CN212428182U - 预制frp筋增强再生混凝土加固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种预制FRP筋增强再生混凝土加固装置，包括空心箱梁，空心箱梁内部埋设有与空心箱梁长度方向相平行的FRP筋，空心箱梁两端端面上预留有用以植入纵向FRP筋的植入孔；空心箱梁上部两侧翼板上开设有用以安装FRP纤维锚钉的安装孔；还包括搭在空心箱梁上侧并与空心箱梁相垂直的矩形截面梁，矩形截面梁两侧也开设有用以安装FRP纤维锚钉的安装孔；空心箱梁上侧中间位置开设有供矩形截面梁嵌入的沉槽，沉槽深度与矩形截面梁厚度一致。本实用新型加固装置采用预制方式，避免了现场浇筑的繁杂施工过程，安装简易，可加快施工速度，能够与原有结构协同受力，提高楼板的承载力和刚度；避免了利用钢质材料进行锚固导致构件因锈蚀而失效的缺陷。

Description

预制FRP筋增强再生混凝土加固装置

技术领域

本实用新型涉及一种预制FRP筋增强再生混凝土加固装置。

背景技术

现今许多楼房、厂房的建设年龄已陆续达到30年、40年，曾经一些建设初期便存在质量问题的建、构筑物也亟需补救加强，甚至拆除重建。

在结构加固中，最直接影响安全性、适用性的构件当属楼板。楼板承载力出现问题往往易出现裂缝，导致各种次生问题，包括装饰层开裂、渗水等；楼板受荷过载会使得本身挠度增大，造成居住者心理不适。板的加固方法一般有粘贴纤维增强复合材加固法、增大截面加固法、增设混凝土梁或钢梁加固法等。利用纤维布、纤维板以及纤维网格加固楼板在一定程度上可以提高楼板的承载力，但由于纤维增强复合材加固板的承载力理论分析研究的不足，实际工程加固并无直接的理论计算公式，大部分采用全板底井字形粘贴加固，十分不经济；增大截面加固法即是在已有混凝土表面浇筑混凝土或喷射细石混凝土，达到同时提高构件承载力和刚度的目的，但施工周期过长，需要现场湿作业。

增设混凝土梁加固法一般是先将受力钢筋和U型箍筋植入旧板中，再支模浇筑新混凝土梁，使得新旧结构协同受力；增设钢梁加固法利用螺栓将工字钢等钢梁置于板底协同受力，虽占用了部分建筑空间但可大幅度提高原有构件承载力和刚度，若新增梁与结构原有梁进行连接形成次梁，还可增加荷载传递路径，降低原构件内力峰值，调整构件各截面的应力分布；现有增设混凝土梁加固楼板的方法大都需要现场浇筑混凝土，施工不便；而利用钢梁加固需要设置金属螺栓进行固定，外界环境易加速螺栓的锈蚀和老化，存在安全隐患，降低构件使用寿命。此外，还有通过在预制构件工厂加工钢管混凝土梁、钢筋混凝土梁，并利用螺栓将其与既有钢筋混凝土楼板对拉连接形成整体。但是预制成钢管混凝土会大幅增加加固装置的重量，对于运输起吊以及安装等各方面均不利。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种安装简易，可加快加固工程施工速度的预制FRP筋增强再生混凝土加固装置，提高楼板的承载力和刚度。

本实用新型采用以下方案实现：一种预制FRP筋增强再生混凝土加固装置，包括空心箱梁，所述空心箱梁内部埋设有与空心箱梁长度方向相平行的FRP筋，空心箱梁两端端面上预留有用以植入纵向FRP筋的植入孔；空心箱梁上部两侧翼板上开设有用以安装FRP纤维锚钉的安装孔。

进一步的，还包括搭在空心箱梁上侧并与空心箱梁相垂直的矩形截面梁，所述矩形截面梁内部埋设有与矩形截面梁长度方向相平行的FRP筋，所述矩形截面梁两侧也开设有用以安装FRP纤维锚钉的安装孔；空心箱梁上侧中间位置开设有供矩形截面梁嵌入的沉槽，所述沉槽深度与矩形截面梁厚度一致。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型预制FRP筋增强再生混凝土加固装置采用预制方式，避免了现场浇筑的繁杂施工过程，重量轻，安装简易，可加快加固工程施工速度，能够与原有结构协同受力，提高楼板的承载力和刚度；避免了利用钢质材料进行锚固导致构件因锈蚀而失效的缺陷，利用FRP纤维锚钉和结构胶保障加固装置与旧结构之间的粘结能力和剪切能力。

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例一构造示意图；

图2是本实用新型实施例一加固装置用于加固楼板时与框架梁连接示意图；

图3是本实用新型实施例一加固装置用于加固楼板时与框架梁连接局部视图；

图4是本实用新型实施例二构造示意图；

图5是本实用新型实施例二加固装置用于加固楼板的立体图；

图6是本实用新型实施例二加固装置用于加固楼板的仰视图；

图中标号说明：100-空心箱梁、110-植入孔、120-纵向FRP筋、130-FRP纤维锚钉、140-沉槽、200-矩形截面梁、300-楼板、400-框架梁。

具体实施方式

实施例一：如图1所示，一种预制FRP筋增强再生混凝土加固装置，包括空心箱梁100，所述空心箱梁100内部埋设有与空心箱梁长度方向相平行的FRP筋，制备时可在两端将FRP筋用钳具拉紧防止浇筑时走位；空心箱梁100两端端面上预留有用以植入纵向FRP筋的植入孔110；空心箱梁上部两侧翼板上开设有用以安装FRP纤维锚钉130的安装孔；该加固装置易安装，制作成本低，可批量预制，可加快加固工程施工速度；空心箱梁100由再生混凝土浇筑成型并配置FRP受力钢筋，可以使得废弃混凝土和FRP纤维等废料（其中FRP纤维锚钉可用废弃纤维制成）得到二次利用，顺应了国家固废资源化的推广理念，通过大批量的预制空心箱梁100达到降低成本、保护环境的目的；预制的空心箱梁不配置箍筋等构造钢筋，减少钢材用量且降低自重，大大减轻了加固装置的自重，便于实际工程运输与安装；与传统锚固技术不同的是本装置采用FRP纤维锚钉，避免了利用钢质材料进行锚固导致构件因锈蚀而失效的缺陷，利用FRP纤维锚钉和结构胶保障加固装置与旧结构之间的粘结能力和剪切能力。

本实施例加固装置用于对楼板底进行单向加固，利用FRP纤维锚钉将使空心箱梁与楼板牢固连接，利用纵向FRP筋使空心箱梁两端与楼板下方两侧的框架梁牢固连接，使得空心箱梁作为次梁加固楼板，增加荷载传递路径，特别适用于增设隔墙时对楼板进行局部加固。

如图2~3所示，上述预制FRP筋增强再生混凝土加固装置加固楼板的施工方法：（1）根据设计尺寸在工厂预制空心箱梁，然后运输到施工现场：（2）利用顶升设备将楼板顶升至设计标高，然后按设计要求在楼板底对安装空心箱梁的位置进行测量定位；（3）在楼板底部所定位的空心箱梁安装位置开凿凹槽，凹槽两端处深度小于中间深度，使空心箱梁在安装后形成反拱；并在凹槽内进行刻痕处理形成粗糙面，以增加新旧混凝土的粘结能力，刻痕方式按照抗剪强度要求从高至低分别可采用凹凸面打磨、锯齿面打磨和粗糙面打磨，然后在凹槽内开钻用以植入FRP纤维锚钉的锚钉孔；（5）在空心箱梁两端所连接的框架梁上开钻与空心箱梁端面上植入孔位置对应的通孔，清理孔道；（6）清理凹槽后，在凹槽内涂刷一层底胶，待底胶固化后涂刷结构胶并将空心箱梁安装至凹槽中，用FRP纤维锚钉将空心箱梁锚固在楼板上，使得空心箱梁两端的植入孔对准框架梁上的通孔，然后利用结构胶往框架梁上通孔和空心箱梁端面的植入孔中植入纵向FRP筋，结构胶注入孔道中，结构胶采用改性环氧类结构胶粘剂或改性乙烯基酯类结构胶粘剂，然后在FRP纤维锚钉上涂抹结构胶加强粘结；（7）撤掉顶升设备，完成加固作业。

在本实施例中，步骤（2）中开钻锚钉孔时需利用钢筋测量仪定位楼板钢筋，避免开孔时损伤钢筋。

在本实施例中，步骤（3）中，若楼板混凝土保护层不足，无法通过凹槽两端处深度小于中间深度来使空心箱梁安装后形成反拱，也可以采用在两端涂抹适量砂浆垫高加固梁两端达到反拱效果；通过FRP纤维锚钉实现预制空心箱梁与楼板的连接，再利用植筋技术将空心箱梁与框架梁相连，从而使加固装置在结构中成为次梁，实现更理想的传力路径，提高结构的承载力和刚度。

本实用新型加固装置可用于建筑结构的楼板、无梁楼盖以及厂房结构大跨度板加固，也适用于桥梁受弯构件的加固，预制施工容易，加固安装便捷可靠；还适用于需要增设吊顶的楼板进行加固，不仅可提高楼板的承载力和刚度，还可作为吊顶支点；加固装置为预制构件，避免了现场浇筑的繁杂施工过程，加固装置安装简易，能够与原有结构协同受力，作为次梁加固能够有效地分担原结构荷载，建立新的荷载传递路径，还可起到传递荷载增加传力路径的作用；加固装置与旧结构之间不采用金属螺栓连接，有效地降低了螺栓老化锈蚀等对结构安全性的影响，采用FRP纤维锚钉不仅解决了紧固件的耐久性问题，还促进了废弃纤维的回收利用，同样，预制梁采用的再生混凝土也促进了建筑固废物的资源化利用；主要采用空心箱型截面，自重轻但刚度大，提高原有构件承载力的同时也增大了刚度；对于空心箱型还可将水电管道、消防管道、通讯光纤等建筑设备安置在预制梁内。

实施例二：如图4所示，一种预制FRP筋增强再生混凝土加固装置，包括空心箱梁100，所述空心箱梁100内部埋设有与空心箱梁长度方向相平行的FRP筋，空心箱梁100两端端面上预留有用以植入纵向FRP筋的植入孔110，如果施工过程中不需要植入纵向FRP筋，也可以不预留植入孔110；空心箱梁上部两侧翼板上开设有用以安装FRP纤维锚钉130的安装孔；还包括搭在空心箱梁上侧并与空心箱梁相垂直的矩形截面梁200，所述矩形截面梁内部埋设有与矩形截面梁长度方向相平行的FRP筋，所述矩形截面梁200两侧也开设有用以安装FRP纤维锚钉的安装孔；空心箱梁上侧中间位置开设有供矩形截面梁嵌入的沉槽140，所述沉槽深度与矩形截面梁厚度一致。

本实施例加固装置用于对楼板底进行双向加固，矩形截面梁和空心箱梁正交形成十字形，利用FRP纤维锚钉将使空心箱梁和矩形截面梁与楼板牢固连接，可大幅度提高楼板两个方向的抗弯承载力和刚度，特别是对于需要严格控制挠度变形的楼板结构。

如图5~6所示，上述预制FRP筋增强再生混凝土加固装置加固楼板的施工方法：（1）根据设计尺寸在工厂预制空心箱梁和矩形截面梁，然后运输到施工现场：（2）利用顶升设备将楼板顶升至设计标高，然后按设计要求在楼板底对安装空心箱梁和矩形截面梁的位置进行测量定位；（3）在楼板底部所定位的空心箱梁和矩形截面梁安装位置开凿凹槽，安装空心箱梁的凹槽和安装矩形截面梁的凹槽正交；凹槽两端处深度小于中间深度，使空心箱梁和矩形截面梁在安装后形成反拱；并在凹槽内进行刻痕处理形成粗糙面，以增加新旧混凝土的粘结能力，刻痕方式按照抗剪强度要求从高至低分别可采用凹凸面打磨、锯齿面打磨和粗糙面打磨，然后在凹槽内开钻用以植入FRP纤维锚钉的锚钉孔；（5）在凹槽内涂刷一层底胶，待底胶固化后先在安装矩形截面梁的凹槽涂刷结构胶并将矩形截面梁安装至其中，然后用FRP纤维锚钉将矩形截面梁锚固在楼板上；再在安装空心箱梁的凹槽涂刷结构胶并将空心箱梁安装至其中，然后用FRP纤维锚钉将空心箱梁锚固在楼板上；最后在所有FRP纤维锚钉上涂抹结构胶加强粘结；（7）在无需布置设备管道的前提下将空心箱梁两端进行封口处理，撤掉顶升设备，完成加固作业。

在本实施例中，步骤（2）中开钻锚钉孔时需利用钢筋测量仪定位楼板钢筋，避免开孔时损伤钢筋。

在本实施例中，步骤（3）中，若楼板混凝土保护层不足，无法通过凹槽两端处深度小于中间深度来使空心箱梁安装后形成反拱，也可以采用在两端涂抹适量砂浆垫高加固梁两端达到反拱效果；通过顶升楼板并利用凹槽反拱使加固梁（即空心箱梁和矩形截面梁）能够与楼板协同受力，正交双向加强楼板的抗弯承载力和刚度，与此同时，通过结构胶和FRP纤维锚钉保证加固装置与原构件之间的连接。

本实用新型加固装置可用于建筑结构的楼板、无梁楼盖以及厂房结构大跨度板加固，也适用于桥梁受弯构件的加固，预制施工容易，加固安装便捷可靠；还适用于需要增设吊顶的楼板进行加固，不仅可提高楼板的承载力和刚度，还可作为吊顶支点；加固装置为预制构件，避免了现场浇筑的繁杂施工过程，加固装置安装简易，能够与原有结构协同受力；加固装置与旧结构之间不采用金属螺栓连接，有效地降低了螺栓老化锈蚀等对结构安全性的影响，采用FRP纤维锚钉不仅解决了紧固件的耐久性问题，还促进了废弃纤维的回收利用，同样，预制梁采用的再生混凝土也促进了建筑固废物的资源化利用；主要采用空心箱型截面，自重轻但刚度大，提高原有构件承载力的同时也增大了刚度；对于空心箱型还可将水电管道、消防管道、通讯光纤等建筑设备安置在预制梁内。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (2)

1.一种预制FRP筋增强再生混凝土加固装置，其特征在于：包括空心箱梁，所述空心箱梁内部埋设有与空心箱梁长度方向相平行的FRP筋，空心箱梁两端端面上预留有用以植入纵向FRP筋的植入孔；空心箱梁上部两侧翼板上开设有用以安装FRP纤维锚钉的安装孔。

2.根据权利要求1所述的预制FRP筋增强再生混凝土加固装置，其特征在于：还包括搭在空心箱梁上侧并与空心箱梁相垂直的矩形截面梁，所述矩形截面梁内部埋设有与矩形截面梁长度方向相平行的FRP筋，所述矩形截面梁两侧也开设有用以安装FRP纤维锚钉的安装孔；空心箱梁上侧中间位置开设有供矩形截面梁嵌入的沉槽，所述沉槽深度与矩形截面梁厚度一致。

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