一种混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点方法及结构与流程

本发明涉及一种混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点方法及结构。

背景技术：

现有的加固方法一般是对受损位置进行打磨处理之后进行加固或者在外部直接进行加固，没有考虑到其新旧混凝土连接、现场施工以及耐久性方面的问题。2017年11月24日国知局公开了一种“基于绿色高性能纤维增强水泥基复合材料的混凝土柱加固方法”发明专利申请（公告号为：cn107382187a），该专利申请的所公开的技术方案步骤是：用钻机凿掉破坏后柱表面松动的混凝土，露出坚实的结构层，对柱表面进行除杂处理、清理掉浮尘和松动的石子；在塑性铰区支模板；浇筑前用水冲刷柱面,使柱保持湿润状态且无流动水存在；在柱塑性铰区浇筑一定厚度的ghpfrcc,边浇筑边振捣，保证ghpfrcc浇筑密实；浇筑完12h内加以覆盖并保湿养护，保湿养护7d后拆除模板。该发明利用ghpfrcc局部替换掉原构件被破坏的混凝土，对钢筋混凝土柱实施局部加固。其优势在不加大柱截面尺寸的情况下，能大幅度提高混凝土柱的承载能力，但其新旧混凝土连接处没有进行处理，可能会影响加固效果。

2017年12月1日授权公告了“一种震损后型钢混凝土梁柱节点的碳纤维布加固结构”的实用新型专利（公告号为：cn206693664u）,该专利方案包括垂直连接的型钢混凝土柱和钢筋混凝土梁且其连接处形成节点核心区,型钢混凝土柱的前后侧壁分别粘贴有若干层长条形的第一碳纤维布，第一碳纤维布沿所钢筋混凝土梁的长度方向伸展且其两端与钢筋混凝土梁对应的前侧壁或后侧壁粘贴，钢筋混凝土梁的上下侧壁分别粘贴有若干层长条形的第二碳纤维布，第二碳纤维布靠近型钢混凝土柱后竖直向上或向下延伸并与型钢混凝土柱的左侧壁或右侧壁粘贴，节点核心区的梁柱端均用环形碳纤维箍锚固。优点为由碳纤维布在节点核心区形成了一个完全由碳纤维布构成的封闭的空间箍，同时加固了节点核心区、节点梁端、节点柱端，但碳纤维布耐久性能有限。

2018年9月25日国知局公开了“一种混凝土梁柱加固方法”发明专利申请（公告号为：cn108571180a），该专利申请的所公开的技术方案是：将树脂和固化剂在高压喷枪中混合后喷向混凝土梁柱待加固区域，同时通过纤维切割器喷射出短切纤维至待加固区域，树脂和固化剂的混合液与短切纤维在待加固区域表面混合。该发明提供的一种混凝土梁柱加固方法，采用喷射施工工艺，纤维与树脂聚合物直接与不平整、复杂或不规则的结构表面牢固结合，可在形态复杂的节点表面形成一个力学性能良好的整体加固层。其优点是喷射的短切纤维为随机分布的，可以承受任意方向的应力，但是需要大型喷射混凝土的机械。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点方法及结构，该方法通过抗剪键来处理新旧混凝土之间的连接，直接用钢-聚丙烯纤维混凝土置换法将受损的混凝土直接替换。

本发明的技术方案在于：一种混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点方法，包括以下步骤：

（1）用钢管支架在预制预应力梁柱节点的现浇柱两侧未受损的梁底部做好支撑；

（2）用钻机将梁端塑性铰受损区域的混凝土的对角区域进行打磨；

（3）在完好的梁端截面区以及核心区截面处设置抗剪键，并在抗剪键两端做好凿毛处理；

（4）用钢-聚丙烯纤维混凝土对打磨后的区域进行浇筑，在梁端塑性铰受损区域进行分区域对角置换，边浇筑边振捣，确保钢-聚丙烯纤维混凝土浇筑密实；

（5）对已经浇筑的区域进行覆盖及保湿养护；

（6）待已浇筑的区域达到设计强度的80%后，对剩余区域进行打磨，并用钢-聚丙烯纤维混凝土对打磨后的区域进行浇筑，同时边浇筑边振捣，从而完成置换；

（7）在剩余区域达到加固设计强度时加固完成。

进一步的，已浇筑的区域和剩余区域分别在浇筑12h内进行覆盖及保湿养护。

进一步的，所述步骤（6）中，在对剩余区域置换之前，需对先前置换区域进行凿毛处理。

一种采用混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点方法制作的混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点结构，包括预制预应力梁柱节点的现浇柱及位于现浇柱两侧且上端面设置有现浇板的预制梁，所述预制梁梁端截面的竖向结合面及预制柱的两侧竖向结合面分别设置有抗剪键，所述预制梁梁端截面的竖向结合面和预制柱的竖向结合面之间浇筑有钢-聚丙烯纤维混凝土。

进一步的，所述现浇板上设置有穿过现浇柱的钢筋笼。

进一步的，位于预制柱一侧的预制梁设置有伸入钢-聚丙烯纤维混凝土中的预应力筋，位于预制柱一侧钢-聚丙烯纤维混凝土中设置有穿过现浇柱伸入预制柱另一侧钢-聚丙烯纤维混凝土中的预应力筋。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

通过抗剪键来处理新旧混凝土之间的连接，通过抗剪键来处理新旧混凝土之间的连接，将钢-聚丙烯纤维混凝土对预制预应力梁柱节点进行加固，震损区域大多发生在梁端现浇区，可以通过预制预应力节点采用后浇区将梁柱连成整体的特点用混凝土置换的方法对震损的现浇区域进行加固，在最经济的前提下得到较好的加固效果且可以在不加大截面的前提下较大幅度的提高承载力。节点加固施工阶段的优势是采用分区域分阶段加固，可以满足其置换时承载力的要求，防止在施工作业中产生危险。钢-聚丙烯纤维的优势是钢纤维可以提高构件强度以及承载力，聚丙烯纤维可以起到阻裂的效果，纤维在混凝土中随机分布，可以承受任意方向的力。抗剪键的优势是可以有效的增加新旧混凝土的连接。该加固方法工程造价低，工艺简单，对震后损伤的预制预应力梁柱节点区域进行加固处理，减少重建所需的人力财力。

附图说明

图1为预制预应力梁柱节点；

图2为预制预应力梁柱节点损伤示意图；

图3为本发明的预制预应力梁柱节点加固施工正视图；

图4为本发明的梁施工截面图；

图5为本发明的抗剪键示意图；

图6为本发明的预制预应力梁柱节点加固施工俯视图；

图7为本发明的预制预应力梁柱节点加固分区域置换俯视图；

图8为本发明的预制预应力梁柱节点加固施工俯视图

图9为本发明的装配式梁柱节点加固正视图；

图10为本发明的装配式梁柱节点加固区示意图；

图中：1-现浇板2-预制梁3-抗剪键4-竖向结合面5-现浇柱6-预应力筋7-现浇梁端塑性铰区8-梁端塑性铰损伤区9-钢-聚丙烯纤维加固区10-竖向凿毛11-钢管支架12-置换区域一13-置换区域二14-凿毛。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1至图10

一种混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点方法，包括以下步骤：

（1）用钢管支架在预制预应力梁柱节点的现浇柱两侧未受损的梁底部做好支撑，如图3所示；

（2）用钻机将梁端塑性铰受损区域的混凝土的对角区域进行打磨，如图4所示；

（3）在完好的梁端截面区以及核心区截面处设置抗剪键，并在抗剪键两端做好凿毛处理，抗剪键如图5所示；

（4）用钢-聚丙烯纤维混凝土对打磨后的区域进行浇筑，在梁端塑性铰受损区域进行分区域对角置换，并且边浇筑边振捣，确保钢-聚丙烯纤维混凝土浇筑密实，如图7所示；

（5）对已经浇筑的区域在浇筑12h内进行覆盖及保湿养护；

（6）待已浇筑的区域达到设计强度的80%后，对先前置换区域进行凿毛处理，增大先后置换区域之间的接触面积，起到更好的加固效果，以便对剩余区域进行置换；

（7）对剩余区域进行打磨，并用钢-聚丙烯纤维混凝土对打磨后的区域进行浇筑，同时边浇筑边振捣，并在浇筑12h内进行覆盖及保湿养护，从而完成置换，如图8所示；

（8）在剩余区域达到加固设计强度时加固完成，即可拆除钢管支架，如图9和图10所示。

从而通过用置换混凝土加固法可以对预制预应力梁柱节点区域进行加固。

一种采用混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点方法制作的混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点结构，包括预制预应力梁柱节点的现浇柱5及位于现浇柱两侧且上端面设置有现浇板1的预制梁2，所述预制梁梁端截面的竖向结合面4及预制柱的两侧竖向结合面分别设置有抗剪键3，所述抗剪键为向内凹的凹部，所述预制梁梁端截面的竖向结合面和预制柱的竖向结合面之间浇筑有钢-聚丙烯纤维混凝土。

本实施例中，所述现浇板上设置有穿过现浇柱的钢筋笼，从而保证连接强度。

本实施例中，位于预制柱一侧的预制梁设置有伸入钢-聚丙烯纤维混凝土中的预应力筋6，位于预制柱一侧钢-聚丙烯纤维混凝土中设置有穿过现浇柱伸入预制柱另一侧钢-聚丙烯纤维混凝土中的预应力筋6，从而保证置换区可以更好的与预制梁及现浇柱完成连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的混合纤维混凝土加固预制预应力梁柱节点方法并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。