[发明专利]一种梁柱节点加固方法及其加固装置

说明书

技术领域

本发明涉及建筑结构加固领域，特别是涉及一种装配式框架结构的梁柱节点加固方法及其加固装置。

背景技术

近年来，我国建筑行业提出了住宅产业化和建筑工业化的目标。而现阶段我国建筑行业大都使用现浇混凝土, 其生产效率低、环境污染重、经济耗费大。推进工业化建筑的发展可从根本上改变传统的建筑生产方式，使建设逐步走上科技含量高、资源消耗低、环境污染少、经济效益好的道路，是关系到可持续发展的大事，也是实现建设领域自主创新的有效途径。因此，以规模化、工厂化生产建筑产品为目标，通过技术集成与产品集成，实现建筑过程的工厂化，变工地为工厂，大幅度地提高劳动生产率是建筑工业化发展的必由之路。

预制装配式混凝土结构是工业化建筑的主要建筑结构体系之一。它将混凝土结构分成许多单元，在工厂浇筑成型，再将各预制混凝土构件运输至施工现场吊装就位进行整体连接而形成。与传统现浇结构相比，其优越性在于大幅度提高了住宅的建造能力和建造速度，节省大量劳动力，保障了建造质量，并且节材节水环保。其中，框架结构是装配式混凝土结构中应用较为广泛的一种结构体系, 具有 施工简便、预制率高、建筑面积布置灵活等优点，具有较高的实用价值, 常用于住宅、宾馆、商场、办公楼等。

但是在抗震地区应用预制混凝土结构，通常会遇到很大的困难。长期以来，预制混凝土结构抗震性能研究一直落后于现浇混凝土结构。其主要原因就是节点连接在一定程度上会影响结构的整体性，从而导致抗震性能下降。国外许多研究机构进行了大量预制混凝土的试验研究工作。通过工程实践的验证，预制装配式混凝土结构逐渐发展成为重要的建筑结构体系，在许多发达国家得到了广泛的应用，并已成为一些国家新建建筑的主要形式。我国的预制装配式混凝土技术相对于发达国家和地区比较落后。其主要原因之一是节点连接技术的不完善，结构整体性与抗震性能不好。此外，几次大地震的调查表明，预制混凝土墙结构在震后破坏较轻，而大空间的预制混凝土框架结构破坏较严重，主要表现为因各构件间的连接破坏而导致结构整体离散、倒塌。因此，在装配式混凝土结构体系当中， 预制构件间的连接节点是预制混凝土结构的薄弱环节，也是预制混凝土结构研究的重点。连接节点特别是承力构件的连接节点对于结构整体性、荷载传递、抗震耗能起着重要作用。要大力推广应用装配式混凝土结构，设计出性能卓越的连接节点至关重要，必要时应当对节点进行加强。

按预制结构施工方法分类, 承重构件的连接可以分为湿连接和干连接。湿连接需要在连接的两构件之间浇筑混凝土或灌注水泥浆。干连接则是通过在连接的构件内植入钢板或其它钢部件, 通过螺栓连接或焊接, 从而达到连接的目的。两者的区别在于，湿连接在施工现场仍然需要一定程度的湿作业．而干连接则完全脱离了湿作业。前者的结构整体性以及受力性能更好，后者的工业化程度较高，更加节省劳动力，减少施工周期，并且更加有利于节能环保。采用干连接节点时，梁柱构件和连接件均在工厂加工，施工现场只要将其装配即可，但是结构整体性能相对现浇结构较弱，显得更为松散，因此，需要通过特殊的方式使其连接效果得到加强，同时使结构的抗震性能得以保障。

现有的梁柱节点加强方式涉及钢、混凝土等不同结构形式，并因节点连接方式而异。在钢筋混凝土框架结构中，比起梁柱节点加强方式，梁柱节点的连接方式更受关注，加强方式涉及较少。

已有的梁柱节点加强方式有：

1、碳纤维布加固，如用碳纤维布将三角形钢捆扎在梁和柱上，或者先在梁柱节点梁底部增补素混凝土，然后在该混凝土块与梁柱表面以及梁端、柱端粘贴纤维布等。该类方法操作方便，但是造价较高，受施工质量影响很大，碳纤维布接头的连接不够可靠，在正常使用中不参与受力，地震下脆性破坏可能性较大。

2、钢绞线加固，比如将钢绞线横向环绕在钢筋混凝土梁柱节点核心区，并通过预应力施加装置对此钢绞线施加预应力。该方法只能加强梁端，没有加强柱子，并不能认为加强了整个梁柱节点，横向的钢绞线需要穿过楼板，施工受到极大限制，对原有结构的影响较大。

3、通过加大梁的截面进行加固，比如加大截面梁内的纵筋和柱外围安装的钢套箍相连，再进行浇筑。该类方法主要用于已有节点的加固，对原有构建破坏较小，但是制作繁琐，与原有结构不能很有效得连接。

4、外包钢加固，如在框架柱四边包上角钢，角钢的端部通过扁钢连接，通过高强螺栓的螺母施加预应力，从而对柱子进行加固；或者在四根梁的侧边和上下面、柱子的四个面以及楼板的上下面均固定钢板，并且相互焊接。该类方法直观简洁，但是耗钢量大，裁剪加工钢板过程繁琐，且焊接质量对加固效果影响较大。

发明内容