一种利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种钢筋混凝土柱子加固结构，尤其涉及一种利用碳纤维加固钢筋混凝土柱子的结构。
【背景技术】
[0002]建筑物加固近年来发展迅速，建筑物需要加固的主要由于建筑接近设计使用年限，建筑在使用过程中由于自然因素影响，或是建筑因设计过程中出现错误、施工过程中未能达到要求等因素，导致建筑结构的强度、刚度、耐久性大大降低，从而影响建筑物的正常使用，因此对已有建筑结构进行维护和加固是亟需解决的问题。
[0003]目前主要的加固技术有增大截面加固法、钢筋网复合砂浆加固法、粘贴碳纤维加固法、粘钢加固法等，这些加固方法已在实际工程中进行应用，但仍存在各自的不足。例如:增大截面加固法由于其适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但由于其施工工艺略显复杂，加固后会对结构的外观和净空产生一定影响，使其应用受到限制。钢筋网复合砂浆加固法虽然施工方便，但对构件的承载力提高幅度有限，即加固效果有限。粘贴碳纤维加固法，由于加固后的构件耐火性较差，需进行专门的防火处理。粘钢加固法只适用于承受静力作用，且当加固结构处于湿度较高的环境中，钢板易产生腐蚀现象，影响加固效果。
[0004]钢筋混凝土柱是建筑建构中常见的构件之一，当因设计、施工出现错误，或因自然灾害导致钢筋混凝土柱出现破损、承载力不足时，对于钢筋混凝土柱的加固就显得尤为重要，虽然现有的钢筋混凝土柱加固方法在适宜的工程条件下取得了较好的施工效果，但仍存在需要改进之处。鉴于此，根据目前工程实际需要和技术条件，亟需发明一种施工方便，加固效果好，环境影响小的钢筋混凝土柱子加固结构。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于完善现有的钢筋混凝土柱子加固结构存在的不足之处，提供一种施工方便，加固效果好，技术经济效益高的钢筋混凝土柱子加固结构。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]一种利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构，其特征在于，主要包括原钢筋混凝土柱，碳纤维棒，U形钢筋，角钢，钢板，碳纤维布，混凝土增大截面柱身；碳纤维棒沿原钢筋混凝土柱柱体表面均匀布设，并通过U形钢筋固定于柱体表面；柱体外围设置有钢构套，钢构套外侧包裹碳纤维布；钢构套和碳纤维布底端伸入柱体底部四周楼板埋设的环形埋入槽内；柱体与钢构套之间设有混凝土增大截面柱身，混凝土增大截面柱身与环形埋入槽之间设密封圈。
[0008]进一步地，原钢筋混凝土柱凿除表层混凝土，碳纤维棒沿开凿后的柱体表面均匀、通长布设。
[0009]所述的U形钢筋通过引孔、化学植筋方式植入开凿后的柱体内部。
[0010]所述钢构套由角钢和钢板通过粘钢胶合围而成，角钢呈圆角，钢板内侧设置有横肋、竖肋以及限位杆。
[0011]所述的横肋为等边角钢，竖肋为槽钢，限位杆呈T形，采用塑料预制而成。
[0012]所述的环形埋入槽截面呈L形，沿开凿槽口外沿设置，采用塑料预制而成。
[0013]所述的密封圈采用橡胶预制而成，截面呈圆角矩形，密封圈介于钢构套和原柱表面之间，与钢构套内侧及原柱表面外侧相切。
[0014]由于上述方案运用，本实用新型与现有技术相比有以下优点:
[0015](I)本实用新型采用碳纤维棒与U形钢筋，替代传统的钢筋植筋，充分利用碳纤维材料自重轻、强度远高于钢筋、耐久性好的优点，减小柱截面加固尺寸，减少对原有空间的占用，同时大幅提高原柱承载能力及抗震性能。
[0016](2)本实用新型采用碳纤维布外包于钢构套，将钢构套与外界环境隔离，提高钢构套的抗腐蚀能力；同时结合碳纤维布和钢构套对新增截面后的柱施加环向约束力，提高钢筋混凝土柱的承载能力。
[0017](3)本实用新型采用钢构套替代传统模板，减少了支模施工工序；对原柱顶部楼板开凿，贯穿楼板形成混凝土灌注孔，混凝土从灌注孔灌入钢构套与原柱之间的空隙，形成混凝土增大截面柱身，有效提高了钢筋混凝土柱的承载能力，同时实现柱顶截面无需增大。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型一种实施方式的纵向剖视图；
[0019]图2是图1所示结构的横向剖视图。
[0020]图中:1_原钢筋混凝土柱，2-碳纤维棒，3-U形钢筋，4-角钢，5-钢板，6-横肋，7-竖肋，8-限位杆，9-碳纤维布，10-混凝土增大截面柱身，11-环形埋入槽，12-密封圈，13-楼板，14-混凝土灌入孔。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述，以下实施例是对本发明的解释并不局限于以下实施例。
[0022]参照图1所示，假设原钢筋混凝土柱I截面尺寸为500mmX 500mm，柱高2300mm，对原钢筋混凝土柱I表面进行处理，清除柱表面抹灰层，使原钢筋混凝土柱I的混凝土结构层外露，并做凿毛处理；在柱表面进行测量、放样，确定碳纤维棒2的安放位置。
[0023]采用直径为5mm，长度为2300mm的碳纤维棒2，在碳纤维棒2外侧引孔，采用化学植筋方式植入直径为5mm，Q235螺纹钢制成的U形钢筋3，柱顶及柱底各设一个U形钢筋3，用于固定碳纤维棒2。
[0024]对原钢筋混凝土柱I柱底四周进行开凿，开凿槽口宽度为100mm，深度为50mm，在开凿槽口的内侧变形处沿柱身四周安放密封圈12，密封圈12截面呈圆角矩形，截面长度为50mm，宽度为25mm，采用橡胶材料预制而成；同时在开凿外侧边线处安放环形埋入槽11，环形埋入槽11截面呈L形，截面长度为100mm，宽度为50mm，厚度为15mm，有PVC材料预制而成。
[0025]参照图2所示，四块角钢4和四块钢板5合围形成钢构套；角钢4和钢板5均采用厚度为5mm，强度等级为Q235的冷轧钢板制作而成；钢板5内侧焊接有横肋6和竖肋7，横肋采用型号为5#的等边角钢，竖肋采用型号为8#的槽钢。
[0026]将角钢4和钢板5沿环形埋入槽11边线安放，钢板5安放过程中调节内侧的限位杆7，确保四块钢板5与原柱表面等距，然后将角钢4与钢板5之间槽口对应连接后，通过粘钢胶固定，形成钢构套。
[0027]钢构套组装完成后，采用厚度为5_的碳纤维布9沿钢构套外侧放置于环形埋入槽11中，包裹于钢构套外侧，碳纤维布9缠绕时，连接处进行搭接处理，搭接长度不小于120mm，保证粘结的可靠性。
[0028]参照图1所示，开凿原钢筋混凝土柱I上部楼板13，直至贯穿楼板13形成混凝土灌注孔14，通过混凝土灌注孔14向钢构套与原钢筋混凝土柱I之间的空隙进行混凝土浇筑，通过振捣棒振捣及养护，形成混凝土增大截面柱身10。
[0029]上述【具体实施方式】不以任何形式限制本实用新型的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构，其特征在于，主要包括原钢筋混凝土柱，碳纤维棒，U形钢筋，角钢，钢板，碳纤维布，混凝土增大截面柱身；碳纤维棒沿原钢筋混凝土柱柱体表面均匀布设，并通过U形钢筋固定于柱体表面；柱体外围设置有钢构套，钢构套外侧包裹碳纤维布；钢构套和碳纤维布底端伸入柱体底部四周楼板埋设的环形埋入槽内；柱体与钢构套之间设有混凝土增大截面柱身，混凝土增大截面柱身与环形埋入槽之间设密封圈。
2.根据权利要求1所述的利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构，其特征在于，原钢筋混凝土柱凿除表层混凝土，碳纤维棒沿开凿后的柱体表面均匀、通长布设。
3.根据权利要求2所述的利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构，其特征在于，所述的U形钢筋通过引孔、化学植筋方式植入开凿后的柱体内部。
4.根据权利要求1所述的利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构，其特征在于，所述钢构套由角钢和钢板通过粘钢胶合围而成，角钢呈圆角，钢板内侧设置有横肋、竖肋以及限位杆。
5.根据权利要求4所述的利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构，其特征在于，所述的横肋为等边角钢，竖肋为槽钢，限位杆呈T形，采用塑料预制而成。
6.根据权利要求1所述的利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构，其特征在于，所述的环形埋入槽截面呈L形，沿开凿槽口外沿设置，采用塑料预制而成。
7.根据权利要求1所述的利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构，其特征在于，所述的密封圈采用橡胶预制而成，截面呈圆角矩形，密封圈介于钢构套和原柱表面之间，与钢构套内侧及原柱表面外侧相切。
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用碳纤维加固钢筋混凝土柱的结构，主要包括原钢筋混凝土柱，碳纤维棒，U形钢筋，角钢，钢板，碳纤维布，混凝土增大截面柱身；碳纤维棒沿原钢筋混凝土柱柱体表面均匀布设，并通过U形钢筋固定于柱体表面；柱体外围设置有钢构套，钢构套外侧包裹碳纤维布；钢构套和碳纤维布底端伸入柱体底部四周楼板埋设的环形埋入槽内；柱体与钢构套之间设有混凝土增大截面柱身，混凝土增大截面柱身与环形埋入槽之间设密封圈。本实用新型可减小柱截面加固尺寸，提高结构抗腐蚀能力，便于混凝土浇筑，提高了钢筋混凝土柱子承载能力及抗震性能。
【IPC分类】E04C3-36, E04G23-02
【公开号】CN204326566
【申请号】CN201420678040
【发明人】彭国禄, 洪宁, 汪大进
【申请人】中大建设有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年11月13日