[发明专利]一种新型的锚栓钢板加固耐火系统及其加固方法

说明书

技术领域

本发明属于结构工程领域，具体涉及一种用于对建筑及桥梁结构中混凝土构件进行加固补强的锚栓钢板加固耐火系统及加固方法。

背景技术

目前，混凝土梁的加固方法参照(《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013)，主要有增大截面法、外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材料加固法及预应力加固法等。其中粘贴钢板加固法因其良好的加固效果及施工便利等特点，在钢筋混凝土梁正截面加固中广泛采用。

所谓粘贴钢板加固法，是将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面，使钢板与混凝土形成统一的整体，利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。然而，传统粘钢加固方法在加固面极易发生钢板剥离现象，从而造成加固结构的过早破坏，而锚栓加固体系因施工工艺需求，锚栓与锚栓孔之间空隙较大，致使加固钢板与原结构受力协同性较差。

鉴于此，有必要提出一种加固耐火系统，使其既可发挥出传统粘钢加固的优势，又能减小锚栓孔与锚栓之间的间隙，达到增加加固体系受力协同性、提高加固体系承载力的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种受力协同性及耐火性好、承载力强的锚栓钢板加固耐火系统及加固方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型的锚栓钢板加固耐火系统，包括粘贴在钢筋混凝土梁上的加固钢板、将加固钢板紧固在钢筋混凝土梁上的加固锚栓、若干个间隔设置并将加固钢板包裹在钢筋混凝土梁上的U型箍、以及将U型箍包覆在钢筋混凝土梁上的压条；所述钢筋混凝土梁中的钢筋以及加固锚栓均为高强度耐火材质，所述加固钢板为高强度耐火合金钢板，加固锚栓上涂覆有无机胶或有机胶，加固钢板与钢筋混凝土梁间的缝隙处灌注有机胶或无机胶，所述U型箍通过无机胶或有机胶粘贴在加固钢板及钢筋混凝土梁上，所述压条有两根，对应包覆在U型箍两端，两压条通过横穿U型箍及钢筋混凝土梁的构造螺栓紧固。

进一步，所述U型箍和/或压条为高强度耐高温合金钢材质。

进一步，所述构造螺栓为高强度合金钢材质。

进一步，所述加固锚栓上涂覆的无机胶为无机镁堌胶。

进一步，所述加固钢板与钢筋混凝土梁间的缝隙处灌注的有机胶为有机填充胶。

一种锚栓钢板加固方法，主要包括以下步骤：

(1)用少量有机结构胶将加固钢板连接定位在钢筋混凝土梁上；

(2)在钢筋混凝土梁及加固钢板上确定加固锚栓位置，钻孔并清孔；

(3)将无机胶涂覆在加固锚栓及胶孔间，通过加固锚栓将加固钢板固定在钢筋混凝土梁上；

(4)利用封边胶对加固钢板边缘进行封边处理；

(5)待封边胶硬化后向加固钢板与钢筋混凝土梁间的缝隙处灌注有机填充胶或无机胶，以填满缝隙；

(6)通过无机胶或有机胶将若干个U型箍间隔粘贴固定在加固钢板及钢筋混凝土梁上；

(7)将两根压条对应包覆在U型箍两端，并通过横穿压条、U型箍及钢筋混凝土梁的构造螺栓将两压条与U型箍拉紧。

进一步，进行步骤(1)前，对钢筋混凝土梁及加固钢板接触面进行打磨处理，除去钢筋混凝土梁表面浮浆与加固钢板表面杂质。

本发明的有益效果在于：

(1)该系统通过采用U型箍以及加固锚栓同时对加固钢板进行固定，使得加固钢板在钢筋混凝土梁上紧固可靠，从而保证了加固钢板与钢筋混凝土梁间的变形协调性，解决了现有加固钢板与原结构受力协同性差的问题。

(2)该加固耐火系统中的钢筋特别选用高强度耐火钢筋，加固钢板特别采用高强度耐火合金钢板，加固锚栓特别采用高性能耐火材质锚栓，通过将常规的普通碳素钢替换成具有高强耐火材质的钢材，在不同火灾温度下，保证了系统整体结构在火灾中具有相对较高的抗弯承载能力，保证了各构件在没有防火层保护时仍拥有不低于2小时的耐火极限。

(3)直剪锚栓与结构胶的共同使用，一方面，既可发挥传统粘钢加固的优势，又通过直剪锚栓的引入，减小了锚栓孔与锚栓之间的间隙，不仅增加了加固体系受力协同性，还提高了加固体系承载力，有效避免了加固量较大时因钢板剥离而过早破坏。另一方面，通过选择材料并合理组合应用，在不加保护性涂层的前提下进一步可靠保证了系统的耐火性。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为钢筋与加固锚栓安装位置示意图；

图3为高温下钢材的折减系数曲线图。