[發(fā)明專利]一種采用預應力索加固鋼筋混凝土柱的裝置及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210062546.0
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102661055A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 吳二軍;姜偉;王秀哲;王偉;顧文虎
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04C3/34;E04C5/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 鄧麗

技術(shù)領域

本發(fā)明專利涉及一種用于采用預應力索對鋼筋混凝土裝置，涉及土木工程結(jié)構(gòu)加固與改造、預應力施工等技術(shù)領域。

背景技術(shù)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是國內(nèi)外應用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，由于設計、施工缺陷，各類損傷或提升使用要求等原因，大量的工程結(jié)構(gòu)需要進行加固。常用的混凝土柱加固方法有擴大截面法、外包鋼法、外貼纖維布法、高強鋼絞線聚合物砂漿面層法。擴大截面法受力明確，但對柱截面尺寸改變較大，且需要澆筑作業(yè)，施工復雜；外包鋼加固法成本較高，且需要防銹處理，需后期維護；外貼纖維布法加固效果好，但存在對構(gòu)件表面平需打磨處理、纖維高強度不能充分利用、成本高的缺點；高強鋼絞線聚合物砂漿面層法施工簡單，加固效果好，但存在成本過高、鋼絞線強度不能充分利用的缺點。針對高性能纖維和高強鋼絞線強度不能充分利用的缺點，業(yè)界進行了預應力加固技術(shù)的探索，發(fā)明了預應力包裹纖維布技術(shù)，但設備較大，使用不便、機械費用高，對混凝土表面平整度仍有較高要求等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種高強鋼絞線、高性能纖維等材料加固柱時存在強度不能充分利用的缺點，找到一種施工方便、成本低的預應力加固方法；降低對混凝土柱表面的處理要求。預應力施加過程中有較低的預應力損失。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種采用預應力索加固鋼筋混凝土柱的裝置，包括混凝土柱及與混凝土柱端部相連的梁板，通過纏繞在混凝土柱外側(cè)的預應力索施加橫向變形使預應力索產(chǎn)生預拉力，帶有螺紋孔的弧形鋼條和對混凝土柱產(chǎn)生約束力的約束鋼條通過混凝土柱施加橫向變形的加載螺桿固定，在所述混凝土柱的每一側(cè)至少設有一個由弧形鋼條、約束鋼條和加載螺桿組成的部件。

本發(fā)明中所述預應力索的纏繞方式為雙向螺旋對稱纏繞，預應力索的水平夾角在0～90°，間距在10cm以內(nèi)。

本發(fā)明中所述由弧形鋼條、約束鋼條和加載螺桿組成的部件沿混凝土柱四周對稱設置，數(shù)量可為4～10組。

本發(fā)明中所述加載螺桿長度為2～5cm。

一種采用預應力索加固鋼筋混凝土柱的裝置的使用方法，包括以下步驟：

(a)?首先在弧形鋼條內(nèi)穿過加載螺桿定在約束鋼條上;

（b）采用均勻?qū)ΨQ雙螺旋的方式來纏繞預應力索、所述預應力索與混凝土柱表面接觸部位角部，預先粘貼豎向膠條，預應力張拉后去除；預應力索端部錨固在梁板中;

（c）隨著加載螺桿逐漸擰進，加載螺桿將弧形鋼條頂出，鋼條代動預應力索產(chǎn)生水平橫向變形，產(chǎn)生拉力；對稱施加預應力保證對柱各面的約束力基本均勻;

（d）張拉完成后，預應力大小可根據(jù)預應力索伸長量確定，增加抹灰面層保護預應力索和增加對混凝土柱的約束。?

本發(fā)明的效果和益處是：

該發(fā)明的裝置和方法實現(xiàn)了高強度筋材強度的充分利用，同常規(guī)加固方法相比，增加了約束力，提高了承載能力。通過對雙螺旋纏繞預應力索傾角的變化，預應力索不僅可以提供水平約束力，而且可以提供部分縱向拉力，提高偏心受壓承載能力。同擴大截面法相比，施工簡單，對截面尺寸的影響較小。

附圖說明

圖1是本發(fā)明雙螺旋纏繞預應力索加固后的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是矩形截面柱加固后的橫截面圖。

圖3是矩形截面柱加固后的又一橫截面圖。

圖4是矩形截面柱加固后的又一橫截面圖。

圖5是圓形截面柱加固后的橫截面圖。

圖6是圓形截面柱加固后的又一橫截面圖。

圖1-6中（1）預應力索；（2）弧形鋼條；（3）約束鋼條；（4）加載螺桿；（5）混凝土柱；（6）梁板。

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具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。

一種采用預應力索加固鋼筋混凝土柱的裝置，混凝土柱5及與混凝土柱5端部相連的梁板6，通過纏繞在混凝土柱5外側(cè)的預應力索1施加橫向變形使預應力索1產(chǎn)生預拉力，帶有螺紋孔的弧形鋼條2和對混凝土柱5產(chǎn)生約束力的約束鋼條3通過混凝土柱施加橫向變形的加載螺桿4固定，在所述混凝土柱5的每一側(cè)設有一個至三個由弧形鋼條2、約束鋼條3和加載螺桿4組成的部件。

本發(fā)明中的預應力索1的纏繞方式為雙向螺旋對稱纏繞，預應力索1的水平夾角在0～90°，間距在10cm以內(nèi)，根數(shù)和截面面積根據(jù)提高承載力要求確定。預應力索1上下端可采用砂漿、結(jié)構(gòu)膠等錨入柱兩端的梁板6中。