一种采用预制外包型钢模块加固混凝土柱的结构的制作方法

本实用新型涉及一种采用预制外包型钢模块加固混凝土柱的结构。

背景技术：

随着我国社会的快速发展和经济的迅猛增长，我国建筑行业面临着劳动力短缺、人工成本快速上升的问题，同时传统现场施工方式也面临着环境污染、水资源浪费、建筑垃圾量大等日益突出的问题。

建筑工业化作为以工业化的方式重新组织建筑业是提高劳动效率、提升建筑质量的重要方式。目前，建筑工业化已成为我国未来建筑业的发展方向。建筑工业化首先应从设计开始，从结构入手，建立新型结构体系，包括钢结构体系、预制装配式结构体系，要求实现大部分的建筑构件(包括成品、半成品)工厂化作业。

在混凝土结构加固的方法中，采用外包型钢加固混凝土柱的方法作为一种可以大幅度提高截面承载能力和抗震能力的加固方法，在加固行业已经得到了广泛地应用。但是，传统外包型钢柱的加固方法需要大量的现场作业，不仅施工工期较长，而且耗费的人力资源较多，难以满足建筑工业化生产的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可减少现场作业、施工简单快捷、缩短施工周期、大幅度提高截面承载能力和抗震能力、满足建筑工业化需求的采用预制外包型钢模块加固混凝土柱的结构。

本实用新型的目的通过以下措施来实现：一种采用预制外包型钢模块加固混凝土柱的结构，其特征在于：它包括两组预制的型钢模块，所述每组型钢模块主要由一对角钢和两排缀板组成，该对角钢即为第一角钢和第二角钢，两排缀板即为第一排缀板和第二排缀板，两组型钢模块的第一角钢和第二角钢分别与矩形钢筋混凝土柱的四个边角部位相适配并紧贴于其上，第一排缀板的每个缀板的两侧边分别连接在第一角钢和第二角钢的一边外表面上，第二排缀板的每个缀板的一侧边连接在第二角钢的另一边外表面上；其中一组型钢模块的第二排缀板的每个缀板的另一侧边连接在另一组型钢模块的第一角钢的另一边外表面上，第一角钢和第二角钢的转角部位分别与矩形钢筋混凝土柱的边角部位之间具有间隙，第一缀板和第二缀板分别与矩形钢筋混凝土柱的外壁之间存在空隙，分别在间隙和空隙的顶端和底端形成上缝隙和下缝隙，所述上缝隙和下缝隙封缝，并在上缝隙封缝时预留有灌胶口，从所述灌胶口灌注胶粘剂，以使该两组型钢模块与矩形钢筋混凝土柱结合成一体。

本实用新型采用两组预制的型钢模块与矩形钢筋混凝土柱紧密结合在一起，显著提高了钢筋混凝土柱的截面承载力和抗震能力，本实用新型两组型钢模块是预制件，每组型钢模块的缀板与角钢的连接工作可以在工厂完成，在施工现场只需要完成两组型钢模块的连接工作(即将预制的两组型钢模块安置在钢筋混凝土柱上，然后进行现场焊接，将角钢与缀板固定连接在一起)即可，因此，减少了大量的现场施工工作，现场施工简单快捷，施工周期短，可满足建筑工业化的需求，适于广泛推广和适用。

本实用新型缀板的长度、截面尺寸及数量根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。灌胶口的长度及截面尺寸根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。

作为本实用新型的一种实施方式，所述角钢和缀板与矩形钢筋混凝土柱的总有效粘结面积与其和矩形钢筋混凝土柱未接触的内表面面积之比为大于或等于90％。

作为本实用新型的一种改进，在所述缀板和角钢的外表面上设有防护层。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述防护层采用掺改性聚丙烯纤维的1：2.5水泥砂浆，掺加比例为1.0kg/m³，所述防护层的厚度为20～30mm。

作为本实用新型的一种实施方式，所述上缝隙和下缝隙采用环氧胶泥进行封缝。

作为本实用新型的一种实施方式，所述矩形钢筋混凝土柱的边角部位为圆弧过渡，其半径不小于7mm。在进行加固前，加固柱表面的装饰面层、批荡及表面剥落、疏松等劣化混凝土应清除，柱表面应打磨平整，四角磨出小圆角，半径不小于7mm。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述胶粘剂采用改性环氧树脂胶黏剂，改性环氧树脂胶黏剂的规格、性能等根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述两组预制型钢模块的每块缀板的截面尺寸相同，且每排缀板的缀板数量相同，与角钢焊接的每四块缀板处于同一高度，处于同一高度的四块缀板与角钢共同形成围闭结构。

作为本实用新型的一种优选实施方式，第一缀板与第一角钢和第二角钢分别为焊接，第二缀板与第二角钢为焊接；每组预制型钢模块的第二缀板与另一组预制型钢模块的第一角钢为焊接，焊接尺寸根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：

⑴本实用新型采用两组预制型钢模块与矩形钢筋混凝土柱紧密结合在一起，显著提高了钢筋混凝土柱的截面承载力和抗震能力。

⑵本实用新型的型钢模块是预制件，每组型钢模块的缀板与角钢的连接工作可以在工厂完成，在施工现场只需完成该两组型钢模块的连接工作(即将两组型钢模块安置在钢筋混凝土柱上，然后进行现场焊接，将角钢与缀板固定连接在一起)即可，因此，本实用新型减少了大量的现场施工工作，施工简单快捷，施工周期短。

⑶本实用新型可满足建筑工业化的需求，实用性强，适于广泛推广和适用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的两组预制型钢模块的平面图；

图2是本实用新型安装在矩形钢筋混凝土柱上的立面图；

图3是沿图2中A-A线剖面图。

具体实施方式

如图1～3所示，是本实用新型一种采用预制外包型钢模块加固混凝土柱的结构，它包括两组预制的型钢模块1、2，两组型钢模块1、2分别主要由一对角钢和两排缀板组成，每排中的缀板沿竖向间隔设置，缀板的长度、截面尺寸及数量根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。该对角钢即为第一角钢3和第二角钢4，两排缀板即为第一排缀板5和第二排缀板6，两组型钢模块1、2的第一角钢3和第二角钢4分别与矩形钢筋混凝土柱7的四个边角部位相适配并紧贴于其上，第一排缀板5的每个缀板的两侧边分别焊接在第一角钢3和第二角钢4的一边外表面上，第二排缀板6的每个缀板的一侧边焊接在第二角钢4的另一边外表面上；每组型钢模块1的第二排缀板6的每个缀板的另一侧边焊接在另一组型钢模块2的第一角钢3的另一边外表面上，缀板与角钢之间的焊接尺寸根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。在本实施例中，两组预制型钢模块1、2的每块缀板的截面尺寸相同，且每排缀板的缀板数量相同，与角钢焊接的每四块缀板处于同一高度，每四块缀板与角钢共同形成围闭结构。第一角钢3和第二角钢4的转角部位分别与矩形钢筋混凝土柱7的边角部位之间具有间隙，第一排缀板5和第二排缀板6的每个缀板分别与矩形钢筋混凝土柱7的外壁之间存在空隙，分别在间隙和空隙8的顶端和底端形成上缝隙和下缝隙，上缝隙和下缝隙封缝，并在上缝隙封缝时预留有灌胶口，从灌胶口灌注胶粘剂9以使该两组型钢模块1、2与矩形钢筋混凝土柱7结合成一体。灌胶口的长度及截面尺寸根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。在本实施例中，胶粘剂9采用改性环氧树脂胶黏剂，改性环氧树脂胶黏剂的规格、性能等根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。角钢和缀板与矩形钢筋混凝土柱的总有效粘结面积与其和矩形钢筋混凝土柱7未接触的内表面面积之比为大于或等于90％。

在缀板和角钢的外表面上设有用于表面防护的防护层。在本实施例中，防护层采用掺改性聚丙烯纤维的1：2.5水泥砂浆，掺加比例为1.0kg/m³，防护层的厚度为20～30mm。

本实用新型安装在混凝土柱上的过程如下：在进行加固前，将需加固混凝土柱表面的装饰面层、批荡及表面剥落、疏松等劣化混凝土清除掉，柱表面打磨平整，四角磨出圆弧过渡，其半径大于或等于7mm。如图1所示，角钢与缀板的焊接工作大部分在工厂中完成，形成两组型钢模块；如图2和3所示，在施工现场，将两组预制的型钢模块安置在混凝土柱上，然后进行现场焊接工作，即将该两组预制的型钢模块固定连接在一起；然后，在角钢和混凝土柱之间的间隙中、缀板和混凝土柱之间的空隙中灌注胶粘剂，以使角钢与混凝土柱紧密连接成一体，最终形成对混凝土柱的加固结构。最后，在缀板和角钢的外表面上压抹20～30mm厚的水泥砂浆用于表面防护。

上述实施方式为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。