一种适用于开洞混凝土梁的加固装置

本技术涉及一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，属于混凝土梁加固装置。

背景技术：

1、已有建筑翻新改造中，因层高受限，常采用在钢筋混凝土梁腹板开洞的方式穿过各种管道，以节省梁下设备层空间，且有时安装人员开凿超过规范限值的大洞口，对梁造成严重损伤。现行规范中对腹板预留洞口的混凝土梁通过构造措施来消除开洞削弱，但并未针对后开洞情况给出加固方法及相应的设计方法。

2、目前，对开洞钢筋混凝土梁的研究多集中在开洞削弱和预开洞配筋加固领域。对于新建建筑中的混凝土梁，可以设计中在洞口四周增配钢筋进行补强。然而，对于现有结构中的开洞混凝土梁，外部加固技术是唯一的解决方案，目前多采用以下两种方式进行加固：

3、1、粘贴frp材料：施工较为方便，但加固效果存在争议，洞口区域变形大幅发展易使frp材料发生剥离。

4、2、粘贴钢板进行加固：难以阻止洞口角部斜裂缝发展，钢板过早剥离；靠近洞口的受压区域钢板易发生局部屈曲，向外膨出，导致受压区混凝土整体压溃；难以避免钢板整体剥落；呈现脆性破坏模式；

5、因此，亟需出现一种能解决上述技术问题的适用于开洞混凝土梁的加固装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，该加固装置具有使开洞梁破坏方式转变、大幅提高其抗剪承载力以及恢复构件刚度等多重功能，应用在结构构件中不仅能够有效避免了钢板局部失稳屈曲，还可以起到有效限制洞口角部斜裂缝的开展，大幅提高其抗剪性能的作用。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特殊之处在于包括安装于混凝土梁1前后两侧的带肋钢板2，带肋钢板2的宽度与混凝土梁1高度相同、长度覆盖混凝土梁1的洞口3区域且向外延长一段距离，带肋钢板2朝向混凝土梁1的一面粗糙处理，沿带肋钢板2边缘进行封边，使带肋钢板2与混凝土梁1之间形成封闭空腔，在封闭空腔内注胶，使混凝土梁1与带肋钢板2粘结为一体，并通过多个螺栓5紧固，带肋钢板2包括基板2-1及横纵交错设置的加强肋板2-2，基板2-1正对洞口3的区域开设有与洞口3尺寸相匹配的基板洞2-3，加强肋板2-2围绕基板洞2-3设置；

4、所述基板2-1上开设有多个注胶孔4；

5、所述多个螺栓5上下、左右对称设置，基板2-1上开设多个与螺栓5配合使用的螺栓孔6；

6、所述基板2-2呈矩形；

7、所述混凝土梁1朝向基板2-2的一面进行粗糙处理；

8、所述加强肋板2-2包括横向加强肋板、纵向加强肋板，横向加强肋板、纵向加强肋板与基板2-1焊接为一体；

9、所述基板洞2-3上、下两侧所设置的横向加强肋板不少于两道，基板洞2-3左、右两侧所设置的纵向加强肋板不少于两道；

10、所述横向加强肋板、纵向加强肋板靠近基板洞2-3，且与基板洞2-3之间的距离不小于20mm。

11、所述横向加强肋板之间的距离为100-150mm，所述纵向加强肋板之间的距离为100-150mm；

12、所述加强肋板2-2厚度不小于基板2-1厚度，且不小于3mm。

13、本发明的适用于开洞混凝土梁的加固装置结构设计巧妙，有益效果如下：

14、1）对开洞混凝土梁采用带肋钢板加固，能有效克服传统加固方式的不足，一方面肋板能够保证基板稳定受力，另一方面肋板本身一定程度上参与受力，并约束洞口角部裂缝的开展，大幅提高加固梁的整体性和加固体系的有效受力。

15、2）加强肋板能最大程度保证基板的平整度，使基板与混凝土梁表面贴合度更佳，胶层均匀饱满；加强肋板形成的体外骨架能够辅助承受荷载，而此部分承载能力在设计中不予计入，留作安全储备，增加了体系的安全裕度。

16、3）极限状态下，带肋钢板能够维持其整体性，避免发生脆性的剥落，而是从角部发生剥离并随加载缓慢发展。另外，加强肋板能够有效约束基板的局部屈曲，避免受压区基板向外膨出导致混凝土发生压溃，使得开洞梁的脆性受剪破坏模式转变成较为延性的钢板渐进剥离破坏模式。

17、4）带肋钢板的粘贴面喷砂处理，混凝土表面用打磨去除浮浆层，使带肋钢板与混凝土梁的粘合面粗糙，从而保证带肋钢板与混凝土梁表面有效粘结。

18、5）间隔对称布置对穿螺栓，加固施工过程中作为安装螺栓，用于带肋钢板安装固定，保证胶层厚度；加固完成后螺栓并不拆除，而是作为一种构造措施，提供一定的锚固作用，提高加固梁的整体受力性能。

19、6）通过设置多个注胶孔，确保胶层均匀饱满。

20、本实用新型对于腹板开大洞口混凝土梁，能形成有效的体外传力骨架，大幅提高开洞梁的抗剪承载力和抗剪刚度；有效限制洞口角部斜裂缝开展，避免沿角部过早形成主斜裂缝而发生脆性剪切破坏或过大变形；带肋钢板能够提高基板稳定性，降低基板应力水平，防止其局部失稳向外膨出，减轻受压肢混凝土的横向拉力，阻止其发生脆性压溃，使加固梁破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏；带肋钢板可在工厂加工预制，自身具备空间刚度，不易在运输及加固过程中发生变形，施工工序简单，费用低，具有很高的应用价值。

技术特征：

1.一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于包括安装于混凝土梁前后两侧的带肋钢板，带肋钢板的宽度与混凝土梁高度相同、长度覆盖混凝土梁的洞口区域且向外延长一段距离，带肋钢板朝向混凝土梁的一面粗糙处理，沿带肋钢板边缘进行封边，使带肋钢板与混凝土梁之间形成封闭空腔，在封闭空腔内注胶，使混凝土梁与带肋钢板粘结为一体，并通过多个螺栓紧固，带肋钢板包括基板及横纵交错设置的加强肋板，基板正对洞口的区域开设有与洞口尺寸相匹配的基板洞，加强肋板围绕基板洞设置。

2.按照权利要求1所述的一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于所述基板上开设有多个注胶孔。

3.按照权利要求1所述的一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于所述多个螺栓上下、左右对称设置，基板上开设多个与螺栓配合使用的螺栓孔。

4.按照权利要求1所述的一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于所述基板呈矩形。

5.按照权利要求1所述的一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于所述混凝土梁朝向基板的一面进行粗糙处理。

6.按照权利要求1所述的一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于所述加强肋板包括横向加强肋板、纵向加强肋板，横向加强肋板、纵向加强肋板与基板焊接为一体。

7.按照权利要求6所述的一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于所述基板洞上、下两侧所设置的横向加强肋板不少于两道，基板洞左、右两侧所设置的纵向加强肋板不少于两道。

8.按照权利要求6所述的一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于横向加强肋板、纵向加强肋板靠近所述基板洞，且与基板洞之间的距离不小于20mm。

9.按照权利要求6所述的一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于所述横向加强肋板之间的距离为100-150mm，所述纵向加强肋板之间的距离为100-150mm。

10.按照权利要求6所述的一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，其特征在于所述加强肋板厚度不小于基板厚度且不小于3mm。

技术总结
本技术涉及一种适用于开洞混凝土梁的加固装置，属于混凝土梁加固装置技术领域。包括安装于混凝土梁前后两侧的带肋钢板，带肋钢板的宽度与混凝土梁高度相同、长度覆盖混凝土梁的洞口区域且向外延长一段距离，带肋钢板朝向混凝土梁的一面粗糙处理，沿带肋钢板边缘进行封边，使带肋钢板与混凝土梁之间形成封闭空腔，在封闭空腔内注胶，使混凝土梁与带肋钢板粘结为一体，并通过多个螺栓紧固，带肋钢板包括基板及横纵交错设置的加强肋板，基板正对洞口的区域开设有与洞口尺寸相匹配的基板洞，加强肋板围绕基板洞设置。本技术解决了腹板开大洞口混凝土梁的抗剪机制受到破坏，受剪承载力大幅削弱，传统体外加固方式失效的问题。

技术研发人员：王晓刚,方敬伟
受保护的技术使用者：烟台大学
技术研发日：20221116
技术公布日：2024/1/12