专利名称：一种钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱及施工方法。
背景技术：
近年来，重要建筑物由于发生意外性爆炸事故，建筑物中的钢筋混凝土柱子受到 破坏，使得柱子周围的梁板由于失去竖向支撑而发生坍塌的案例时有发生。因此需要进一 步加固钢筋混凝土柱，以提高钢筋混凝土柱的抗震承载能力。柱外包钢法是一种常用的柱 加固法，它具有方便、快速、对柱截面影响小的优点。目前通常采用在现有的柱子外面包角 钢的方式进行加固，这种方法很难保证钢板与原混凝土传递剪力共同作用。对建筑物的钢 筋混凝土柱子进行钢板加强防护，可以很好的避免重要建筑在遭受爆炸冲击荷载下发生坍 塌。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强度高、施工速度快、界面面积较小的钢筋混凝土外 包钢板复合防爆柱。本发明的另一目的在于提供一种钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱的施工方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱，该防爆柱外表面由内向外依次套焊有通长 钢套管、附加钢板及保护钢板，该通长钢套管的顶端外表面自上而下依次焊接有金属连接 板和环形钢板，该金属连接板与梁板上植有的钢筋焊接；该附加钢板的底端周围焊接有带 放射形锚板的金属连接板及环形钢板，该金属连接板的底部与防爆柱的筏形基础内的钢筋 焊接，该金属连接板的上表面与该环形钢板焊接，该环形钢板的上端与保护钢板的底端焊 接。在本发明的钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱中，在通长钢套管与混凝土梁板连接 部位用金属连接板连接，可以减少冲击荷载时的节点破坏。所述通长钢套管为圆形或方形钢套管，其厚度为5 25mm，优选为15mm。所述附加钢板及保护钢板位于所述通长钢套管的下半部分，所述附加钢板及保护 钢板的高度均为1. 1 2. 5m，厚度均为10mm。所述保护钢板与附加钢板之间留有65 IOOmm的空隙。留有该空隙是为了当外 界发生剧烈震动或者发生爆炸时，该空隙可以吸收能量，以减少钢板变形对柱子的冲击。所述金属连接板的厚度均为15mm，所述环形钢板的厚度均为15mm。一种钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱的施工方法，包括以下步骤(1)对钢筋混凝土柱表面进行预处理，打磨钢筋混凝土柱表面去除缺陷；(2)去除钢筋混凝土柱底部周围的混凝土面层，露出筏形基础的钢筋，将带有放射 形锚板的金属连接板与钢筋焊接；然后安装环形钢板，将金属连接板与环形钢板焊接；(3)在钢筋混凝土柱顶部与梁板连接的区域植入钢筋，安装金属连接板，该金属连接板与钢筋焊接，然后安装环形钢板，将金属连接板与环形钢板焊接；(4)在混凝土外表面安装通长钢套管，该通长钢套管由多个套管构件拼接而成，首 先将各套管构件之间使用点焊固定，然后使用管道全位置自动焊机将各套管构件水平垂直 连接缝进行焊接，成为通长钢套管，并将通长钢套管与环形钢板焊接；(5)在通长钢套管下端外表面安装附加钢板，并将附加钢板与环形钢板焊接；(6)在附加钢板外表面安装保护钢板，将该保护钢板的底端与环形钢板的上表面 焊接，并将保护钢板、附加钢板的上端与通长钢套管的水平连接缝焊接；(7)用环氧树脂对钢筋混凝土柱顶部及底部的金属连接板与筏形基础、梁板连接 部分形成的缝隙进行灌浆处理；(8)处理多余的焊缝及焊渣，用含锌底漆涂覆焊缝。上述金属连接板在使用之前，需要进行表面处理，经过喷砂除锈、镀锌处理，镀锌 厚度大于60 μ m。在上述步骤中，对各构件间形成的直角焊缝进行焊接时，为保证焊缝质量，所有角 焊缝的焊脚尺寸为角焊缝处较薄构件厚度的0. 8 1. 2倍。焊脚尺寸过小，则焊不牢，易产 生裂纹；如果焊脚尺寸过大，焊件易烧伤穿透，另外当贴边焊时，易产生咬边现象。焊接完成 后，用含锌底漆涂抹焊缝，防止氧化，腐蚀。本发明的优点在于本发明的防爆柱采用组合结构来加强柱子抵御破坏的能力，强度高；该防爆柱子 的截面较小，不影响建筑外观的设计及使用功能。施工方便、进度快、工期短，而且施工占用 面积少，提高经济效益。
图1为本发明钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱的竖向截面图。图2为本发明钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱底部节点A的放大图。图3为本发明钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱顶部节点C的放大图。图4为本发明钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱筏形基础的示意图。图5为本发明钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱筏形基础的a-a剖面图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步说明。本发明的钢筋混凝土柱采用螺旋箍筋减少自身受到冲击的弹性变形，另外，通过 增加柱子的配筋率来加强柱子的刚度。如图1所示为本发明钢筋混凝土外包钢板复合防爆 柱的竖向截面图，图2和图3为图1中节点A和节点C的放大图。本发明钢筋混凝土外包 钢板复合防爆柱的外表面由内向外依次套焊有通长钢套管1、附加钢板2及保护钢板3，附 加钢板2及保护钢板3位于所述通长钢套管1的下半部分，该通长钢套管1的顶端外表面 自上而下依次焊接有金属连接板4’和环形钢板5’，该防爆柱与梁板连接的区域植有钢筋 8，该钢筋8与金属连接板4’焊接。该附加钢板的底端周围焊接有带放射形锚板的金属连 接板4及环形钢板5，该金属连接板4的底部与防爆柱的筏形基础6内的钢筋7焊接，筏形 基础的结构如图4、图5所示，该金属连接板4的上表面与该环形钢板5焊接，该环形钢板5的上端与保护钢板3的底端焊接。其中，通长钢套管的厚度可根据设计要求采用5 25mm的钢板，附加钢板和保护 钢板的厚度均为10mm，附加钢板和保护钢板的高度可根据需要选择为1. 1 2. 5mm，保护钢 板与附加钢板之间留有65 IOOmm的空隙；金属连接板和环形钢板的厚度均为15mm，上述 钢板可以采用Q345等级的钢材。上述钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱的具体施工方法包括以下步骤1)前期柱子表面处理及金属板加工。a、测试钢筋混凝土柱的垂直度，用磨光机打磨表面，使其竖向平直；去除混凝土表 面的锈迹，油脂，氧化物，粉尘，湿气，盐类等有害物质，使得金属板表面没有锈迹及划痕。b、对待用的金属连接板表面进行喷砂除锈处理，使其表面无可见的油脂、污垢、氧 化皮、铁锈和油漆层等附着物，除锈等级达到SA2. 5级，然后镀锌，厚度为60微米。2)安装钢筋混凝土柱顶部和底部的金属连接板和环形钢板。a、将原材料运输到现场，在钢筋混凝土柱周围搭建脚手架和可移动的工作平台。b、利用气动混凝土粉碎机凿去钢筋混凝土柱底部周围的混凝土面层，使筏形基础 的钢筋暴露出来，除去钢筋表面的多余混凝土，安装带放射形锚板的半环形金属连接板，将 其和裸露的钢筋焊接，然后用连续焊的方式将两块半环形金属连接板连接；安装两半环形 钢板，将两半环形钢板与金属连接板焊接，再用连续焊的方式将两半环形钢板拼在一起。C、在钢筋混凝土柱顶部与梁板连接的200mm的区域植入T13-150钢筋，也可以事 先预留T13钢筋，将两半环形金属连接板分别与植入的钢筋焊接，然后用连续焊的方式将 两半环形金属连接板拼在一起；安装两个半环形钢板，将两半环形钢板分别与金属连接板 焊接，两半环形钢板用连续焊的方式连接。3)安装钢筋混凝土柱外表面通长钢套管a、从钢筋混凝土柱底部开始自下而上安装15mm厚的通长钢套管，为了安装方便， 该通长钢套管由多个套筒构件拼接而成，各套筒构件之间使用点焊的方式固定，使用足够 的斜支撑和合适的焊接顺序避免焊接引起的扭曲变形，边安装边校核钢板的垂直度，然后 使用管道全位置自动焊接机将各套管水平垂直连接缝进行焊接，使其成为一个整体。b、清理焊缝及磨去多余的焊缝焊渣，用含锌底漆对暴露的表面进行处理。4)安装钢筋混凝土柱外表面附加钢板a、在距离钢筋混凝土柱底部为2. 5m高度的范围内，将厚度为IOmm的半圆形的钢 板采用点焊的方式固定在钢筋混凝土柱的底部的金属连接板上。b、采用管道全位置自动焊机，将各半圆形钢板及钢板与金属连接板之间进行焊 接。期间，使用足够的斜支撑和合适的焊接顺序避免焊接引起的钢板变形。C、清理焊缝及磨去多余的焊缝，焊渣，用含锌底漆对暴露的表面进行处理。5)安装钢筋混凝土柱外表面外围保护钢板a、将厚度为IOmm的半圆形钢板采用点焊的方式固定在附加钢板的外表面，钢板 底部与钢筋混凝土柱底部的金属连接板也以点焊的方式固定。b、采用管道全位置自动焊机，将各半圆形钢板及钢板与金属连接板之间进行焊 接。施工过程中使用足够的斜支撑和合理的焊接顺序避免焊接引起的钢板变形。C、清理焊缝及磨去多余的焊缝，焊渣，用含锌底漆对暴露的表面进行处理。
6)用环氧树脂对钢筋混凝土柱顶部及底部的金属连接板与筏形基础、梁板连接部 分形成的缝隙进行灌浆处理；7)防爆柱的最终质量验收，拆除脚手架及清理现场。本发明利用钢板防护钢筋混凝土柱外表面，增加抗冲击荷载能力。柱子与混凝土 梁板连接部位用金属连接板连接，减少受到冲击荷载时的节点破坏；柱子底部带放射形锚 板的金属连接板与筏形基础上层钢筋焊接，进一步增强了钢筋混凝土柱的抗冲击能力。
权利要求
一种钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱，其特征在于，该防爆柱外表面由内向外依次套焊有通长钢套管、附加钢板及保护钢板，该通长钢套管的顶端外表面自上而下依次焊接有金属连接板和环形钢板，该金属连接板与梁板上植有的钢筋焊接；该附加钢板的底端周围焊接有带放射形锚板的金属连接板及环形钢板，该金属连接板的底部与防爆柱的筏形基础内的钢筋焊接，该金属连接板的上表面与该环形钢板焊接，该环形钢板的上端与保护钢板的底端焊接。
2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱，其特征在于，所述通长钢 套管为圆形或方形钢套管。
3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱，其特征在于，所述通长钢 套管的厚度为5 25mm。
4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱，其特征在于，所述附加 钢板及保护钢板位于所述通长钢套管的下半部分，所述附加钢板及保护钢板的高度均为 1. 1 2. 5m，厚度均为10mm。
5.根据权利要求1所述的钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱，其特征在于，所述保护钢 板与附加钢板之间留有65 IOOmm的空隙。
6.根据权利要求1所述的钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱，其特征在于，所述金属连 接板的厚度均为15mm，所述环形钢板的厚度均为15mm。
7.权利要求1所述钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱的施工方法，其特征在于，包括以 下步骤(1)对钢筋混凝土柱表面进行预处理，打磨钢筋混凝土柱表面去除缺陷；(2)去除钢筋混凝土柱底部周围的混凝土面层，露出筏形基础的钢筋，将带有放射形锚 板的金属连接板与钢筋焊接；然后安装环形钢板，将金属连接板与环形钢板焊接；(3)在钢筋混凝土柱顶部与梁板连接的区域植入钢筋，安装金属连接板，该金属连接板 与钢筋焊接，然后安装环形钢板，将金属连接板与环形钢板焊接；(4)在混凝土外表面安装通长钢套管，该通长钢套管由多个套管构件拼接而成，首先将 各套管构件之间使用点焊固定，然后使用管道全位置自动焊机将各套管构件水平垂直连接 缝进行焊接，成为通长钢套管，并将通长钢套管与环形钢板焊接；(5)在通长钢套管下端外表面安装附加钢板，并将附加钢板与环形钢板焊接；(6)在附加钢板外表面安装保护钢板，将该保护钢板的底端与环形钢板的上表面焊接， 并将保护钢板、附加钢板的上端与通长钢套管的水平连接缝焊接；(7)用环氧树脂对钢筋混凝土柱顶部及底部的金属连接板与筏形基础、梁板连接部分 形成的缝隙进行灌浆处理；(8)处理多余的焊缝及焊渣，用含锌底漆涂覆焊缝。
8.根据权利要求7所述的钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱的施工方法，其特征在于， 所述金属连接板在使用之前，进行喷砂除锈、镀锌处理，镀锌厚度大于60 μ m。
9.根据权利要求7所述的钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱的施工方法，其特征在于， 在所述步骤中，对各构件间形成的直角焊缝进行焊接时，角焊缝的焊脚尺寸为角焊缝处较 薄构件厚度的0. 8 1. 2倍。
全文摘要
本发明提供一种钢筋混凝土外包钢板复合防爆柱及其施工方法，该防爆柱外表面由内向外依次套焊有通长钢套管、附加钢板及保护钢板，该附加钢板的底端周围焊接有带放射形锚板的连接板及环形钢板，该通长钢套管的顶端外表面自上而下依次焊接有环形连接板和环形钢板。本发明利用钢板防护钢筋混凝土柱外表面，增加抗冲击荷载能力。柱子与混凝土梁板连接部位用金属连接板连接，减少受到冲击荷载时的节点破坏；柱子底部带放射形锚板的金属连接板与筏形基础上层钢筋焊接，进一步增强了钢筋混凝土柱的抗冲击能力。
文档编号E04B1/92GK101899887SQ20101022352
公开日2010年12月1日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者侯兆新, 孙庆东, 张慧东, 彭铁红, 缪友武, 钱刚毅, 隋作刚 申请人:中国京冶工程技术有限公司;中冶天工建设有限公司;中冶建筑研究总院有限公司