一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置

本技术属于预应力筋混凝土结构加固，具体属于一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置。

背景技术：

1、由于许多既有建筑的使用功能发生改变，实际使用荷载增加，原有的结构已不能满足承载力要求；随着有些地区抗震设防等级的提高，原有建筑物不能满足“强柱弱梁”的抗震设防要求；另外还有一些已建和在建的建筑物由于设计或施工的原因，存在一些缺陷；另外由于各种灾害原因，使混凝土结构出现损伤，承载力下降。这些原因造成预应力筋混凝土结构的加固和修复问题变得越来越突出。

2、目前，为提高混凝土柱的承载力，常采用增大截面、外包钢等常规手段进行加固。但增大截面加固新老混凝土常共同工作性不好，协同变形性能差，对结构塑性改善较小；此外设置模板施工难度较大。干式外包钢则是外包钢与原构件不能整体工作，彼此只能单独受力，外包钢性能利用率低，整体性差；湿式外包钢法则是不能有效地提高柱的抗弯刚度，降低柱子的长细比，特别不适合应用于经撞击破坏、火灾等局部表面破坏较大，迫切需要大幅提高刚度的混凝土柱的加固。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，通过外套十字形钢管、中间混凝土及预应力装置可有效控制核心圆钢管的横向变形，防止核心圆钢管过早出现局部屈曲，可有效延长原结构的使用寿命。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，包括外套十字形钢管、混凝土和预应力装置，外套十字形钢管用于套设在圆钢管外，外套十字形钢管与圆钢管之间填充混凝土，外套十字形钢管包括四个侧翼，四个侧翼上均沿长度方向间隔布置有预应力装置，预应力装置布置方向与侧翼的长度方向垂直。

3、进一步的，所述外套十字形钢管与圆钢管的形心重合。

4、进一步的，所述外套十字形钢管上四个侧翼的尺寸相同。

5、进一步的，外套十字形钢管侧翼长边与圆钢管的直径的尺寸相同，外套十字形钢管的长度与圆钢管的长度相同。

6、进一步的，外套十字形钢管和圆钢管的材质相同，采用q345c。

7、进一步的，所述混凝土为高延性水泥基复合材料。

8、进一步的，所述外套十字形钢管侧翼的两侧面上对称开设有多组安装孔，多组安装孔沿着外套十字形钢管长度方向均匀布置，每组安装孔中设置有一预应力装置。

9、进一步的，多个安装孔设置在侧翼短边侧面的中线上。

10、进一步的，预应力装置包括锚具、环向间隔设置在锚具上的多个预应力筋。

11、进一步的，外套十字形钢管顶部和底部与靠近外套十字形钢管顶部和底部设置的预应力装置之间的距离为100mm～150mm，多个预应力装置之间的间距为200mm～400mm。

12、与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

13、本实用新型提供一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，将外套十字形钢管设置在圆钢管外，并在圆钢管外壁与外套十字形钢管内壁之间设置混凝土结构，提高了圆钢管柱的横截面积，有效提圆钢管柱的承载力，相较于直接增大圆钢管柱面积，该结构在增加相同横截面积下具有更高的承载性能，即该结构的制作能一定程度提高材料的利用率，具有良好的经济性；进一步的，本实用新型沿外套十字形钢管侧壁还加设有预应力装置，该结构能在侧向为钢管柱提供良好的约束作用，能有效控制柱身的弯矩和变形，有效的提高内部圆钢管结构的抗弯性能和承载力，有效的控制钢管的变形，延长了结构的寿命，具有很好的经济性。

技术特征：

1.一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，包括外套十字形钢管(1)、混凝土(2)和预应力装置(3)，外套十字形钢管(1)用于套设在圆钢管(4)外，外套十字形钢管(1)与圆钢管(4)之间填充混凝土(2)，外套十字形钢管(1)包括四个侧翼，四个侧翼上均沿长度方向间隔布置有预应力装置(3)，预应力装置(3)布置方向与侧翼的长度方向垂直。

2.根据权利要求1所述的一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，所述外套十字形钢管(1)与圆钢管(4)的形心重合。

3.根据权利要求1所述的一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，所述外套十字形钢管(1)上四个侧翼的尺寸相同。

4.根据权利要求1所述的一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，外套十字形钢管(1)侧翼长边与圆钢管(4)的直径的尺寸相同，外套十字形钢管(1)的长度与圆钢管(4)的长度相同。

5.根据权利要求1所述的一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，外套十字形钢管(1)和圆钢管(4)的材质相同，采用q345c。

6.根据权利要求1所述的一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，所述混凝土(2)为高延性水泥基复合材料。

7.根据权利要求1所述的一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，所述外套十字形钢管(1)侧翼的两侧面上对称开设有多组安装孔，多组安装孔沿着外套十字形钢管(1)长度方向均匀布置，每组安装孔中设置有一预应力装置(3)。

8.根据权利要求7所述的一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，多个安装孔设置在侧翼短边侧面的中线上。

9.根据权利要求1所述的一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，预应力装置(3)包括锚具(15)、环向间隔设置在锚具(15)上的多个预应力筋。

10.根据权利要求1所述的一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，其特征在于，外套十字形钢管(1)顶部和底部与靠近外套十字形钢管(1)顶部和底部设置的预应力装置(3)之间的距离为100mm～150mm，多个预应力装置(3)之间的间距为200mm～400mm。

技术总结
本技术提供一种圆钢管的十字形预应力加劲加固装置，包括外套十字形钢管、混凝土和预应力装置，外套十字形钢管用于套设在圆钢管外，外套十字形钢管与圆钢管之间填充混凝土，外套十字形钢管包括四个侧翼，四个侧翼上均沿长度方向间隔布置有预应力装置，预应力装置布置方向与侧翼的长度方向垂直。本技术通过外套十字形钢管、中间混凝土及预应力装置可有效控制核心圆钢管的横向变形，防止核心圆钢管过早出现局部屈曲，可有效延长原结构的使用寿命。

技术研发人员：刘向宏,王亚晨,孙清,张志龙,闫洪祥
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：20230428
技术公布日：2024/1/15