[发明专利]基于预应力钢板的混凝土梁负弯矩区加固结构

说明书

本发明提供一种基于预应力钢板的混凝土梁负弯矩区加固结构，包括包覆于原柱体外围的柱钢板和覆盖在原梁体上方的梁钢板，所述的柱钢板与原柱体之间用填充料填充，所述的柱钢板上方穿过楼板处凿槽与梁钢板焊接，实现梁钢板在梁柱交接处的固定，所述的梁钢板在梁柱交接处的负弯矩区采用具有初张力的预应力钢板，利用预应力钢板对横梁负弯矩处施加预应力，抑制裂缝的开展，提高梁体的抗弯能力；所述的梁钢板通过粘结剂和螺栓与原梁体上表面连接固定。本发明利用预应力钢板在梁的上表面负弯矩区设置预应力，可以成倍提高构件在正常使用阶段的承载能力以及刚度，并可抑制裂缝开展甚至闭合裂缝，使梁构件的性能显著改善。

技术领域

本发明所属建筑结构加固技术领域，特别涉及基于预应力钢板的混凝土梁负弯矩区加固结构。

背景技术

钢筋混凝土结构是多高层工业和民用建筑最常见的结构类型。在服役期内，自身老化、外荷载增加或使用功能改变等原因导致了钢筋混凝土建筑结构大量的加固改造需求。其中，框架和框剪结构的框架梁或连梁的端部负弯矩区常产生裂缝、出现受弯承载能力明显不足的情况，必须进行加固。

目前，钢筋混凝土梁结构加固方法主要有增大截面，外包钢加固，粘贴钢板加固法，粘贴碳纤维加固，体外预应力加固以及改变结构受力体系加固法等。其中，增大截面法影响了使用空间；外包钢法工序复杂；粘贴钢板加固的局限性在于被加固表面的处理以及对粘结剂的依赖性，并且裂缝不能很好的抑制，更无谈闭合；体外预应力加固关键在于锚固点的设置，由于筋束的外置，虽然检查更换容易，但也更易损坏，而且由于活载受迫振动时限制了自由长度，会由于延性不足而导致突然崩断。在梁与柱交接处负弯矩区加固，锚固方式的选择以及锚固部件的设计等，都直接影响到加固材料能否有效发挥抗弯作用、能否有效抑制裂缝开展，最终起到良好的加固效果。鉴于此，本发明提供一种基于预应力钢板的混凝土梁负弯矩区加固结构来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种基于预应力钢板的混凝土梁负弯矩区加固结构，包括包覆于原柱体2外围的柱钢板1和覆盖在原梁体7上方的梁钢板4，其特征在于：所述的柱钢板1与原柱体2之间用填充料3填充，所述的柱钢板1上方穿过楼板处凿槽与梁钢板4焊接，实现梁钢板4在梁柱交接处的固定，所述的梁钢板4在梁柱交接处的负弯矩区采用具有初张力的预应力钢板，利用预应力钢板对横梁负弯矩处施加预应力，抑制裂缝的开展，提高梁体的抗弯能力；所述的梁钢板4通过粘结剂和螺栓8与原梁体7上表面连接固定。

所述的梁钢板4上靠近柱钢板1的负弯矩区上焊接有锚固钢筋9，所述的锚固钢筋9末端斜向上穿过柱钢板1后插入原柱体2内，所述的锚固钢筋9在梁钢板4的宽度方向上均匀对称布置。

所述的螺栓8穿过梁钢板4后伸入原梁体7的混凝土内，粘结剂通过挤压注入法填满梁钢板4和原梁体7之间的空隙，通过螺栓8的锚固连接，将梁钢板4的预应力钢板上的预应力有效传递到梁体内部。

所述的柱钢板1与原柱体2之间通过栓钉5和拉结筋连接，栓钉5垂直连接于柱钢板1上，拉结筋一端与栓钉5连接，一端伸入原柱体2内，实现柱钢板1与原柱体2之间的连接固定，填充料3将柱钢板1与原柱体2之间的间隙填满后，将栓钉5与拉结筋包裹，进一步实现柱钢板1与原柱体2之间的固定连接。

所述的柱钢板1周向均开孔穿过植筋6，植筋6内侧端伸入原柱体2内，外侧端通过螺母旋合与柱钢板1外侧面固定，通过植筋6将柱钢板1与原柱体2锚固成整体，实现对原柱体2的进一步加固。

所述的填充料3选用微膨胀细石混凝土或灌浆料。

所述的梁钢板4的宽度大于原梁体7的宽度与四倍螺栓8的直径之和，将原梁体7两侧局部楼板作为梁体的翼缘，通过螺栓8连接梁钢板4与该局部楼板将梁钢板4上的预应力传递到原梁体7和梁体翼缘上。