一种体外预应力加固柱子的装置及加固方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及结构加固技术领域，特别涉及一种体外预应力加固柱子的装置及加固方法。
【背景技术】
[0002]建筑物柱子的体外预应力加固技术，是一种给既有土木工程结构在柱子的体外施加预应力，分担一部分竖向荷载，减小原有柱子所受轴向力的加固方法，多用于土木工程结构的改造和加固。
[0003]新建结构物的设计主线是把设计对象承担的荷载按照统计规律组合起来，针对结构各个杆件截面内力总和的大小对杆件的承载能力进行验算。这种内力总和的设计技术目前在结构构件的加固中被普遍应用且占据统治地位，缺什么补什么是其主要表现特征。比如直接加固类的增大截面法、外包法、外贴法、组合构件法等等，间接加固类的改变传力途径法、减轻自重法、耗能法等等。
[0004]新建和加固，就承载能力实现的方法而言两者有一定差别，内力总和的设计技术用于加固设计有时会显不足。比如，由于受空间限制的影响，钢筋混凝土框架的梁端抵抗负弯矩的能力很难直接加固。再如，钢筋混凝土框架柱存在反弯点，即每根柱子任一钢筋同时存在拉压两种受力状态，受新旧材料界面共同变形协调能力有限的影响，柱子加固的新钢筋很难保证应有的受力状态等。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种体外预应力加固柱子的装置及加固方法。
[0006]本发明一种体外预应力加固柱子的装置，包括竖向承力角钢、横向缀条、悬挑传力单元、托梁、螺栓连接副；
[0007]所述竖向承力角钢分别设置于待加固柱子的4角，且与柱子基础锚固；相邻的所述竖向承力角钢之间通过所述横向缀条连接，所述横向缀条等间距或不等间距布置；
[0008]所述悬挑传力单元固定在所述竖向承力角钢上；
[0009]所述托梁设置于横梁端部下表面，所述托梁两端分别与相对应的所述悬挑传力单元通过所述螺栓连接副连接;旋转所述螺栓连接副中的螺帽实现体外预应力的传递。
[0010]进一步的，所述悬挑传力单元为实腹式构件或格构式构件。
[0011 ]进一步的，所述螺栓连接副焊接于所述悬挑传力单元。
[0012]进一步的，所述螺栓连接副与所述悬挑传力单元之间为螺栓连接。
[0013]本发明还提供了一种利用上述体外预应力加固柱子的装置的加固方法，包括以下步骤:
[00?4]步骤一、加固元件准备;包括竖向承力角钢、横向缀条、悬挑传力单元、托梁、螺栓连接副；
[0015]步骤二、待加固的每根柱子的4角分别配置I根所述竖向承力角钢，并与基础锚固；相邻的所述竖向承力角钢之间通过所述横向缀条连接为整体；
[0016]步骤三、所述悬挑传力单元在预定位置与所述竖向承力角钢固定连接；
[0017]步骤四、所述螺栓连接副在预定位置与所述悬挑传力单元固定连接；
[0018]步骤五、所述托梁置于横梁端部下表面，所述托梁两端分别与相对应的所述悬挑传力单元通过所述螺栓连接副连接;旋转所述螺栓连接副上的螺帽，将横梁的荷载由所述悬挑传力单元传递到所述竖向承力角钢，再经过所述竖向承力角钢传递给基础。
[0019]本发明的有益效果为:以内力分解技术为基础，把柱子已有的配筋留作抵抗水平地震作用的内力使用，而把使用荷载对柱子产生的轴力通过加固手段处理，提高了结构的安全性，简便易行，易于推广。
【附图说明】
[0020]图1所不为加固如梁、板、柱结构关系不意图。
[0021]图2所示为利用本发明实施例加固后的梁、板、柱与加固件结构关系示意图。
[0022]图中:1_柱子、2-横梁、3-纵梁、4-板、5-竖向承力角钢、6-横向缀条、7-悬挑传力单元、8-托梁、9-螺栓连接副。
【具体实施方式】
[0023]下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
[0024]如图1、2所示，一般的建筑结构，包括柱子1、横梁2、纵梁3、板4，为清楚说明本发明，本实施例仅以横梁2下设托梁8为例，本发明同样适用于纵梁3下设托梁8的情况。
[0025]本发明实施例一种体外预应力加固柱子的装置，包括竖向承力角钢5、横向缀条6、悬挑传力单元7、托梁8、螺栓连接副9;
[0026]所述竖向承力角钢5分别设置于待加固柱子I的4角，且与柱子I基础锚固；相邻的所述竖向承力角钢5之间通过所述横向缀条6连接，所述横向缀条6等间距或不等间距布置；[0027 ]所述悬挑传力单元7固定在所述竖向承力角钢5上；
[0028]所述托梁8设置于横梁2端部下表面，所述托梁8两端分别与相对应的所述悬挑传力单元7通过所述螺栓连接副9连接;旋转所述螺栓连接副9中的螺帽实现体外预应力的传递。
[0029]优选的，所述悬挑传力单元7可以选用实腹式构件或格构式构件。
[0030]所述螺栓连接副9与所述悬挑传力单元7之间可以为螺栓连接，也可以焊接。
[0031]本发明还提供了一种利用上述体外预应力加固柱子的装置的加固方法，包括以下步骤:
[0032]步骤一、加固元件准备;包括竖向承力角钢5、横向缀条6、悬挑传力单元7、托梁8、螺栓连接副9;
[0033]步骤二、待加固的每根柱子I的4角分别配置I根所述竖向承力角钢5，并与基础锚固；相邻的所述竖向承力角钢5之间通过所述横向缀条6连接为整体；
[0034]步骤三、所述悬挑传力单元7在预定位置与所述竖向承力角钢5固定连接；
[0035]步骤四、所述螺栓连接副9在预定位置与所述悬挑传力单元7固定连接；
[0036]步骤五、所述托梁8置于横梁2端部下表面，所述托梁8两端分别与相对应的所述悬挑传力单元7通过所述螺栓连接副9连接;旋转所述螺栓连接副9上的螺帽，将横梁2的荷载由所述悬挑传力单元7传递到所述竖向承力角钢5，再经过所述竖向承力角钢5传递给基础。
[0037]本发明的有益效果为:以内力分解技术为基础，把柱子已有的配筋留作抵抗水平地震作用的内力使用，而把使用荷载对柱子产生的轴力通过加固手段处理，提高了结构的安全性，简便易行，易于推广。
[0038]本文虽然已经给出了本发明的一个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
【主权项】
1.一种体外预应力加固柱子的装置，其特征在于，包括竖向承力角钢、横向缀条、悬挑传力单元、托梁、螺栓连接副； 所述竖向承力角钢分别设置于待加固柱子的4角，且与柱子基础锚固；相邻的所述竖向承力角钢之间通过所述横向缀条连接，所述横向缀条等间距或不等间距布置； 所述悬挑传力单元固定在所述竖向承力角钢上； 所述托梁设置于横梁端部下表面，所述托梁两端分别与相对应的所述悬挑传力单元通过所述螺栓连接副连接;旋转所述螺栓连接副中的螺帽实现体外预应力的传递。2.如权利要求1所述的体外预应力加固柱子的装置，其特征在于，所述悬挑传力单元为实腹式构件或格构式构件。3.如权利要求1所述的体外预应力加固柱子的装置，其特征在于，所述螺栓连接副焊接于所述悬挑传力单元。4.如权利要求1所述的体外预应力加固柱子的装置，其特征在于，所述螺栓连接副与所述悬挑传力单元之间为螺栓连接。5.—种利用如权利要求1-4任一项所述体外预应力加固柱子的装置的加固方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、加固元件准备;包括竖向承力角钢、横向缀条、悬挑传力单元、托梁、螺栓连接副; 步骤二、待加固的每根柱子的4角分别配置I根所述竖向承力角钢，并与基础锚固；相邻的所述竖向承力角钢之间通过所述横向缀条连接为整体； 步骤三、所述悬挑传力单元在预定位置与所述竖向承力角钢固定连接； 步骤四、所述螺栓连接副在预定位置与所述悬挑传力单元固定连接； 步骤五、所述托梁置于横梁端部下表面，所述托梁两端分别与相对应的所述悬挑传力单元通过所述螺栓连接副连接;旋转所述螺栓连接副上的螺帽，将横梁的荷载由所述悬挑传力单元传递到所述竖向承力角钢，再经过所述竖向承力角钢传递给基础。
【专利摘要】本发明涉及结构加固技术领域，提供了一种体外预应力加固柱子的装置，竖向承力角钢设置于待加固柱子的4角，且与柱子基础锚固；相邻的竖向承力角钢之间通过横向缀条连接；悬挑传力单元固定在竖向承力角钢上；托梁设置于横梁端部下表面，托梁两端分别与相对应的悬挑传力单元用螺栓副连接；旋转螺栓副中的螺帽实现体外预应力的传递；本发明还提供了一种加固方法，包括：一、加固件准备；二、安装竖向承力角钢；三、悬挑传力单元与竖向承力角钢连接；四、托梁与悬挑传力单元连接。本发明的有益效果为：基于内力分解技术，已有的配筋用于抵抗水平地震作用力，把使用荷载对柱子产生的轴力通过加固手段处理，提高结构安全性，简便易行，易于推广。
【IPC分类】E04G23/02
【公开号】CN105672683
【申请号】CN201610028352
【发明人】宋彧, 高旭东
【申请人】兰州理工大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月15日