專利名稱：外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法
技術領域：
本發明涉及建筑工程領域，具體涉及震損結構的加固修復，是一種利用外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法。
背景技術：
近年來全球強震頻發，相當一部分建筑受到不同程度的損傷，如何對此類震損結構進行合理的修復以保證其在剩余服役期內的安全，成為了當前亟需解決的問題。外包角鋼法用于震損鋼筋混凝土框架結構，尤其是震損比較嚴重的框架結構加固時，如何在對框架柱采用外包角鋼外，合理有效地加固損傷較為嚴重的框架梁及梁柱節點，同時保證柱腳的不過早破壞，將直接關系到對震損框架結構加固的成敗。發明內容
本發明旨在提供一種外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法。
這種利用外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其技術方案為，其技術方案為，對于震損嚴重的鋼筋混凝土框架結構，框架柱的四周采用角鋼加固并在高度方向上每隔一定間距設置鋼綴板，框架梁的底部采用角鋼加固而梁頂則采用扁鋼加固，梁柱節點設置貫穿鋼筋并與梁底部角鋼及頂部扁鋼焊接，同時在柱底設置加強角鋼并澆筑柱墩。
外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，包括以下步驟
(I)框架柱的四周采用加固角鋼加固并在高度方向上每隔一定間距設置鋼綴板
加固角鋼宜選用等邊角鋼，長度為框架柱高度的80% 100%，邊長應取該側柱邊長1/6 1/4,優選為1/5左右，厚度宜取5mm IOmm ;綴板間距一般取為150mm 300mm, 其寬度宜取45 55mm，優選50mm，厚度宜與加固角鋼相同，加固角鋼與框架柱采用環氧樹脂進行粘結，而綴板與框架柱的空隙則灌注環氧水泥砂漿；
(2)框架梁的底部采用加固角鋼加固，梁頂采用扁鋼加固
加固角鋼宜選用等邊角鋼，邊長為梁底邊長的1/6 1/4，優選為梁底邊長的1/5 左右，長度為框架梁跨度的80% 100%，厚度宜取5mm IOmm;梁頂加固采用兩片扁鋼， 分別靠邊緣布置，扁鋼的外側與梁底邊緣齊平；扁鋼長度、厚度分別與加固角鋼邊長、厚度相同，加固角鋼、扁鋼與框架梁采用環氧樹脂進行粘結；
(3)梁柱節點設置貫穿鋼筋并與梁底部角鋼及頂部扁鋼焊接
梁頂和梁底均布置兩根貫穿節點的鋼筋，并分別與梁底加固角鋼4及梁頂扁鋼6 焊接，鋼筋直徑宜取18mm 25mm ;同時柱端四周設加強角鋼，加強角鋼宜選用等邊角鋼，邊長應取該側柱邊長的1/5 1/3，優選為1/4左右，厚度宜取6mm 12mm，并在框架梁種植化學螺栓，將加強角鐵錨固以保證節點的牢靠，化學螺栓直徑宜取16mm 20mm ；
(4)柱底設置加強角鋼并澆筑柱墩
在框架柱與基礎連接四周均設置加強角鋼，加強角鋼宜選用等邊角鋼，邊長應取該側柱邊長的1/5 1/3，優選為1/4左右，厚度宜取6mm 12mm，加強角鋼與框架柱的加固角鋼焊接，并在基礎上種植化學螺栓錨固加強角鋼；化學螺栓直徑宜取16mm 20mm ;澆筑柱墩的截面各邊尺寸應為框架柱同側尺寸的I. 9 2. I倍，高度可取框架柱長邊尺寸的O.9 I. I倍，并在柱墩內布置水平和豎向拉結筋，水平拉結筋應植入原框架柱內不少于 IOOmm (一般為100 200mm),其直徑宜取12mm 20mm,豎向拉結筋沿柱墩四周布置,其直徑宜取18mm 25謹。。
本發明外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，不僅可靠性較高，而且能夠顯著提高結構的承載能力，可以保證其在剩余服役期間內的安全。根據上述加固方法進行的框架結構低周反復試驗結果表明，震損加固框架的延性與未損結構相當，水平極限承載力較未損對比結構增加70%以上。


圖I為加固后的框架柱截面。
圖2為加固后的框架梁截面。
圖3為加固后的梁柱節點。
圖4為加固柱墩截面。
圖中I-框架柱,2_框架梁,3_柱墩,4_加固角鋼,5_綴板,6_扁鋼,7_貫穿節點鋼筋，8-加強角鋼，9-化學螺栓，10-水平拉結筋，11-豎向拉結筋。
具體實施方式
如圖I 4所示，混凝土結構框架包括框架柱I、框架梁2和柱墩3，加固步驟如下
(I)對于框架柱I的加固，四個角部采用加固角鋼4進行加固，加固角鋼4宜選用等邊角鋼，邊長應取該側柱邊長的1/5左右，厚度宜取5_ 10_，長度與框架柱高度相同； 加固角鋼4與框架柱I之間采用環氧樹脂進行粘結，并在框架柱I高度方向上每隔150mm 300mm的間距設置鋼質的綴板5，綴板5的寬度宜取50mm，厚度宜與加固角鋼4相同，綴板5 與框架柱I的空隙則灌注環氧水泥砂漿；如圖I ;
(2 )對于框架梁2的加固，梁底采用加固角鋼4加固，加固角鋼4宜選用等邊角鋼， 邊長取梁底邊長的1/5左右，厚度宜取5_ 10_，長度與框架梁跨度相同；梁頂采用兩片扁鋼6加固，分別靠梁底邊緣布置，扁鋼的外側與梁底邊緣齊平；扁鋼6的長度、厚度宜分別與加固角鋼4的邊長、厚度相同，加固角鋼4、扁鋼6與框架梁2采用環氧樹脂進行粘結；如圖2 ；
(3)對于梁柱節點的加固，在梁頂和梁底各設置兩條貫穿節點鋼筋7，鋼筋直徑宜取18mm 25mm，并分別與梁底加固角鋼4及梁頂扁鋼6焊接，同時柱端四周設加強角鋼8， 加強角鋼宜選用等邊角鋼，邊長應取該側柱邊長的1/4，厚度宜取6_ 12_，并在框架梁 2種植化學螺栓9將加強角鋼錨固在框架梁上，化學螺栓9的直徑宜取16mm 20mm ;如圖 3 ；
(4)對于柱底的加強，在框架柱I與基礎連接四周均設置加強角鋼8，加強角鋼8 宜選用等邊角鋼，邊長應取該側柱邊長的1/4，厚度宜取6_ 12_，加強角鋼8與框架柱角鋼4焊接，而與基礎種植化學螺栓9進行錨固，化學螺栓9的直徑宜取16_ 20_，澆筑柱墩3的截面各邊尺寸應為框架柱I同側尺寸的I. 9 2. I倍，高度可取框架柱I長邊尺寸的O. 9 I. I倍，并在柱墩3內布置水平拉結筋10和豎向拉結筋11，水平拉結筋10應植入原框架柱I內不少于IOOmm (一般為100 200mm),其直徑宜取12mm 20mm,豎向拉結筋11沿柱墩3四周布置，其直徑宜取18mm 25mm，如圖4。
根據以上具體實施方式
，設計了震損加固后鋼筋混凝土框架結構的試件并進行低周反復荷載作用下的試驗研究。試驗結果表明，加固后的震損框架試件，其延性與未損對比試件相當，水平極限承載力較未損對比試件增加了 70%以上。
權利要求
1.一種外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其特征在于，包括 (1)框架柱的加強框架柱的四周采用加固角鋼加固，并在高度方向上設置鋼綴板； (2)框架梁的底部采用加固角鋼加固，梁頂采用扁鋼加固； (3)梁柱節點設置貫穿鋼筋并與梁底部角鋼及頂部扁鋼焊接； (4)柱底設置加強角鋼并澆筑柱墩。
2.權利要求I所述外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其特征在于，步驟(I)中，所述的加固角鋼為等邊角鋼，長度為框架柱高度的80% 100% ;加固角鋼的邊長為框架柱邊長的1/6 1/4，厚度為5 IOmm ;綴板的寬度為45 55mm，厚度與加固角鋼相同，在框架柱高度上的間距為150mm 300mm ； 步驟(2)中，所述的角鋼為等邊角鋼，邊長為梁底邊長的1/6 1/4，長度為框架梁跨度的80% 100%，厚度為5 IOmm;扁鋼的長度和厚度分別與加固角鋼長度和厚度相同；扁鋼的數量為2個，扁鋼的外側與梁底邊緣齊平。
3.權利要求2所述外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其特征在于，步驟(I)中，加固角鋼與框架柱采用環氧樹脂進行粘結，綴板與框架柱的空隙灌注環氧水泥砂漿。
4.權利要求2所述外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其特征在于，步驟(I)中，加固角鋼為等邊角鋼，邊長為框架柱邊長的1/5，綴板的寬度為50mm。
5.權利要求2所述外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其特征在于，步驟(2)中，加固角鋼為等邊角鋼，邊長為梁底邊長的1/5。
6.權利要求2所述外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其特征在于，步驟(2)中，角鋼、扁鋼與框架梁采用環氧樹脂進行粘結。
7.權利要求I所述外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其特征在于，步驟(3)中，在框架梁的梁頂和梁底均布置兩根貫穿節點的鋼筋，并分別與梁底加固角鋼4及梁頂扁鋼6焊接；同時柱端四周設加強角鋼，加強角鋼為等邊角鋼，邊長為該側柱邊長的1/5 1/3，厚度為6mm 12mm ;并且將加強角鋼用種植化學螺栓錨固在框架梁上； 步驟(4)中，在框架柱與基礎連接四周均設置加強角鋼，加強角鋼為等邊角鋼，邊長為該側柱邊長的1/5 1/3，厚度為6mm 12mm;加強角鋼與框架柱上的加固角鋼焊接，并用種植化學螺栓錨固在基礎連接上；澆筑柱墩的截面各邊尺寸為框架柱同側尺寸的I. 9 2.I倍，高度為框架柱長邊尺寸的O. 9 I. I倍，并在柱墩內布置水平和豎向拉結筋，水平拉結筋植入原框架柱內100 200_，豎向拉結筋沿柱墩四周布置。
8.權利要求7所述外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其特征在于，步驟(3)和(4)中，加強角鋼為等邊角鋼，邊長為該側柱邊長的1/4，化學螺栓直徑為16mm 20mmo
9.權利要求7所述外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其特征在于，步驟(3)中，鋼筋的直徑為20mnT28mm ;步驟(4)中，水平拉結筋直徑12mm 20mm,豎向拉結筋直徑18mm 25mm。
全文摘要
本發明涉及建筑工程領域，公開了一種外包鋼套加固嚴重震損鋼筋混凝土框架結構的方法，其技術方案為，對于震損嚴重的鋼筋混凝土框架結構，框架柱的四周采用角鋼加固并在高度方向上每隔一定間距設置鋼綴板，框架梁的底部采用角鋼加固而梁頂則采用扁鋼加固，梁柱節點設置貫穿鋼筋并與梁底部角鋼及頂部扁鋼焊接，同時在柱底設置加強角鋼并澆筑柱墩。本方法可以很好地恢復震損鋼筋混凝土框架結構的承載能力和抗震性能。試驗結果表明采用本方法加固后的震損框架結構，其延性與未損對比結構相當，水平極限承載力較未損對比結構增加70%以上。
文檔編號E04G23/02GK102979320SQ20121058793
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者龔治國, 張富文, 李向民, 殷杰, 朱春明, 蔣利學, 鄭昊 申請人:上海市建筑科學研究院(集團)有限公司, 上海建科工程改造技術有限公司