一种ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法技术

本发明专利技术公开了一种ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法，属于土木工程中框架梁柱节点的加固领域。本发明专利技术利用ECC韧性好和FRP片材自重小、抗拉强度高、施工方便、疲劳性能好和粘结效果好的特点，使用ECC作为节点区域的填充料，在ECC填充节点的基础上再外包FRP片材，将两者结合。本发明专利技术可以提升节点的变形与耗能能力，能很好的抑制ECC刚度退化，从而提高框架节点的承载力。

【技术实现步骤摘要】
一种ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法
本专利技术设计涉及一种ECC（高韧性水泥基复合材料，EngineeredCementitiousComposite，简称ECC）与FRP（纤维增强复合材料，FiberReinforcedPolymer，简称FRP）片材相结合的破损框架节点的加固方法，属于土木工程中框架梁柱节点的加固领域。
技术介绍
近几年来，随着人们对建筑加固补强技术的不断研究，相应的成果也越来越多。目前，工程上常用的节点抗震加固方法有：加大截面加固法、粘钢加固法、外包钢加固法和预应力加固法等。加大截面加固法是通过增加截面面积，以提高承载力，满足正常使用的一种加固方法，该加固在工程上已经得到一定的应用。粘钢加固是指在混凝土构件表面使用特质的结构胶粘贴钢板，以提高承载力的方法。外包钢加固法式在混凝土构件四周外包以焊接型钢格构件的方法，外包钢会对节点区产生约束作用，限制裂缝的开展，从而大幅度提高核心区混凝土的承载力。预应力加固法采用外加预应力的钢拉杆或型钢支撑的方法加固结构。
技术实现思路
针对当前的一些加固技术的不足，提出了一种ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法。为解决上述存在的技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法，包括如下步骤：（1）凿除破损框架中破碎的混凝土块，凿除区域包括节点区域7及其周围的梁端区域5和柱身区域6，凿除的深度根据破损程度确定；（2）清理凿除区域的表面，使用自来水冲洗凿好的界面，边冲边用钢丝刷清理松动的粉层；（3）在清理好的凿除区域表面均匀涂刷界面剂，再将预先制备好的ECC填充到凿除区域后进行养护；（4）对养护好的ECC表面进行清理并涂刷胶黏剂，然后将FRP片材粘贴在ECC表面。优选的，步骤3中的界面剂为水泥膨胀浆界面剂，界面剂配合比为水泥：二级粉煤灰：UEA膨胀剂：水=1:0.1:0.1:0.4，制备时先把水泥和二级粉煤灰进行干拌形成干粉，人工检查是否混合均匀；之后将UEA膨胀剂和水混合均匀形成混合剂；最后将混合剂缓慢加入到干粉中，并人工搅拌至粘稠状态。优选的，ECC填充要保证所填充的区域充满了ECC，填充时做足充分的振捣，养护根据实际情况确定且不得少于7天。在填充ECC时可借助模板8来完成，其中模板8为两端敞开的空心柱体结构，柱体其中一面敞开，模板8与梁2贴合且可沿梁2左右移动，将模板8套设在梁端区域5，并保证模板8与未凿除的区域贴合，然后左右移动模板8，使靠近节点区域7的模板8边缘与节点区域7刚好接触，并把模板8固定在这个位置，将ECC从模板8开口面填充至梁端区域5。优选的，ECC是由水泥、粉煤灰、砂、聚乙烯醇（PVA）纤维、水及外加剂等组分混合而成的聚合物材料，对于ECC配合比的选用和制备参照专利技术专利“一种高韧性水泥基复合材料”（专利号CN107382183）中的方案进行。具体组分为水泥、粉煤灰、砂、水、减水剂和PVA纤维，其中，按质量比计，水泥：粉煤灰：砂：水：减水剂=1：（1.0~1.2）：（0.6~0.8）：（0.42~0.57）：（0.001~0.003）；以水泥、粉煤灰、砂和减水剂混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的掺量为13~20kg/m3。优选的，步骤（4）中先在节点区域7的两面粘贴FRP片材，每一面均沿横向和纵向进行粘贴，以保证FRP片材延伸至梁端区域5和柱身区域6；然后再分别对梁端区域5和柱身区域6进行FRP片材粘贴，粘贴时，应沿着一个方向进行包裹贴合，FRP片材的首尾端搭接固定。本专利技术的工作原理：本专利技术充分利用ECC的高韧性和FRP的高抗拉强度，ECC是高韧性聚合物材料，韧性好是此材料的主要特征之一，使用ECC作为节点区域的填充料，对于节点区域的耗能与变形来说是有利；FRP片材具有较好的物理和力学性能，它自重小、抗拉强度高、施工方便、疲劳性能好和粘结效果好等特点，使用FRP片材外包框架梁柱节点，能极大的提高节点的承载能力。本专利技术的有益效果：1、该加固方法对框架的结构和面积没有明显改变；2、施工简单方便，比粘钢法、外包钢法和预应力加固法更容易实施；3、耐久性好，抗腐蚀性好，使得加固后的节点的耗能能力和承载力大幅度提高。附图说明图1是本专利技术梁柱节点加固的主示意图；图2是本专利技术梁柱节点加固的模板示意图。图中：1–柱，2-梁，3-梁内纵筋，4-柱内纵筋，5-梁端区域，6-柱身区域，7-节点区域，8-模板。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明，但是专利技术并不限于以下实施例。实施例1：一种ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法，包括如下步骤：（1）凿除破损框架中破碎的混凝土块，凿除区域包括如图1所示的节点区域7及其周围的梁端区域5和柱身区域6，节点区域7为柱1和梁2相交的区域，凿除的深度根据破损程度确定。其中梁端区域5凿除长度取梁2的高度，凿除深度按破损程度考虑，轻微破损只需凿到梁内纵筋3的位置，破损严重时需要凿除到梁内纵筋3以内的坚硬混凝土层；柱身区域6凿除高度按实际破损长度，凿除深度按破损程度考虑，轻微破损只需凿到柱内纵筋4位置，破损严重时需要凿除到柱内纵筋4以内的坚硬混凝土层；节点区域7凿除深度也按照破损程度考虑，轻微破损只需凿到钢筋位置，破损严重时需要凿除到钢筋以内的坚硬混凝土层。（2）清理凿除区域的表面，使用自来水冲洗凿好的界面，边冲边用钢丝刷清理松动的粉层；（3）在清理好的凿除区域表面均匀涂刷界面剂，再将预先制备好的ECC填充到凿除区域后进行养护；其中界面剂为稠度合适的水泥膨胀浆界面剂。将ECC填充到节点区域，要保证所填充的节点区域充满了ECC，要求填充时做足充分的振捣。对于养护，根据实际情况来定，但是不得少于7天。ECC是由水泥、粉煤灰、砂、聚乙烯醇（PVA）纤维、水及外加剂等组分混合而成的聚合物材料，对于ECC配合比的选用和制备参照专利技术专利“一种高韧性水泥基复合材料”（专利号CN107382183）中的方案进行。（4）对养护好的ECC表面进行清理并涂刷胶黏剂，要求对ECC表面不平整的地方进行修理和打磨平整，并用自来水清洗打磨的粉尘，使用毛刷将胶黏剂涂抹在整平后的ECC表面及附近区域，要求胶黏剂均匀分布然后将FRP片材粘贴在ECC表面。实施例2：当框架破损严重时，在填充ECC时可借助如图2所示的模板8来完成，其中模板8为两端敞开的空心柱体结构，柱体其中一面敞开，模板8与梁2贴合且可沿梁2左右移动，模板8的长度为梁高的1.2倍，模板8的高度为梁的高度。使用时，将模板8套设在梁端区域5，并保证模板8与未凿除的区域贴合，然后左右移动模板8，使靠近节点区域7的模板8边缘与节点区域7刚好接触，并把模板8固定在这个位置，将ECC从模板8开口面填充至梁端区域5，然后将节点区域7和柱身区域6中填充ECC至与填充后的梁端区域5齐平。其中固定模板8需要使用支架，支架要就具有足够的稳定性和承载力。对于轻微破损的节点，由于ECC填补量较少，可不安装模板8。ECC填充完成并养护好后，先在节点区域7的两面粘贴FRP片材，每一面均沿横向和纵向进行粘贴，以保证FRP片材延伸至梁端区域5和柱身区域6；然后再分别对梁端区域5和柱身区域6进行FRP片材粘贴，粘贴时，要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）凿除破损框架中破碎的混凝土块，凿除区域包括节点区域（7）及其周围的梁端区域（5）和柱身区域（6），凿除的深度根据破损程度确定；（2）清理凿除区域的表面，使用自来水冲洗凿好的界面，边冲边用钢丝刷清理松动的粉层；（3）在清理好的凿除区域表面均匀涂刷界面剂，再将预先制备好的ECC填充到凿除区域后进行养护；（4）对养护好的ECC表面进行清理并涂刷胶黏剂，然后将FRP片材粘贴在ECC表面。

【技术特征摘要】
1.一种ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）凿除破损框架中破碎的混凝土块，凿除区域包括节点区域（7）及其周围的梁端区域（5）和柱身区域（6），凿除的深度根据破损程度确定；（2）清理凿除区域的表面，使用自来水冲洗凿好的界面，边冲边用钢丝刷清理松动的粉层；（3）在清理好的凿除区域表面均匀涂刷界面剂，再将预先制备好的ECC填充到凿除区域后进行养护；（4）对养护好的ECC表面进行清理并涂刷胶黏剂，然后将FRP片材粘贴在ECC表面。2.根据权利要求1所述的ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法，其特征在于：所述步骤（3）中的界面剂为水泥膨胀浆界面剂，界面剂配合比为水泥：二级粉煤灰：UEA膨胀剂：水=1:0.1:0.1:0.4，制备时先把水泥和二级粉煤灰进行干拌形成干粉，并混合均匀；之后将UEA膨胀剂和水混合均匀形成混合剂；最后将混合剂加入到干粉中，并搅拌至粘稠状态。3.根据权利要求1所述的ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法，其特征在于：所述步骤（3）中ECC填充要保证所填充的区域充满了ECC，填充时做足充分的振捣，养护根据实际情况确定且不得少于7天。4.根据权利要求1所述的ECC与FRP片材相结合的破损框架节点的加固方法，其特征在于：所述步骤（3）中在填充ECC时可借助模板（8）来完成，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓琴，张田，丁祖德，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53