一种砌体砖柱的预制高延性混凝土加固装置的制作方法

本实用新型属于建筑结构抗震与加固技术领域，具体涉及一种砌体砖柱的预制高延性混凝土加固装置。

背景技术：

砌体作为一种历史悠久的建筑材料，被广泛应用于我国的基础建设中。砌体结构中，外廊走道处常常采用砖柱的支撑。砖柱的地震作用下，柱上下段承受较大弯矩作用。而砌体的抗拉、抗弯能力极差，在地震作用下，砖柱极易发生倒塌，造成外廊走廊掉落倒塌，切断了逃生通道。同时，老旧建筑中，砖柱的使用年限超过了设计年限，造成承载力不足问题。近十年我国的历次震害表明，缺少砖柱难以在强震中生存，迫切需要进行抗震加固以提升其抗震能力和受压能力。

目前的传统加固方法有围套加固法、外包钢加固法、粘钢加固法等。围套加固法存在施工工艺复杂、加工周期长，湿作业量大、环境污染严重的问题；外包钢加固法、粘钢加固法则存在严重的防火、防腐问题，结构胶耐候性差，砖柱长期处于室外，受空气、阳光的影响大，极易发生生效；钢结构则存在耐火性能、耐腐蚀性能差的问题，长期处于室外，材料易锈蚀，造成加固失效。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种砌体砖柱的预制高延性混凝土加固装置，解决现有砌体墙加固方法和装置易受到环境影响、施工周期长的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种砌体砖柱的预制高延性混凝土加固装置，包括高延性混凝土层、预埋于高延性混凝土层内的多个钢筋单元、粘结材料层和锚固件；所述的高延性混凝土层整体形状为与砌体砖柱外部轮廓匹配的环形；高延性混凝土层上设置有用于穿过锚固件的预留孔；多个钢筋单元沿砌体砖柱高度方向依次设置；所述的钢筋单元为两个u型钢筋拼接形成的围绕高延性混凝土层周向设置的环形结构；所述的粘结材料层设置在高延性混凝土层与待加固砌体砖柱之间。

具体的，所述的高延性混凝土层由两个u型的高延性混凝土层单元拼接形成，所述的高延性混凝土层单元的开口边缘内侧开设有槽口；粘结材料浇筑在高延性混凝土层和砌体砖柱之间的缝隙中形成所述的粘结材料层。

优选的，所述的高延性混凝土层单元的厚度为20～40mm，设置槽口处的厚度为5～10mm。

进一步的，所述的u型钢筋的两末端设置有弯折段，每个钢筋单元中的两个u型钢筋沿砌体砖柱高度方向错落布置，且两个u型钢筋的弯折段相互交错形成方形框体结构。

优选的，相邻钢筋单元中同一侧的两个u型钢筋的间距为100～300mm。

优选的，所述的粘结材料层的厚度为5～10mm。

优选的，相邻预留孔之间的间距为100～500mm，所述的预留孔的直径为8～14mm。

具体的，所述的锚固件为碰撞螺栓或螺纹钢筋。

进一步的，所述的高延性混凝土层中设置有纤维网格布；所述的纤维网格布的层数为1～3层；所述的纤维网格布的束与束之间的距离为5～30mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型装置所用材料为采用高延性混凝土、钢筋、锚固件和粘结材料，较以往的材料(复合材料、化学药剂等)更容易获取，实用性强。且高延性混凝土的高韧性、高抗裂性及高耐损伤能力，与钢筋、锚固件和粘结材料配合能有效提高构件的抗震性能。

(2)本实用新型的加固装置为预制件，将预制好的高延性混凝土板现场拼装，用后锚固件固定后，直接灌注粘结材料即可；拼装及灌浆施工工艺简单成熟，对于施工人员要求低，普通的施工人员即可完成，无需专业性较强的技术人员，可实现快速加固加固。预制的方式生产，质量有保证，可批量生产，可预订，现场湿作业梁大大减少，对环境污染小。

(3)加固后墙面平整，无需人工找平，不影响结构的使用功能和建筑观瞻。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例记载的加固装置的俯视图。

图2是预制高延性混凝土板的俯视图。

图3是图1的a-a剖面图。

图4是图1的c-c剖面图。

图5是图1的b-b剖面图。

图6是预埋钢筋的示意图。

图7是纤维网格布的示意图。

图中各标号表示为：

1-高延性混凝土层，2-钢筋单元，3-粘结材料层，4-锚固件，5-砌体砖柱，6-纤维网格布；

101-高延性混凝土层单元，102-槽口，103-预留孔；

201-u型钢筋，202-弯折段，203-方形框体结构。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指以相应附图的轮廓为基准定义的。

如图1所示，本实用新型实施例记载的一种砌体砖柱的预制高延性混凝土加固装置，包括围绕砌体砖柱5圆周设置高延性混凝土层1、预埋于高延性混凝土层1内的多个钢筋单元2、粘结材料层3和锚固件4，其中锚固件4用于将这个加固装置固定在待加固砌体砖柱外部。

高延性混凝土层1整体形状为与砌体砖柱5外部轮廓匹配的环形；环形的尺寸根据原结构砖柱的尺寸预制，保证高延性混凝土层1与砖柱之间存在用于浇筑粘结材料的间隙，粘结材料浇筑在高延性混凝土层1和砌体砖柱5之间的间隙中形成粘结材料层3。

作为本实用新型的优选方案，高延性混凝土层1由两个u型的高延性混凝土层单元101拼接形成，如图2所示，高延性混凝土层单元101的开口边缘内侧开设有槽口102，使得此处的高延性混凝土层厚度较薄。槽口102处的粘结材料层3的厚度增加，使得粘结材料层3的厚度不均匀，增加粘结材料层3与高延性混凝土层1的连接强度。在本实施例中，高延性混凝土层单元101的厚度t1为20～40mm，设置槽口102处的厚度s33为5～10mm。

高延性混凝土层1上设置有用于穿过锚固件4的预留孔103。在本实用新型的具体实施例中，预留孔103的直径为8～14mm，相邻预留孔103之间的间距为100～500mm。锚固件4为碰撞螺栓或螺纹钢筋，锚固件4的直径为6～10mm。

多个钢筋单元2沿砌体砖柱5高度方向依次设置。其中，钢筋单元2为两个u型钢筋201拼接形成的围绕高延性混凝土层1圆周设置的环形结构。作为本实用新型的优选方案，u型钢筋201的两末端设置有弯折段202，该弯折段202的钢筋垂直于u型钢筋所在面。每个钢筋单元2中的两个u型钢筋201沿砌体砖柱5高度方向错落布置，且两个u型钢筋的弯折段202相互交错形成方形框体结构203，提升u型钢筋与高延性混凝土层1的连接强度。在一个实施例中，u型钢筋201的直径为6～10mm，相邻钢筋单元2中同一侧的两个u型钢筋201的间距s24为100～300mm。

粘结材料层3的厚度s32为5～10mm，粘结材料可选高延性混凝土、水泥砂浆、灌浆料、抗裂砂浆等。

作为本实用新型的可选方案，在高延性混凝土墙板1内设置有多道纤维网格布6，如图7所示。纤维网格布具有高抗拉强度，浇筑很薄的一层高延性混凝土即可满足增强的要求，几乎不改变被修复构件截面尺寸，且纤维网格布不怕腐蚀，可用于恶劣环境下的增强修复；另外，纤维网格布纤维束的直径很小，有利于多层布置。本实施例纤维网格布6设置有1～3层，纤维网格布的束与束之间的距离为5～30mm。纤维网格布可选择碳纤维网格布、玻璃纤维网格布、玄武岩纤维网格布或pbo纤维网格布。

本实用新型中所用的高延性混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、pva纤维、减水剂和水，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水＝1：0.9：0.1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，pva纤维的体积掺量为1.5％；减水剂的添加量为水泥、粉煤灰和硅灰总质量的0.8％。其中：砂的最大粒径为1.26mm；pva纤维为上海罗洋科技有限公司生产的pa600型纤维，长度为8mm，直径为26μm，抗拉强度为1200mpa，弹性模量为30gpa；水泥为p.o.52.5r硅酸盐水泥；粉煤灰为ⅰ级粉煤灰；所用硅灰的烧失量为5％，二氧化硅含量为88％，比表面积为18000m2/kg；减水剂为减水率在30％以上的聚羧酸高效减水剂，聚羧酸减水剂为江苏博特新材料有限公司生产的型聚羧酸高性能减水剂。

以下结合具体的实施例，对本实用新型加固装置的加固方法进行说明：

本实施例中，砌体砖柱5的尺寸为b＝370mm，h＝370mm；采用mu7.5砖和m2.5的砂浆砌筑而成，高度为3.0m。根据砖柱的尺寸，在工厂预制高延性混凝土层1。如图2所示，砌体砖柱55与高延性混凝土层1的间隙s32＝5mm，高延性混凝土层1的设计厚度t1＝30mm，则高延性混凝土层的一边尺寸s35＝30+5+370+5+30＝440mm，另一边尺寸去砖柱宽度尺寸h的一半，即s34＝370/2＝185mm，板端截面变薄处尺寸s31＝50mm，s33＝5mm。如图6所示，预埋钢筋的尺寸s22＝s32/2＝220mm，s21＝s32/2＝220mm。

步骤一：将砌体砖柱5表面的装饰层清理干净，保证墙面干净、平整；将两个高延性混凝土层单元101套在砖柱两侧；

步骤二：用钻机通过预制高延性混凝土层上的预留孔103洞打孔钻眼，插入膨胀螺栓固定，螺栓直径为8mm，植入深度为150mm；

步骤三：在高延性混凝土层1与砌体砖柱5空隙处灌注粘结材料层3，粘结材料选用高强灌浆料，灌注密实。

在以上的描述中，除非另有明确的规定和限定，其中的“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接或成一体；可以是直接连接，也可以是间接连接等等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术方案中的具体含义。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本实用新型的思想，同样应当视其为本实用新型所公开的内容。