专利名称：一种既有钢筋混凝土梁柱节点的修复和加固方法
技术领域：
本发明属于土木工程既有建筑物加固改造领域，特别涉及一种既有钢筋混凝土梁柱节点的修复和加固方法。
背景技术：
传统的钢筋混凝土结构梁柱的修复方法主要有外包钢、环氧胶封闭、粘贴碳纤维布等方法。外包钢法主要用于混凝土柱破损较轻，即混凝土柱并未出现变形的情况，并且外包钢法主要修复的是梁、柱棱角的破损，不适用于混凝土梁柱节点破坏的情况，更不能对混凝土梁柱节点的变形和位置进行恢复；环氧胶封闭法主要适用于对于防火等级要求较高的情况，并且环氧胶重量大容易对修复后的混凝土柱造成二次破损，不能对混凝土梁柱的变形进行修复；粘贴碳纤维布的方法适用于普通小荷载结构或构件，并且采用粘贴碳纤维布不能大幅提高结构或者构件的整体强度。综上可以看出，当钢筋混凝土柱顶与框架梁连接处出现较大狗洞、混凝土柱顶存在变形和位移，且梁、柱出现多处裂缝的建筑物病害，靠以上的方法是不能完全解决的。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷或者不足，本发明的目的在于在确保既有混凝土框架梁、柱不被拆除以及其他构件不被损伤的情况下，混凝土框架柱顶与框架梁连接处在浇筑梁混凝土时梁底形成的较大狗洞、框架混凝土柱顶存在变形并且梁、柱上多处出现裂缝的情况下，如何对既有建筑物框架混凝土梁柱节点进行修复和加固。为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现一种既有钢筋混凝土框架梁柱节点的修复和加固方法，该方法包括以下步骤(I)搭建作业平台在既有建筑物混凝土柱四周，且位于该混凝土框架柱高2/3处搭建作业平台，作业平台采用扣件式钢管架搭设，管架的连接为扣件；(2)梁端支护在作业平台上沿混凝土框架柱四周利用顶升支架支护与混凝土框架柱上方垂直交叉的横梁的四个梁端；(3)卸载卸除混凝土框架梁柱所支撑的荷载；(4)框架梁底顶升复位在每个梁端顶升支架下方两侧设置两台托换千斤顶，利用千斤顶匀速顶升混凝土框架柱上方垂直交叉的横梁的四个梁端，待混凝土框架柱上方垂直交叉的横梁底端提升高度达到原设计要求高度+3_时，停止千斤顶顶升四个梁端，然后采用钢垫块将千斤顶进行置换；(5)混凝土框架柱变形复位在混凝土框架柱柱顶利用导链沿混凝土框架柱柱顶变形反方向进行伸拉，直至混凝土框架柱柱顶消除侧向变形为止；(6)清理狗洞将混凝土框架柱柱顶与框架梁连接处酥碎的混凝土清除，直至露出坚硬的结构新面；(7)框架混凝土柱修复采用高强型复合灌浆料逐层对框架混凝土柱顶部的狗洞进行修复，修复狗洞收口时采用快凝快硬型水泥基灌浆料塞实狗洞口，保持灌浆料处于湿润状态，养护框架混凝土柱2-3d ；(8)粘贴碳纤维布补强对混凝土框架梁、柱裂缝处粘贴碳纤维布；(9)拆除作业平台及顶升支架将经过碳纤维补强后的混凝土框架梁、柱养护7d 后，将作业平台和顶升支架拆除。本发明还具有以下技术特点步骤⑴作业平台采用扣件式钢管架搭设，钢架管支架的纵、横距为 300mm-800mm(根据加固和修复的梁柱自重选择纵横距)，在作业平台下方铺设两层槽钢。步骤(7)混凝土梁柱节点修复过程中所采用的高强型复合灌浆料及快凝快硬型水泥基灌浆料的强度等级要高于原梁柱的混凝土强度一个等级。步骤(8)采用环氧树脂胶粘贴碳纤维布，在混凝土框架柱顶部采用500_宽的碳纤维环箍进行加固，针对框架混凝土柱中部的水平裂缝采用直径为IOOmm间距为200mm的碳纤维环箍进行加固。本发明与现有技术相比在不改变、不损伤节点构件自身强度的基础上，对节点进行修复，进而对既有混凝土框架柱和梁进行复位修复。利用本发明对既有混凝土框架柱加固后的柱头强度比实际设计强度值增加5MPa，满足强度要求；修复后的梁、柱的轴线满足设计要求。
图I为本发明横梁支护以及梁底顶升复位时的顶升系统示意图。图2为本发明碳纤维补强操作示意图。图3为本发明混凝土框架柱作业平台钢架管布置示意图，其中图3a为混凝土框架柱钢管架布置俯视平面示意图，图3b为混凝土框架柱作业台钢管架整体布置示意图。以下结合附图对本发明的具体内容作进一步详细说明。
具体实施例方式本发明通过在被修复的混凝土框架柱周围搭建作业平台，通过对作业平台钢管架搭建的合理布置，使作业平台能够科学有效地分解混凝土框架柱节点的受力载荷，通过顶升架将混凝土框架柱上方的横梁进行支护，并通过托换千斤顶将横梁梁底进行顶升复位。 当横梁顶升达到提升高度时，对混凝土框架柱顶顶部的形变进行反方向拉伸复位，消除框架混凝土顶部形变。针对混凝土框架柱与横梁节点处的狗洞进行逐层修复塞实。最后对混凝土框架梁、柱的裂缝进行粘贴碳纤维补强修复，直至整个混凝土框架梁、柱所有缺陷修复完毕。实施例以下是发明人给出的其中一个实施例，宝鸡市某既有建筑物，其混凝土框架柱截面尺寸为600*600mm，混凝土柱高为9000mm，混凝土柱强度为C40，由于混凝土梁柱节点处的钢筋过于密集，在浇筑混凝土的过程中形成较大测狗洞，混凝土柱上部施加载荷后，节点区域遭受破坏，其中柱顶向东偏移轴线约60_，并在混凝土柱的柱高度范围内出现多处水平裂缝，缝宽约为O. 2-0. 3mm，梁低也出现了不同程度的裂缝。
针对上述既有建筑物存在的问题，遵循本发明的技术方案，并按照以下步骤对该既有建筑物的混凝土框架梁、柱节点进行修复与加固，步骤一搭建作业平台在既有混凝土框架柱四周，且位于该混凝土框架柱高2/3 处搭建作业平台，作业平台采用扣件式钢管架搭设，管架的连接为钢扣件，支架纵横距为 400/800mm，在作业平台下方依次铺设有横向20#槽钢及纵向20#两层槽钢。平台的刚度及稳定性必须保证在作业平台上进行顶升作业时承受载荷均匀分布并向下传递。参见图3，本发明的混凝土框架柱作业平台钢管架布置示意图，其中图3a图中的密集加固区，钢架管立杆纵横间距为400mm，非密集加固区，钢架钢架管立杆纵横间距为 800mm。剪力撑按立面形式进行布置，遇爬梯处剪刀撑可在内侧设置。为方便施工人员上下，在非密集加固区设上下爬梯一个，参见图3b爬梯宽度为 600mm,与此同时为了确保施工人员人身安全，在作业平台四周设置有I. 2m高的防护栏杆。 钢管架的连接为钢扣件的拧紧力矩不应小于40N. M，也不应大于65N. M0步骤二 梁端支护在作业平台上沿混凝土框架柱四周利用顶升支架支护混凝土框架柱上方垂直交叉的横梁的四个梁端。步骤三卸载卸除混凝土框架梁、柱所支撑的荷载。步骤四框架梁底顶升复位在每个梁端顶升支架下方两侧设置两台托换千斤顶，利用千斤顶匀速顶升混凝土框架柱上方垂直交叉的横梁的四个梁端，待混凝土框架柱上方垂直交叉的横梁底端提升高度达到要求高度+3_时，停止千斤顶顶升四个梁端，然后采用钢垫块将千斤顶进行置换。参见图1，本发明框架梁支点处采用4台32t液压千斤顶支顶，在千斤顶顶部还安装有一块14号工字钢，工字钢与顶升支架底部紧贴，顶升支架与框架梁底支撑点紧固。步骤五，混凝土框架柱变形复位在混凝土框架柱柱顶利用3吨的导链沿混凝土框架柱柱顶形变反方向即向西方向进行伸拉，直至混凝土框架柱柱顶消除侧向变形形变为止。步骤六清理狗洞清除混凝土梁柱节点处的不合格混凝土，直至露出混凝土结构新面，并且清洗混凝土框架柱表面。步骤七混凝土框架柱节点修复采用GM2102型高强型复合灌浆料逐层对混凝土框架柱顶部的狗洞进行逐层浇筑，修复狗洞收口时采用GRCM快凝快硬型水泥基灌浆料塞实狗洞口，保持灌浆料处于湿润状态，浇水养护混凝土框架柱2-3d。上述高强型复合灌浆料及快凝快硬型水泥基灌浆料的水灰比不超过O. 4，强度达到 C45。步骤八粘贴碳纤维布补强在混凝土框架梁、柱裂缝处粘贴碳纤维布。其中碳纤维布的规格为300g/m2，采用环氧树脂胶进行粘贴，在混凝土框架梁、柱节点受力集中处，采用500mm宽的碳纤维环箍进行加固，针对混凝土框架柱中部的水平裂缝采用直径为IOOmm 间距为200mm的碳纤维环箍进行封闭处理。步骤九拆除作业平台及顶升支架将经过碳纤维补强后的混凝土框架柱养护7d 后，将作业平台和顶升支架全部拆除。遵循本发明上述技术步骤，原混凝土梁柱节点的混凝土强度达到C45，高出原梁、 柱混凝土的强度一级，混凝土柱的中线偏离原设计轴线I. 5_，满足设计和施工验收规范的
5要求，梁的位置和原设计位置一致，且梁、柱节点没有出现二次损伤。
权利要求
1.一种既有钢筋混凝土梁柱节点的修复和加固方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)搭建作业平台在既有建筑物混凝土柱四周，且位于该混凝土框架柱高2/3处搭建作业平台，作业平台采用扣件式钢管架搭设，管架的连接为扣件；(2)梁端支护在作业平台上沿混凝土框架柱四周利用顶升支架支护与混凝土框架柱上方垂直交叉的横梁的四个梁端；(3)卸载卸除混凝土框架梁柱所支撑的荷载；(4)框架梁底顶升复位在每个梁端顶升支架下方两侧设置两台托换千斤顶，利用千斤顶匀速顶升混凝土框架柱上方垂直交叉的横梁的四个梁端，待混凝土框架柱上方垂直交叉的横梁底端提升高度达到原设计要求高度+3_时，停止千斤顶顶升四个梁端，然后采用钢垫块将千斤顶进行置换；(5)混凝土框架柱变形复位在混凝土框架柱柱顶利用导链沿混凝土框架柱柱顶变形反方向进行伸拉，直至混凝土框架柱柱顶消除侧向变形为止；(6)清理狗洞将混凝土框架柱柱顶与框架梁连接处酥碎的混凝土清除，直至露出坚硬的结构新面；(7)框架混凝土柱修复采用高强型复合灌浆料逐层对框架混凝土柱顶部的狗洞进行修复，修复狗洞收口时采用快凝快硬型水泥基灌浆料塞实狗洞口，保持灌浆料处于湿润状态，养护框架混凝土柱2-3d ；(8)粘贴碳纤维布补强对混凝土框架梁、柱裂缝处粘贴碳纤维布；(9)拆除作业平台及顶升支架将经过碳纤维补强后的混凝土框架梁、柱养护7d后，将作业平台和顶升支架拆除。
2.如权利要求I所述的既有钢筋混凝土梁柱节点的修复和加固方法，其特征在于步骤(I)作业平台采用扣件式钢管架搭设，钢架管支架距离为300mm-800mm，在作业平台下方铺设两层槽钢。
3.如权利要求I所述的既有钢筋混凝土梁柱节点的修复和加固方法，其特征在于步骤(7)混凝土修复过程中所采用的高强型复合灌浆料及干硬灌浆料的水灰比不超过O. 4， 强度达到C45。
4.如权利要求I所述的既有钢筋混凝土梁柱节点的修复和加固方法，其特征在于步骤(8)碳纤维布的单位面积质量为300g/m2，采用环氧树脂胶进行粘贴，在混凝土框架柱顶部采用500_宽的碳纤维环箍进行加固，针对混凝土框架柱中部的水平裂缝采用直径为 IOOmm间距为200mm的碳纤维环箍进行加固。
全文摘要
本发明公开了一种既有钢筋混凝土梁柱节点的修复和加固方法，通过在被修复的混凝土框架柱周围搭建作业平台，通过对作业平台钢管架搭建的合理布置，使作业平台能够科学有效地分解混凝土框架柱节点的受力载荷，通过顶升架将混凝土框架柱上方的横梁进行支护，并通过托换千斤顶将横梁梁底进行顶升复位。当横梁顶升达到提升高度时，对混凝土框架柱顶顶部的形变进行反方向拉伸复位，消除框架混凝土顶部形变。针对混凝土框架柱与横梁节点处的狗洞进行逐层修复塞实。最后对混凝土框架梁、柱的裂缝进行粘贴碳纤维补强修复，直至整个混凝土框架梁、柱所有缺陷修复完毕。
文档编号E04G23/02GK102587689SQ20121009263
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者周明, 周雪峰, 曾凡奎, 胡长明 申请人:西安工业大学