CN107587724A - 一种设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构，由内至外依次包括：喷涂在待加固混凝土柱侧面的高性能水泥砂浆粘结层、固定在待加固混凝土柱侧面且紧贴高性能水泥砂浆粘结层外侧的两块预制开密孔L形钢板、喷涂在预制开密孔L形钢板外侧的高性能水泥砂浆保护层，所述两块预制开密孔L形钢板的连接处通过搭接角钢和高强螺栓固定在所述待加固混凝土柱上。本发明还公开了一种设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构的施工方法。本发明不仅能增强内外高性能水泥砂浆的粘结能力，还显著提高加固结构的抗腐蚀性能和耐火性能。此外预制开密孔L形钢板对内部的高性能水泥砂浆粘结层和混凝土梁有很好的约束作用，显著提升待加固混凝土柱的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑加固结构及其施工方法，具体涉及一种高性能水泥砂浆-预制开密孔L型钢板的混凝土柱加固结构及其施工方法。
背景技术
由于混凝土结构的老化、结构的不合理利用或者建筑使用功能的改变等原因，经常导致结构中的部分混凝土柱的受力和变形性能不能满足要求，因此混凝土柱的加固技术得到越来越广泛的应用。
现有的混凝土柱加固方法有：增大截面加固法、置换混凝土加固法、外加预应力加固法、外包型钢加固法、外粘钢板加固法、粘贴纤维复合材料加固法等。其中，增大截面加固法影响房间净空，置换混凝土加固法和外加预应力加固法施工复杂，外包型钢加固法和粘贴纤维复合材料加固法需焊接或者使用结构胶，且耐火性能较差。
外粘钢板加固法具有一些突出优点：施工周期短，现场作业量少，不改变外形和使用空间。
但是，普通的外粘钢板加固法需要使用结构胶，结构胶的耐久性较差，粘胶水平和施工工艺决定了加固效果的好坏。因此其对环境要求十分严格，限定环境温度应不高于60℃，相对湿度应不高于70%，若没有特殊的防腐措施，在高温高湿环境中不宜使用。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有混凝土柱加固技术中存在的不足，提供一种高性能水泥砂浆-预制开密孔L型钢板的混凝土柱加固结构及其施工方法。一方面预制开密孔L型钢板施工方便，可以实现工业化生产；另一方面在预制开密孔L型钢板内外喷射高性能水泥砂浆，增强了钢板和待加固混凝土柱之间的粘结，同时对预制开密孔L型钢板进行了保护作用，提高其防火、防腐性能。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构，由内至外依次包括：喷涂在待加固混凝土柱侧面的一层高性能水泥砂浆粘结层、固定在待加固混凝土柱侧面且紧贴所述高性能水泥砂浆粘结层外侧的两块预制开密孔L形钢板、喷涂在所述预制开密孔L形钢板外侧的高性能水泥砂浆保护层，所述两块预制开密孔L形钢板的连接处通过搭接角钢和高强螺栓固定在所述待加固混凝土柱上。
进一步地，所述的预制开密孔L形钢板上的密孔平行排布且满布于钢板，所述预制开密孔L形钢板的单个密孔形状为圆形、长圆形、方形、椭圆形，多边形或矩形。
进一步地，所述单个开孔形状为矩形孔时，所述矩形孔的长宽比为2: 1—3: 1，矩形孔长边方向平行于所述待加固混凝土柱的纵向方向。
进一步地，所述预制开密孔L形钢板的侧面预先开设若干螺栓孔，所述螺栓孔在预制开密孔L形钢板衔接两端沿待加固混凝土柱纵向方向等间距均匀单排布置。
进一步地，所述螺栓孔间距按照钢结构设计规范取3d0~8d0，d0为螺栓孔孔径，所述螺栓孔孔径和数量根据待加固梁的受力情况通过计算确定。
进一步地，所述预制开密孔L形钢板开设有螺栓孔的位置，周围两倍螺栓孔直径范围内不开设密孔。
进一步地，所述的预制开密孔L形钢板厚度为3~5mm；所述高性能水泥砂浆保护层的厚度为10~15mm；所述高性能水泥砂浆粘结层的厚度为10~20mm。
一种如所述混凝土柱加固结构的施工方法，包括步骤：
1）凿毛处理，凿去待加固混凝土柱外表面的装饰层和碳化严重的混凝土，并将待加固混凝土柱外表面的混凝土凿毛、湿润；
2）喷涂高性能水泥砂浆粘结层，将高性能水泥砂浆分层多次均匀喷涂在待加固混凝土柱外表面，喷涂2~3次，并将粘结层厚度控制在设计厚度；
3）安装预制开密孔L形钢板，将预制开密孔L形钢板4套在待加固柱外表面，并轻敲砸预制开密孔L形钢板，使其紧贴于高性能水泥砂浆粘结层；
4）安装紧固螺栓，在预制开密孔L形钢板上预留的螺栓孔位置，植入紧固高强螺栓，拧紧加固；
5）喷涂高性能水泥砂浆保护层，在预制开密孔L形钢板外表面喷涂高性能水泥砂浆至保护层设计厚度。
进一步地，喷涂高性能水泥砂浆保护层时，先在预制开密孔L形钢板开密孔位置及附近喷涂高性能水泥砂浆，而后进行整体喷涂2~3次至保护层设计厚度。
进一步地，所述高性能水泥砂浆保护层在所述高性能水泥砂浆粘结层初凝前进行喷涂，使两者稳固粘结。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明能使高性能水泥砂浆保护层与粘结层通过所述预制开密孔L型钢板的预制密孔紧密粘结，不仅能增强内外高性能水泥砂浆的粘结能力，还能显著提高加固结构的抗腐蚀性能和耐火性能。
2、本发明的预制开密孔L型钢板对内部的高性能水泥砂浆粘结层和混凝土柱有很好的约束作用，能使高性能水泥砂浆粘结层充分发挥其优秀的抗拉和变形能力。由于以上组合作用，高性能水泥砂浆粘结层和保护层、预制开密孔L型钢板以及待加固混凝土柱四者能形成整体，共同受力和变形，显著地提升了待加固混凝土柱的力学性能。
3、开密孔L型钢板工厂预制生产，现场不需要焊接，不需支模，施工程序简单，能够有效地加快施工速度和降低人工成本。
附图说明
图1是本发明实施例的立体剖面图。
图2是本发明实施例的纵向剖面图。
图3是本发明实施例的横向剖面图。
图中所示为：1-高性能水泥砂浆保护层；2-高强螺栓；3-搭接角钢；4-预制开密孔L型钢板；5-高性能水泥砂浆粘结层；6-待加固的混凝土柱。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例1
如图1、2、3所示，一种设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构，由内至外依次包括：喷涂在待加固混凝土柱6侧面的一层高性能水泥砂浆粘结层5、固定在待加固混凝土柱侧面且紧贴所述高性能水泥砂浆粘结层5外侧的两块预制开密孔L形钢板4、喷涂在所述预制开密孔L形钢板4外侧的高性能水泥砂浆保护层1，所述两块预制开密孔L形钢板4的连接处通过搭接角钢3和高强螺栓2固定在所述待加固混凝土柱6上。
所述的预制开密孔L形钢板4上的密孔平行排布且满布于钢板，所述预制开密孔L形钢板4的单个密孔形状为圆形、长圆形、方形、椭圆形，多边形或矩形。本实施例单个密孔形状为圆形，圆形孔洞尺寸为5 cm ，圆形开孔间的距离为2 cm 。
若所述单个开孔形状为矩形孔时，所述矩形孔的长宽比为2: 1—3: 1，矩形孔长边方向平行于所述待加固混凝土柱6的纵向方向。
所述预制开密孔L形钢板4的侧面预先开设若干螺栓孔，所述螺栓孔在预制开密孔L形钢板4衔接两端沿待加固混凝土柱6纵向方向等间距均匀单排布置。
所述螺栓孔间距按照钢结构设计规范取3d0~8d0，d0为螺栓孔孔径，所述螺栓孔孔径和数量根据待加固梁的受力情况通过计算确定。
所述预制开密孔L形钢板4开设有螺栓孔的位置，周围两倍螺栓孔直径范围内不开设密孔。
所述的预制开密孔L形钢板4厚度为4mm，钢材牌号Q235，实测屈服强度269.8 MPa，抗拉强度407.7 Mpa；所述高性能水泥砂浆保护层的厚度为10mm；所述高性能水泥砂浆粘结层的厚度为10mm。
所述连接搭接角钢3和预制开密孔L型钢板4的高强螺栓2，可以是摩擦型或承压型高强螺栓，强度等级为8.8级或10.9级。在本实施例中，搭接角钢3的尺寸为50 mm × 50mm，搭接角钢3两侧居中开设一列螺栓孔，螺栓孔直径φ12 mm，螺栓采用摩擦型高强度螺栓，螺栓等级8.8级。
实施例二
一种如所述混凝土柱加固结构的施工方法，包括步骤：
1凿毛处理，凿去待加固混凝土柱6外表面的装饰层和碳化严重的混凝土，并将待加固混凝土柱6外表面的混凝土凿毛、湿润；
2喷涂高性能水泥砂浆粘结层，将高性能水泥砂浆分层多次均匀喷涂在待加固混凝土柱外表面，喷涂2~3次，并将粘结层厚度控制在设计厚度；
3安装预制开密孔L形钢板4，将预制开密孔L形钢板4套在待加固柱外表面，并轻敲砸预制开密孔L形钢板4，使其紧贴于高性能水泥砂浆粘结层；
4安装紧固螺栓，在预制开密孔L形钢板4上预留的螺栓孔位置，植入紧固高强螺栓，拧紧加固；
5喷涂高性能水泥砂浆保护层，先在预制开密孔L形钢板4开密孔位置及附近喷涂高性能水泥砂浆，而后进行整体喷涂2~3次至保护层设计厚度。
所述高性能水泥砂浆保护层在所述高性能水泥砂浆粘结层初凝前进行喷涂，使两者稳固粘结。
如上所述，可较好的实现本发明。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构，其特征在于，由内至外依次包括：喷涂在待加固混凝土柱（6）侧面的一层高性能水泥砂浆粘结层（5）、固定在待加固混凝土柱侧面且紧贴所述高性能水泥砂浆粘结层（5）外侧的两块预制开密孔L形钢板（4）、喷涂在所述预制开密孔L形钢板（4）外侧的高性能水泥砂浆保护层（1），所述两块预制开密孔L形钢板（4）的连接处通过搭接角钢（3）和高强螺栓（2）固定在所述待加固混凝土柱（6）上。
2.根据权利要求1所述的设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构，其特征在于：所述的预制开密孔L形钢板（4）上的密孔平行排布且满布于钢板，所述预制开密孔L形钢板（4）的单个密孔形状为圆形、长圆形、方形、椭圆形，多边形或矩形。
3.根据权利要求2所述的设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构，其特征在于：所述单个开孔形状为矩形孔时，所述矩形孔的长宽比为2: 1—3: 1，矩形孔长边方向平行于所述待加固混凝土柱（6）的纵向方向。
4.根据权利要求1所述的设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构，其特征在于：所述预制开密孔L形钢板（4）的侧面预先开设若干螺栓孔，所述螺栓孔在预制开密孔L形钢板（4）衔接两端沿待加固混凝土柱（6）纵向方向等间距均匀单排布置。
5.根据权利要求4所述的设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构，其特征在于：所述螺栓孔间距按照钢结构设计规范取3d0~8d0，d0为螺栓孔孔径，所述螺栓孔孔径和数量根据待加固梁的受力情况通过计算确定。
6.根据权利要求5所述的设置预制密孔钢板的混凝土柱加固结构，其特征在于：所述预制开密孔L形钢板（4）开设有螺栓孔的位置，周围两倍螺栓孔直径范围内不开设密孔。
7.根据权利要求1所述的设置预制密孔钢板的混凝土梁加固结构，其特征在于：所述的预制开密孔L形钢板（4）厚度为3~5mm；所述高性能水泥砂浆保护层的厚度为10~15mm；所述高性能水泥砂浆粘结层的厚度为10~20mm。
8.一种如权利要求1至7中任一项所述混凝土柱加固结构的施工方法，其特征在于，包括步骤：
1）凿毛处理，凿去待加固混凝土柱（6）外表面的装饰层和碳化严重的混凝土，并将待加固混凝土柱（6）外表面的混凝土凿毛、湿润；
2）喷涂高性能水泥砂浆粘结层，将高性能水泥砂浆分层多次均匀喷涂在待加固混凝土柱（6）外表面，喷涂2~3次，并将粘结层厚度控制在设计厚度；
3）安装预制开密孔L形钢板（4），将预制开密孔L形钢板（4）套在待加固柱外表面，并轻敲砸预制开密孔L形钢板（4），使其紧贴于高性能水泥砂浆粘结层；
4）安装紧固螺栓，在预制开密孔L形钢板（4）上预留的螺栓孔位置，植入紧固高强螺栓，拧紧加固；
5）喷涂高性能水泥砂浆保护层，在预制开密孔L形钢板（4）外表面喷涂高性能水泥砂浆至保护层设计厚度。
9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，其特征在于：喷涂高性能水泥砂浆保护层时，先在预制开密孔L形钢板（4）开密孔位置及附近喷涂高性能水泥砂浆，而后进行整体喷涂2~3次至保护层设计厚度。
10.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，其特征在于：所述高性能水泥砂浆保护层（1）在所述高性能水泥砂浆粘结层（5）初凝前进行喷涂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180116 |