一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构制造技术

本实用新型专利技术对混凝土梁、板、柱及节点的加固都是采用预应力和粘结复合一体化双措施加固技术。解决了公知的钢筋混凝土结构加固技术新老结构不能协同工作的根本问题。还能避免加固构件截面增大影响建筑物的使用和美观。本实用新型专利技术预应力施加方法可控，复合粘结和机械粘结锚固技术可靠，施工可操作性好，不需特殊设备，采用的是常见材料和机具，施工较方便，成本较低。此外，采用本加固方法可对梁、柱、节点和板（悬挑板）等各类混凝土构件进行加固，适用范围广阔，具有喜人的应用市场前景。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及混凝土结构加固领域，特别涉及一种全预应カ复合一体化加固钢筋混凝土结构。
技术介绍
钢筋混凝土结构是工程结构中最为面广量大的结构形式。在建筑工程、桥梁工程、港口码头、隧道工程等领域均大量采用。混凝土建筑物会因材料劣化，荷载增加、损伤累计、使用功能变化，设计施工存在初始缺陷等，需要对原结构进行加固改造或修复。因此，钢筋混凝土结构加固改造技术成为结构加固改造领域研究的重点内容。我国《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)，提出了多种加固方法供设计人员选用，如加大截面加固法、粘钢加固法、粘贴纤维复合材料加固法、钢丝绳网加固法、体外 预应カ加固法等。但是，现行规范中提出的这些加固方法，仍存在如下一些问题(I)加大截面加固法可靠性好，提高的承载力、刚度幅度大，但是施工周期长，现场湿作业多且施工比较复杂，増加了结构的自重，又増加了结构高度，占用净空或影响使用。(2)粘钢加固法能够提高承载力，对刚度提高有限，且抗腐蚀能力差，不防火，不适用于混凝土强度很低的情況。且受原构件配筋量的限制，极限承载カ的提高幅度有限，カロ固构件的延性也会随之降低。(3)粘纤维复合材料加固法具有材料自重小，施工方便的优点。但是对刚度提高不明显，不防火。也不适用于混凝土強度低的情况，易发生粘结破坏等脆性困难。由于应力应变滞后，材料強度利用率低。(4)钢绞线网加固法是通过高强不锈钢绞线网再以-滲透性聚合砂浆封闭进行加固。耐久性和耐火性较粘钢板加固和粘贴纤维加固好些，但对刚度提高也不明显，对承载カ的提高也还很有限，其机理也属于加筋类加固方法。(5)体外预应カ加固法虽然该方法能明显提高刚度、承载力，但施工比较复杂，成本高。还存在锚固较难，外露筋需做防腐防火耐久性处理等问题，若处理不当直接影响到加固效果和结构安全。常见的加固方法均能不同程度提高结构的承载カ和刚度等，但这些加固法均是单措施加固法。不能同时解决的共性问题是1.加固结构为二次组合结构，新老结构缺乏可靠连结形成整体，不能有效共同工作；2.加固结构为二次受カ结构，原结构在自重或荷载作用下已经发生变形损伤等，后加结构材料需再次受カ变形才能发挥材料的強度性能。上述特性可说是目前所常用的加固方法固有弊端。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种高效全预应カ复合一体化加固钢筋混凝土结构及其方法。可以解决公知的现有加固混凝土的结构及方法存在的缺陷问题，能有效的较大幅度提高构件的承载力、刚度、开裂荷载和延性，对于已受损结构也能起修复加固作用。保证新老结构的共同工作。即使原结构配筋率较高，刚度较大，也可通过合理设计改善结构的性能或起到损伤修复作用。本技术采用如下机理由于原结构在荷载作用下已经发生不同程度的初始应力应变。后加结构材料需要原结构再次变形才能发挥材料的強度。有时可能导致原结构已经破坏，而后加结构材料还未充分发挥材料強度性能，应カ应变滞后效应明显。此时，则需 采用预应カ加固方法，后加结构材料施加预应カ后锚固在原结构上。以使得后加结构材料随即可以发挥強度作用，消除应カ应变滞后效应的影响，结构新老部分随即可以共同受力。具体是对受压部位的后加结构材料施加预压应力，受拉部位后加结构材料施加预拉应力。这样加固结构再次受力，后加结构材料与原结构同步变形就能同时起到作用。解决加固结构二次受カ的应カ应变滞后问题。可以充分发挥结构材料的強度。这对已开裂损坏或无法卸载的结构加固尤其重要，应カ应变滞后将严重影响加固效果，必须对后加结构材料施加预应力。原结构与后加结构材料需要通过结合面形成整体，传递剪カ实现共同工作。单纯采用结构胶胶结无法保证新老结构完全可靠粘结形成整体。通过在新老结构的界面引入压应カ和机械锚固与结构胶粘结等复合粘结一体化。解决单纯采用结构胶粘结界面強度不足容易失效，新老结构不能复合形成整体共同工作的问题。与单纯在受拉区增加加固材料相比，本方法的加固幅度更大。拉压区同时加固或者两面对称加固，又能充分发挥全截面的性能。并且，受到原结构截面尺寸、配筋率的限制较小。加固构件全截面的加固性能得到较好的发挥加固后并仍具有较好的延性。在梁、柱构件的加固，环向钢板箍留在构件上也成为构件受剪的组成部分，通过预张拉使得其既可以发挥对受压区和受拉区结构材料的锚固作用，自身也能迅速发挥抗剪作用。梁柱节点上的环向预应カ既可发挥对纵向后加加固材料的锚固作用，又能起到抗剪作用，井能约束节点核心区混凝土增强其抗剪能力。具体构件加固方式多祥，但都是遵循了以上的基本原通。与传统预应カ加固方法相比。传统预应カ加固方法预应カ材料锚固时多种原因造成的预应カ损失十分明显，故需采取措施减少预应カ损失。还存在局部受压问题。但需要加固结构的混凝土強度通常都较低，这就造成局限。锚固区也需要尽量減少局部的压力。本方法则不存在这个问题，可以用于混凝土強度等级较低的情况。此外，本技术加固结构对原结构外观、尺寸、重量等方面的影响都比较小。因此本技术加固作用机理明确，施エ较为简单，预应力施加方法可控性强，可操作性较好。并且不需特殊专门设备，采用常见市售工程材料和机具。实际应用范围非常广泛，能满足工程实际的需求。该技术应用在梁中的基本方法是一种全预应カ复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构梁结构包括待加固梁、受压区钢板、受拉区钢板、钢板箍、斜拉钢筋和钢筋，所述待加固梁配有纵筋，所述受压区钢板通过结构胶和固定件固定在待加固梁上方，所述受拉区钢板通过结构胶和钢板箍固定在待加固梁下方，所述钢板箍为U型钢板条，钢板箍开ロ朝上将受拉区钢板与待加固梁卡紧，钢筋穿过受压区钢板和待加固梁两侧，钢筋下端与钢板箍上端之间为焊接连接，钢筋上端有预紧螺母，所述待加固梁两侧开槽放置斜拉钢筋，所述斜拉钢筋下端有限位块，斜拉钢筋上端有预紧螺母，所述待加固梁两侧各斜置有两根斜拉钢筋。使用时将斜拉钢筋放在梁测槽内，套在梁底的钢板挡块处。梁底钢板涂刷结构胶，在梁顶收紧螺母，即可将梁底钢板，施加预拉应力。在梁顶钢板自由状态时将其垫起成折线形，涂刷结构胶。两端部的四个钢板箍先安装在梁上并拧上螺母但不完全收紧。将垫块拿掉，两边向中间依次安装钢板箍直至所有钢板箍安装完成。梁顶钢板逐渐压平，此时钢板箍与梁顶钢板孔之间已无间隙，将钢板箍上所有螺母收紫，通过强制受压使得梁顶钢板施加了预压应力。拧紧螺母也可对钢板箍施加了预拉力。同时，后加结构材料在界面的胶黏剂粘结作用，以及钢板箍的拉结锚固等措施，起到将新老结构有效连接、共同工作并承受荷载，复合形成整体的效果。原梁在自重作用下形成了梁顶为受压区，梁底为受拉区。如此按照上面的方法施加预应カ并且锚固，后加结构材料与原结构的应カ应变程度基本符合。再次承受荷载时，解决了两者共同承担荷载并且共同进入到破坏状态，不会发生新老结构的分离破坏的问题。因此，起到了克服前述所说的传统加固结构弊端的作用。该技术应用在柱中的基本方法是本技术所述ー种全预应カ复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构柱结构包括待加固柱、千斤顶、焊接临时牛腿和至少2组加固组件，所述待加固柱在基础顶面与梁之间，所述千斤顶底部压在待加固柱上端，千斤顶上部顶住梁底，千斤顶底部有焊接牛脚，所述焊接牛脚焊接在待加固柱上部内，所述加固组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构梁结构包括待加固梁、受压区钢板、受拉区钢板、钢板箍、斜拉钢筋和螺杆，所述待加固梁配有纵筋，其特征在于：所述受压区钢板通过结构胶和固定件固定在待加固梁上方，所述受拉区钢板通过结构胶和钢板箍固定在待加固梁下方，所述钢板箍为U型钢板条，钢板箍开口朝上将受拉区钢板与待加固梁卡紧，螺杆穿过受压区钢板和待加固梁两侧，螺杆下端与钢板箍上端之间为焊接连接，螺杆上端有预紧螺母，所述待加固梁两侧开槽放置斜拉钢筋，所述斜拉钢筋下端有限位块，斜拉钢筋上端有预紧螺母。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾瑞南，杨苏杭，王毅，
申请(专利权)人：南京盛圆土木工程高科技有限公司，江苏省建筑科学研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：