一种装配式建筑的钢结构节点加固方法技术

本发明专利技术公开了一种装配式建筑的钢结构节点加固方法，属于建筑工程领域，可以实现通过外包加固的方式，对钢结构梁柱节点处进行支撑防护，并利用结构特性将受到的外力通过转化反馈的方式，反过来作用于加固件，提高加固件的整体稳定性，其中创新性的引入多效化力球，一方面促进加固件的结构趋于稳定，同时方便分散外力和联立多个加固件成为整体，另一方面利用自身特性，采取先吸能再分解外力的方式，有效化解加固件传递来的外力，并且促使外力进行转化反馈，既满足节点加固要求的高强度和高稳定性，同时在具有优异减震缓冲效应，刚柔并济对钢结构梁柱节点处进行有效加固，显著提升装配式建筑的节点强度，进而提升建筑安全性和延长使用寿命。

A reinforcement method of steel structure joint of prefabricated building

【技术实现步骤摘要】
一种装配式建筑的钢结构节点加固方法
本专利技术涉及建筑工程领域，更具体地说，涉及一种装配式建筑的钢结构节点加固方法。
技术介绍
装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台等），运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式的代表。节点是建筑结构梁柱相连的部位，是梁柱传力的关键枢纽构件，节点破坏将会导致整个结构破坏，因此，在结构设计中非常重视节点设计，并且均遵循“强节点弱杆件”设计原则，即在设计时要首先必须保证节点强于梁柱等构件，保证节点不能先于梁柱杆件破坏。由于建筑使用功能改变、建筑抗震需求提高和建筑老旧等原因，建筑修复、加固，尤其是建筑抗震加固非常必要，而其中建筑中梁柱节点修复加固和抗震加固尤为重要。由于节点是梁柱杆件相连部位，并且在节点部位柱往往与多根梁相连，因此，节点区加固和修复施工非常困难，目前，尚无成熟加固方法和加固技术，节点加固是建筑加固中重要难题。目前，国内外开展了外贴碳纤维布、外贴钢板和外贴碳纤维板加固技术对节点进行加固，但总体而言，加固效果不太理想，而且施工非常麻烦，仍没有得到成熟应用，尤其是针对装配式建筑的钢结构节点，目前尚未存在一种良好的加固方法。
技术实现思路
1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种装配式建筑的钢结构节点加固方法，它可以实现通过外包加固的方式，对钢结构梁柱节点处进行支撑防护，并利用结构特性将受到的外力通过转化反馈的方式，反过来作用于加固件，提高加固件的整体稳定性，其中创新性的引入多效化力球，一方面促进加固件的结构趋于稳定，同时方便分散外力和联立多个加固件成为整体，另一方面利用自身特性，采取先吸能再分解外力的方式，有效化解加固件传递来的外力，并且促使外力进行转化反馈，既满足节点加固要求的高强度和高稳定性，同时在具有优异减震缓冲效应，刚柔并济对钢结构梁柱节点处进行有效加固，显著提升装配式建筑的节点强度，进而提升建筑安全性和延长使用寿命。2．技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种装配式建筑的钢结构节点加固方法，包括以下步骤：S1、根据建筑设计图纸计算和评估钢结构梁柱节点处的受力，确定加固等级，并开始准备相关加固材料；S2、预制相应尺寸的若干外包加固件，进行相关部件的焊接等装配工序，同时在钢结构梁柱节点处预留合适的孔位；S3、在钢结构梁柱节点处的不同方向上预安装外包加固件，并拧上高强度螺栓进行锚固，然后于节点和外包加固件之间充填上2-5mm厚的结构胶；S4、向外包加固件边缘处嵌入磁边条，并采用乳胶水泥勾缝；S5、以不少于三条钢带箍的数量将若干外包加固件围绕包绑，采用气动打包机安装，并用打包扣永久封口固定。进一步的，所述外包加固件包括基础等边角钢，所述基础等边角钢外侧壁上焊接有内嵌定形块，所述内嵌定形块外侧壁上焊接有多个互相接触的多效化力球，所述内嵌定形块内端镶嵌预埋有多根不等传力杆，所述不等传力杆以垂直多效化力球与内嵌定形块的接触点的方向分布，且两端分别与基础等边角钢和多效化力球连接，外包加固件主要通过基础等边角钢起到对钢结构梁柱节点处进行加固支撑作用，内嵌定形块则起到对基础等边角钢的定形作用，辅助其进行支撑，多效化力球则以独特的球体受力特性，将基础等边角钢和内嵌定形块的变形力通过转化反馈至内嵌定形块，同时藉由不等传力杆也直接传递至基础等边角钢，辅助进行支撑和定形，即利用促使基础等边角钢、内嵌定形块发成变形的外力反过来作用于定形，间接实现了外力的部分抵消，提高加固效果。进一步的，所述多效化力球由外至内依次包括吸能层、转力层和实质内芯，所述吸能层为尼龙夹层内嵌弹性海绵芯，且弹性海绵芯渗透有剪切粘稠液体，所述转力层采用弹性软质材料，所述实质内芯采用合金结构钢制成的实心球体，吸能层具有很好的吸能特性，尼龙夹层起到对弹性海绵芯的保护作用，弹性海绵芯一方面具有高弹的缓冲作用，另一方面可以渗透剪切粘稠液体，利用受力变硬的特点可以吸收绝大部分的外力，转力层则起到良好的过渡缓冲作用，实质内芯作为骨架起到良好的支撑作用。进一步的，所述转力层内镶嵌有多对对称分布的弧转力杆，所述实质内芯外侧壁上对应弧转力杆的区域固定连接有多个均匀分布的渐变垫块，且渐变垫块的长度逐渐变小，其中最长的所述渐变垫块与弧转力杆一端固定连接并与上下一对多效化力球的接触点相对应，所述转力层远离与内嵌定形块接触点的一侧设有助合力球，且助合力球与多个弧转力杆的另一端固定连接，可以将相邻多效化力球传递来的外力，通过弧转力杆的传递，从接触点传递至助合力球，并施加给多效化力球位于对应不等传力杆的延长线交点处，即将外力进行传递变向后加以利用，反过来辅助不等传力杆作用于对基础等边角钢和内嵌定形块的定形作用。进一步的，所述内嵌定形块外侧边缘的形状为内凹的弧形，且基础等边角钢与内嵌定形块分别采用不锈钢和铝合金材料制成，内嵌定形块的结构形状特性可以满足基础等边角钢在受力形变时将外力变向，转化为向内的挤压力，反过来作用基础等边角钢的定形，可以起到良好的抵消作用，基础等边角钢作为主要支撑的加固部件，必须拥有良好的强度和长久的使用寿命，而内嵌定形块采用较为轻质的铝合金材质，在满足定形的同时整体质量较轻，便于施工和安装。进一步的，所述基础等边角钢靠近节点的两侧壁上均固定连接有呈四角分布的外延磁块，所述磁边条采用铁磁性金属材料制成，且四个磁边条绕四个外延磁块围成一个密封的正方形框，所述正方形框内外两侧分别形成结构胶层和乳胶水泥层，方便对结构胶层进行隔离保护，且基于磁力吸附的作用可以进行临时性的固定，无需耗费时间进行固定，加快施工效率。进一步的，所述正方形框内设有焊接于基础等边角钢侧壁上的钢筋网架，所述钢筋网架通过横向钢筋和竖向钢筋焊接或者绑扎钢丝的方式制成，钢筋网架通过埋入结构胶层的方式提高连接强度，有利于将钢结构梁柱节点和基础等边角钢连为一体，通过更为紧密的结合来提高加固效果。进一步的，所述多效化力球沿钢带箍的方向开设有相匹配的穿带槽，且钢带箍穿插多效化力球围绕多个外包加固件，钢带箍穿插穿带槽的方式一方面可以通过围绕的方式将多个外包加固件连接为一个整体，使得整体加固效果提升，另一方面可以将多个多效化力球之间联系起来，方便力的分散和传递，将外力化整为零。进一步的，所述穿带槽在穿插并固定好钢带箍之后采用注入砂浆或者防水胶的方式对穿带槽进行密封，一方面将钢带箍牢固的锁在穿带槽内，对其进行保护，另一方面可以更好的将钢带箍通过穿带槽与多效化力球连接在一起，形成一个整体方便力的分散和传递。进一步的，所述钢带箍的强度为800MPa以上，厚度为0.5-1.5mm，所述钢带箍材质为发蓝钢带、不锈钢带、镀锌钢或者碳纤维带中的任意一种。3．本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式建筑的钢结构节点加固方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、根据建筑设计图纸计算和评估钢结构梁柱节点处的受力，确定加固等级，并开始准备相关加固材料；/nS2、预制相应尺寸的若干外包加固件，进行相关部件的焊接等装配工序，同时在钢结构梁柱节点处预留合适的孔位；/nS3、在钢结构梁柱节点处的不同方向上预安装外包加固件，并拧上高强度螺栓（5）进行锚固，然后于节点和外包加固件之间充填上2-5mm厚的结构胶；/nS4、向外包加固件边缘处嵌入磁边条（6），并采用乳胶水泥勾缝；/nS5、以不少于三条钢带箍（4）的数量将若干外包加固件围绕包绑，采用气动打包机安装，并用打包扣永久封口固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种装配式建筑的钢结构节点加固方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、根据建筑设计图纸计算和评估钢结构梁柱节点处的受力，确定加固等级，并开始准备相关加固材料；
S2、预制相应尺寸的若干外包加固件，进行相关部件的焊接等装配工序，同时在钢结构梁柱节点处预留合适的孔位；
S3、在钢结构梁柱节点处的不同方向上预安装外包加固件，并拧上高强度螺栓（5）进行锚固，然后于节点和外包加固件之间充填上2-5mm厚的结构胶；
S4、向外包加固件边缘处嵌入磁边条（6），并采用乳胶水泥勾缝；
S5、以不少于三条钢带箍（4）的数量将若干外包加固件围绕包绑，采用气动打包机安装，并用打包扣永久封口固定。


2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑的钢结构节点加固方法，其特征在于：所述外包加固件包括基础等边角钢（1），所述基础等边角钢（1）外侧壁上焊接有内嵌定形块（2），所述内嵌定形块（2）外侧壁上焊接有多个互相接触的多效化力球（3），所述内嵌定形块（2）内端镶嵌预埋有多根不等传力杆（8），所述不等传力杆（8）以垂直多效化力球（3）与内嵌定形块（2）的接触点的方向分布，且两端分别与基础等边角钢（1）和多效化力球（3）连接。


3.根据权利要求2所述的一种装配式建筑的钢结构节点加固方法，其特征在于：所述多效化力球（3）由外至内依次包括吸能层（301）、转力层（302）和实质内芯（303），所述吸能层（301）为尼龙夹层内嵌弹性海绵芯，且弹性海绵芯渗透有剪切粘稠液体，所述转力层（302）采用弹性软质材料，所述实质内芯（303）采用合金结构钢制成的实心球体。


4.根据权利要求3所述的一种装配式建筑的钢结构节点加固方法，其特征在于：所述转力层（302）内镶嵌有多对对称分布的弧转力杆（11），所述实质内芯（303）外侧壁上对应弧转力杆（11）的区域固定连接有多个均匀分布的渐变垫块（12），且渐变垫块（12...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：俞帆，
类型：发明
国别省市：江苏;32