出所需補強剛的截面積，根據計算結果選擇截面積合適的角鋼作為加固角鋼（1），加固角鋼（1）比原梁鋼筋高一個強度等級；（2）連接角鋼（3）需要預先經過冷彎及切割處理，其強度等級大于加固角鋼（1）的強度等級，其長度根據梁（9）和柱子（10）的尺寸確定，保證連接角鋼（3）不超出梁（9）或柱子（10）的邊界；（3）為增大連接角鋼（3）與柱子（10）的接觸面積，增強連接效果，在連接角鋼（3）切開處，焊接一個鋼片（5），鋼片（5）的尺寸、厚度和強度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱彥鵬，李京榜，王秀麗，馬孝瑞，葉帥華，楊曉宇，
申請(專利權)人：蘭州理工大學，
類型：發明
國別省市：甘肅;62