[發(fā)明專(zhuān)利]改造工程中腹板開(kāi)洞鋼筋混凝土梁的洞口加固系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310048568.X
• 申請(qǐng)日: 2023-01-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116122617A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋鋒;楊鈞鴻;蘇成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04G23/02
• 分類(lèi)號(hào): E04G23/02
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 黃月瑩

本發(fā)明公開(kāi)了一種改造工程中腹板開(kāi)洞鋼筋混凝土梁的洞口加固系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括梁洞口、鋼框、加固鋼板、螺栓孔和雙頭螺栓；梁洞口上下為混凝土短桿，洞口內(nèi)部放置鋼框，洞口對(duì)應(yīng)位置的混凝土梁的上下表面放置加固鋼板，上、下加固鋼板與鋼框通過(guò)均勻布置的螺栓相連接。加固鋼板及鋼框與混凝土接觸的表面均勻涂環(huán)氧樹(shù)脂，梁的上肢、下肢與上、下加固鋼板及鋼框在相同位置鉆螺栓孔，螺栓與鋼板之間進(jìn)行焊接。該加固系統(tǒng)依據(jù)開(kāi)洞梁的破壞形態(tài)和傳力機(jī)理進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)螺栓、鋼框、鋼板將梁的上下肢形成一個(gè)整體，能夠有效傳遞剪力并且恢復(fù)了梁由于開(kāi)洞造成的抗剪承載力的損失，減小了應(yīng)力集中效應(yīng)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可標(biāo)準(zhǔn)化施工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑工程加固領(lǐng)域，尤其涉及改造工程中腹板開(kāi)洞鋼筋混凝土梁的洞口加固系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)我國(guó)建筑新建腳步開(kāi)始放緩，逐漸進(jìn)入新建與改造加固并重的建設(shè)階段。在舊建筑改造加固的過(guò)程中，舊有樓房的供水、供電，供暖、供氣等管線往往錯(cuò)綜復(fù)雜，在層高受限的前提之下，要想解決出現(xiàn)的這種問(wèn)題，可以選擇給梁開(kāi)洞讓各類(lèi)管線能夠從梁洞口穿過(guò)，可以避免管線在梁下擠壓樓層凈高，使設(shè)備高度和結(jié)構(gòu)高度保持一致。但整個(gè)開(kāi)洞過(guò)程實(shí)際上已經(jīng)嚴(yán)重破壞了梁的整體性與連續(xù)性，不僅需要切隔洞口處的混凝土，還需要剪除配置的箍筋及一些構(gòu)造筋，梁的整體剛度、抗彎承載力、抗剪承載力遭受到不同程度的削弱，可能使得縱向鋼筋達(dá)不到屈服混凝土就被壓碎，破壞形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈浴３送舛纯诮遣亢苋菀壮霈F(xiàn)應(yīng)力集中導(dǎo)致裂縫開(kāi)展超過(guò)限值影響正常使用。且實(shí)際施工中一些工人可能不符合規(guī)范要求的就在梁隨意位置開(kāi)洞或者開(kāi)洞大小尺寸超過(guò)限制，對(duì)結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。

針對(duì)上述開(kāi)洞梁中出現(xiàn)的問(wèn)題，我國(guó)并沒(méi)有明確的設(shè)計(jì)方案。但國(guó)內(nèi)外已有學(xué)者對(duì)于開(kāi)洞梁的力學(xué)性質(zhì)以及如何加固開(kāi)洞梁做了相關(guān)的研究，“腹板開(kāi)大洞口RC梁的體外加固技術(shù)對(duì)比試驗(yàn)研究”中對(duì)梁側(cè)外部粘貼CFRP，外粘鋼板、以及外部粘貼帶肋鋼板技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)已有的這些加固方法都存在不同的缺陷，粘貼CFRP加固能夠有效提升開(kāi)洞梁的延性，但對(duì)其剛度提升不大，采用粘貼鋼板加固容易造成鋼板的面外失穩(wěn)。“帶肋鋼板加固腹板開(kāi)大洞口RC梁的受剪承載力試驗(yàn)研究”發(fā)現(xiàn)粘貼帶肋鋼板加固能有效改善洞口角部的受力，加肋能夠約束鋼板不發(fā)生平面外屈曲，開(kāi)洞梁的承載力、初始剛度和變形能力得以大幅提高，因此粘帶肋鋼板是更加妥當(dāng)?shù)募庸谭椒ā５傮w而言采用外部粘貼材料的方法都具有一個(gè)共同的缺陷就是在長(zhǎng)期受荷下環(huán)氧樹(shù)脂失效而使加固材料發(fā)生剝離。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)開(kāi)洞梁中加固技術(shù)的不足，本發(fā)明主要提供了一種改造工程中腹板開(kāi)洞鋼筋混凝土梁的洞口加固系統(tǒng)與方法，包括梁洞口、鋼框、加固鋼板、螺栓孔和雙頭螺栓；梁洞口上下為混凝土短桿(簡(jiǎn)稱(chēng)上肢、下肢)，洞口內(nèi)部放置鋼框，洞口對(duì)應(yīng)位置的混凝土梁的上下表面放置加固鋼板，上、下加固鋼板與鋼框通過(guò)均勻布置的螺栓相連接。加固鋼板及鋼框與混凝土接觸的表面均勻涂環(huán)氧樹(shù)脂，梁的上肢、下肢與上、下加固鋼板及鋼框在相同位置鉆螺栓孔，螺栓與鋼板之間需要進(jìn)行焊接。該系統(tǒng)依據(jù)開(kāi)洞梁的破壞形態(tài)和傳力機(jī)理設(shè)計(jì)，針對(duì)各種形式的洞口都可以達(dá)到較好的加固效果，通過(guò)螺栓鋼框鋼板將梁的上下肢形成一個(gè)整體，有效恢復(fù)了梁由于開(kāi)洞造成的抗剪承載力損失。且通過(guò)雙頭螺栓緊固鋼板能夠使加固鋼板即便在長(zhǎng)期荷載作用下也不容易發(fā)生剝離，確保了加固效果，能夠有效保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

本發(fā)明至少通過(guò)如下技術(shù)方案之一實(shí)現(xiàn)。

一種改造工程中腹板開(kāi)洞鋼筋混凝土梁的洞口加固系統(tǒng)，包括梁洞口、鋼框、加固鋼板、螺栓孔和雙頭螺栓；所述梁洞口內(nèi)嵌所述鋼框；所述梁洞口對(duì)應(yīng)位置的混凝土梁的上下表面放置所述加固鋼板；上下的加固鋼板與鋼框連接。

作為一種優(yōu)選，所述鋼框、加固鋼板均表面涂有環(huán)氧樹(shù)脂。

進(jìn)一步地，若將洞口拆分為若干小洞口，若干小洞口的間距應(yīng)大于或等于10cm，且不大于洞口高度的一半。

作為一種優(yōu)選，所述梁洞口為矩形孔或U型孔。

作為一種優(yōu)選，所述鋼框內(nèi)部設(shè)置橫向或豎向隔板。