[發明專利]輕鋼受彎構件的CFRP預應力裝配式加固方法及加固組件

在審

• 申請號: 201810315271.4
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108560943A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 馮鵬;胡黎俐;強翰霖
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本發明涉及輕鋼受彎構件的加固方法。該方法包括：將至少一個中部張拉組件設置在所述輕鋼受彎構件的下翼緣的兩端之間；將CFRP板通過兩端錨固組件平行固定在所述輕鋼受彎構件的下翼緣的下表面；以及調整所述中部張拉組件，用于支撐所述CFRP板朝遠離所述輕鋼受彎構件的方向產生變形。該加固方法，簡單便捷，工程實用性強，有效提高了輕鋼受彎構件的抗彎承載力、抗彎剛度以及疲勞壽命；并且兩端錨固組件及中部張拉組件的配合使用提高了輕鋼受彎構件腹板的局部穩定性，提高了CFRP板的利用率，避免了CFRP板的剝離破壞。

技術領域

本發明涉及鋼材結構技術領域，具體地，本發明涉及輕鋼受彎構件的加固方法，更具體地，本發明涉及輕鋼受彎構件的加固方法及加固組件。

背景技術

輕鋼結構是一種年輕而極具生命力的鋼結構體系，已廣泛應用于一般工農業、商業、服務性建筑，如辦公樓、別墅、倉庫、體育場館、娛樂、旅游建筑和低、多層住宅建筑等領域。輕鋼結構是指《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》所規定的具有輕型屋蓋和輕型外墻(也可以有條件地采用砌體外墻)的單層實腹門式剛架結構。輕鋼，或輕鋼構件，則指代輕鋼結構上的構件，如輕型屋蓋上的C型檁條等。

預應力加固鋼結構的有效性在很多工程中得到了證明，在實際的工程應用中，可以將預應力施加在某一或某些構件上，也可以施加在整個結構上。在鋼結構中施加預應力，可以提高構件或結構的承載能力，減小變形，達到節約鋼材、降低工程造價的目的。

然而，工藝簡單、工程實用性強的預應力加固方法還需進一步研究。

發明內容

本申請是基于發明人對以下事實和問題的發現和認識作出的：

對于輕鋼受彎構件，通過對其施加預應力可以使結構在使用荷載下不產生裂縫或裂縫寬度減小。施加預應力的方法很多，有反拱法、直接張拉法、波紋錨具張拉法等。然而這些方法大多使用千斤頂進行張拉，工藝復雜，在工程上實用性不強。基于上述問題的發現，發明人將預制的CFRP預應力施加組件與CFRP板相結合，實現了對輕鋼受彎構件的下翼緣的預應力加固。該加固工藝簡單便捷，工程實用性強，有效提高了輕鋼受彎構件的抗彎承載力、抗彎剛度以及疲勞壽命；并且該預制的CFRP預應力施加組件的使用提高了輕鋼受彎構件腹板的局部穩定性，提高了CFRP板的利用率，避免了CFRP板的剝離破壞。

為此，在本發明的第一方面，本發明提出了一種輕鋼受彎構件的加固方法。根據本發明的實施例，所述加固方法包括：將至少一個中部張拉組件設置在所述輕鋼受彎構件的下翼緣的兩端之間；將CFRP板通過兩端錨固組件平行固定在所述輕鋼受彎構件的下翼緣的下表面；以及調整所述中部張拉組件，用于支撐所述CFRP板朝遠離所述輕鋼受彎構件的方向產生變形；其中，所述兩端錨固組件設置在所述輕鋼受彎構件的下翼緣的兩端，所述中部張拉組件設置在所述輕鋼受彎構件和所述CFRP板之間。

根據本發明實施例的加固方法，簡單便捷，工程實用性強，有效提高了輕鋼受彎構件的抗彎承載力、抗彎剛度以及疲勞壽命；并且兩端錨固組件及中部張拉組件的配合使用提高了輕鋼受彎構件腹板的局部穩定性，提高了CFRP板的利用率，避免了CFRP板的剝離破壞。需要說明的是，該加固方法降低了受彎構件的豎向相對變形，減小了剝離剪應力，從而避免了粘結剝離破壞，相對地提高了其極限承載力。另外，加固方法的使用提高了CFRP板的利用率，這是因為CFRP板的強度高、彈性模量小，需要很大的變形才能發揮纖維的高強作用，對CFRP通過該加固方法施加預拉力，可以使CFRP在結構破壞前充分發揮其強度。

根據本發明的實施例，上述加固方法還可進一步包括如下附加技術特征至少之一：

根據本發明的實施例，所述中部張拉組件只有一個，并且設置在所述輕鋼受彎構件的下翼緣的跨中。根據本發明實施例的加固方法更加簡捷，工程實用性更強，成本更低，有效提高了輕鋼受彎構件的抗彎承載力、抗彎剛度以及疲勞壽命；并且兩端錨固組件及中部張拉組件的配合使用提高了輕鋼受彎構件腹板的局部穩定性，提高了CFRP板的利用率，避免了CFRP板的剝離破壞。