一种具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种既有建筑物的加固结构，具体涉及一种利用空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱进行既有柱加固的结构。


背景技术：

2.对于建筑物的既有钢筋混凝土柱进行加固，以提高其承载能力和抗震性能，是提高既有建筑物安全性的一个重要方法。
3.现有技术中，常见的加固方式有加大截面法、外包钢加固法、粘纤维布法等多种方法。常规的加大截面法通常需要大量植筋以便使外加混凝土与既有钢筋混凝土柱有效连接承担负荷，在植筋过程中会对既有柱强度产生不利影响；粘纤维布法则需要大量使用胶粘剂。中国发明申请cn112942884a公开了一种柱包钢构件增大截面加固施工工艺，分别环绕墙柱周侧在柱础段、柱身段、柱头段拼接多个钢板单元，并用插接件插接连接上下相邻的钢板单元。该方案实际上是包钢法的变形，其虽然减小了包钢加固的整体难度，但是，采用多个钢板单元的结构，对于柱体的剪切力承受能力增加有限，而研究发现，在地震过程中，剪切力的破坏是既有柱受损的一个重要因素，因此，该方案投入成本高而效果不佳。
4.提供一种新的既有钢筋混凝土柱加固结构，显然对于既有建筑物的安全有重要意义。


技术实现要素：

5.本实用新型的发明目的是提供一种利用空间钢构架对核心混凝土的约束作用，以既有钢筋混凝土柱为芯柱，进行既有柱加固的结构，以提升既有钢筋混凝土柱加固的性能。
6.为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，包括柱身加固构件，所述柱身加固构件由紧贴既有钢筋混凝土柱柱身四周设置的素混凝土层和约束所述素混凝土层的空间钢构架组成，所述空间钢构架包括分别位于四个角部的竖向设置的弦杆及焊接固定在相邻弦杆之间的多个缀条，所述缀条水平布置，缀条宽度不小于40毫米，上下相邻缀条间的间距为100～250毫米。
7.上述技术方案中，通过由弦杆和缀条构成的空间钢构架约束素混凝土层，形成类似芯柱的结构，从而不需要在原柱身植筋即可有效承载负荷，且剪切力承受能力强，提高了加固柱的抗震性能。
8.优选的技术方案，距离楼板或梁1/5～1/6层高范围内为加密区，其余为非加密区，加密区上下相邻缀条间的间距为100～150毫米，非加密区上下相邻缀条间的间距为150～250毫米。
9.上述技术方案中，所述弦杆为通长的l形角钢。
10.进一步的技术方案，在梁所在的位置处，设置穿过梁的钢筋，钢筋两端分别与弦杆焊接固定。
11.优选的技术方案，紧贴梁底设置的缀条为加强缀条，所述加强缀条的宽度不小于
50毫米。
12.上述技术方案中，在最高层的楼顶板上方，分别设置4个角钢箍，角钢箍的一边焊接在空间钢构架的相邻弦杆上，角钢箍的另一边紧贴楼顶板上表面。
13.上述技术方案中，所述柱身加固构件的四个弦杆下端与原基础之间分别经化学植筋固定连接，化学植筋数量按与空间钢构架弦杆承载力相同原则确定，化学植筋的上端焊接在弦杆上。
14.进一步的技术方案，设有基础加固构件，所述基础加固构件位于原基础上，围绕柱身加固构件布置。
15.当所述原基础位于土中时，所述基础加固构件为钢筋混凝土结构，其钢筋笼包括环形布置的基础围套箍筋和分布设置的基础围套纵筋，基础围套纵筋一端与基础围套箍筋焊接固定，另一端与柱身加固构件的弦杆或缀条焊接固定。
16.当所述原基础外露时，所述基础加固构件为一边焊接在相邻两个弦杆上，另一边紧贴原基础设置的基础加固角钢，基础加固角钢经化学锚栓锚固在原基础上。
17.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
18.1、本实用新型通过利用空间钢构架对核心混凝土的约束作用，既有钢筋混凝土柱为芯柱，进行既有柱加固的结构，能够有效提升柱的荷载性能和抗剪切性能，从而提升抗震性能。
19.2、本实用新型利用空间钢构架约束混凝土作用，既有钢筋混凝土柱为芯柱，不需要在既有柱上植筋，不会破坏既有柱的结构。
20.3、本实用新型通过设置基础加固构件，能将柱身加固构件的荷载有效传递到原基础上，不会增加既有柱与基础连接处的负荷。
附图说明
21.图1是实施例一的整体结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例一中柱身部分的立面图；
23.图3是图2的a-a剖面图；
24.图4是图2的b-b剖面图；
25.图5是实施例一中楼顶部分的立面图；
26.图6是实施例一中基础部分的立面图；
27.图7是图6的c-c剖面图。
28.其中：1、柱身加固构件；2、基础加固构件；3、既有钢筋混凝土柱；4、素混凝土层；5、弦杆；6、缀条；7、框架梁；8、钢筋；9、加强缀条；10、楼顶板；11、角钢箍；12、原基础；13、化学植筋；14、基础围套箍筋；15、基础围套纵筋。
具体实施方式
29.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
30.实施例一：参见图1所示，一种具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，包括柱身加固构件1和基础加固构件2。
31.参见图2和图3，柱身加固构件由紧贴既有柱3柱身四周设置的素混凝土层4和约束
所述素混凝土层4的空间钢构架组成，空间钢构架包括分别位于四个角部的竖向设置的弦杆5及焊接固定在相邻弦杆5之间的多个缀条6。本实施例中，弦杆5可以采用边宽100mm厚6mm的l形角钢，缀条6可以采用宽60mm厚4mm的钢板，长度以两端能与角钢有效焊接固定为宜。缀条6水平布置，上下相邻缀条间的间距根据位置确定，在楼板或梁1/6层高范围内，上下相邻缀条间的间距为150毫米，中间位置上下相邻缀条间的间距为200毫米。
32.参见图2和图4，在遇到框架梁7时，设置穿过框架梁7的钢筋8替代缀条6，钢筋8两端分别与弦杆5焊接固定。
33.参见图2，在紧贴梁底设置的缀条为加强缀条9，加强缀条的宽度大于50毫米，例如可以是80毫米。
34.参见图5，在最高层的楼顶板10上方，分别设置4个角钢箍11，角钢箍11的一边焊接在空间钢构架的相邻弦杆5上，角钢箍11的另一边紧贴楼顶板10的上表面。本实施例中的角钢箍采用边宽100毫米厚6毫米的4根l形角钢。
35.参见图6，在柱身加固构件的四个弦杆5的下端与原基础12之间分别经化学植筋13固定连接，化学植筋13的上端焊接在弦杆5上。
36.参见图6和图7，在原基础12上，围绕柱身加固构件设有基础加固构件2。基础加固构件2为钢筋混凝土结构，其钢筋笼包括环形布置的基础围套箍筋14和分布设置的基础围套纵筋15，基础围套纵筋15一端与基础围套箍筋14焊接固定，另一端与柱身加固构件的弦杆5或缀条6焊接固定。
37.如果柱身加固构件下端不在土中，可以不设置钢筋混凝土结构，直接设置多个基础加固角钢，基础加固角钢一边焊接在相邻两个弦杆上，另一边紧贴原基础设置并经化学锚栓锚固在原基础上。


技术特征：
1.一种具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，包括柱身加固构件，其特征在于：所述柱身加固构件由紧贴既有钢筋混凝土柱柱身四周设置的素混凝土层和约束所述素混凝土层的空间钢构架组成，所述空间钢构架包括分别位于四个角部的竖向设置的弦杆及焊接固定在相邻弦杆之间的多个缀条，所述缀条水平布置，缀条宽度不小于40毫米，上下相邻缀条间的间距为100～250毫米。2.根据权利要求1所述的具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，其特征在于：距离楼板或梁1/5～1/6层高范围内为加密区，其余为非加密区，加密区上下相邻缀条间的间距为100～150毫米，非加密区上下相邻缀条间的间距为150～250毫米。3.根据权利要求2所述的具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，其特征在于：所述弦杆为通长的l形角钢。4.根据权利要求1所述的具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，其特征在于：在梁所在的位置处，设置穿过梁的钢筋，钢筋两端分别与弦杆焊接固定。5.根据权利要求1所述的具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，其特征在于：紧贴梁底设置的缀条为加强缀条，所述加强缀条的宽度不小于50毫米。6.根据权利要求1所述的具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，其特征在于：在最高层的楼顶板上方，分别设置4个角钢箍，角钢箍的一边焊接在空间钢构架的相邻弦杆上，角钢箍的另一边紧贴楼顶板上表面。7.根据权利要求1所述的具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，其特征在于：所述柱身加固构件的四个弦杆下端与原基础之间分别经化学植筋固定连接，化学植筋数量按与空间钢构架弦杆承载力相同原则确定，化学植筋的上端焊接在弦杆上。8.根据权利要求7所述的具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，其特征在于：设有基础加固构件，所述基础加固构件位于原基础上，围绕柱身加固构件布置。9.根据权利要求8所述的具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，其特征在于：当所述原基础位于土中时，所述基础加固构件为钢筋混凝土结构，其钢筋笼包括环形布置的基础围套箍筋和分布设置的基础围套纵筋，基础围套纵筋一端与基础围套箍筋焊接固定，另一端与柱身加固构件的弦杆或缀条焊接固定。10.根据权利要求8所述的具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，其特征在于：当所述原基础外露时，所述基础加固构件为一边焊接在相邻两个弦杆上，另一边紧贴原基础设置的基础加固角钢，基础加固角钢经化学锚栓锚固在原基础上。

技术总结
本实用新型公开了一种具有空间钢构架约束既有钢筋混凝土柱的加固结构，包括柱身加固构件，其特征在于：所述柱身加固构件由紧贴既有钢筋混凝土柱柱身四周设置的素混凝土层和约束所述素混凝土层的空间钢构架组成，所述空间钢构架包括分别位于四个角部的竖向设置的弦杆及焊接固定在相邻弦杆之间的多个缀条，所述缀条水平布置，缀条宽度不小于40毫米，上下相邻缀条间的间距为100～250毫米。本实用新型能够有效地提升柱的荷载性能和抗剪切性能，从而提升柱的抗震性能。而提升柱的抗震性能。而提升柱的抗震性能。


技术研发人员：唐兴荣 顾夏英 任运泽 顾天熊 陈赟
受保护的技术使用者：苏州中固建筑科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/5/29