[发明专利]钢筋混凝土圆柱框架空间节点核芯区PC钢棒加固装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋混凝土圆柱框架空间节点核芯区PC钢棒加固装置，属于钢筋混凝土圆柱框架空间节点核芯区加固领域。

背景技术

在土木工程建设中，钢筋混凝土框架结构以其优越的抗震性能得到广泛的使用。其中梁柱节点是框架结构重要组成部分，起着传递和分配内力以及保证结构整体性的作用。在地震作用时，节点核芯区内受到的剪力较大且极为复杂，是框架结构中易损部位，而且节点核芯区的脆性剪切破坏，往往导致整个结构的倒塌，所以，在抗震设计中，采用“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件”设计原则。

当工程结构遭受地震破坏、结构设计与施工误差、建筑物使用功能变更与加层、老旧建筑设防标准提高、抗震规范条款变动等因素都必须对结构进行相应的抗震加固，以提高结构的抗震性能。世界上经济发达国家的工程建设都经历了大规模建设、新建与加固并重以及维修加固三个阶段。美国、英国、德国用于维修加固的投资比例都已经超过了建设总投资的50％。而我国现有的近70亿m²城镇建筑中，已有50％已经进入老化阶段需要维修加固的老旧建筑。因此，为了有效减轻地震灾害，还应该加强对既有建筑抗震加固方法的研究。

在建筑结构构件加固中，对于梁、柱的加固设计和施工都有相应的规范可依，但是由于节点核芯区的加固和修复非常困难，目前，尚未成熟的加固方法和施工技术，更无成熟的规范可依。

目前，国内外已展开的关于节点核芯区的加固技术主要有：

(1)增大截面法：通过增加节点核芯区截面面积，改善梁纵筋的锚固情况，增强节点核芯区传力机构，从而提高斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；但现场湿作业工期长，且需凿穿楼板。宜用于平面和空间节点核芯区的加固。

(2)外包钢加固法：在节点核芯区四周包裹型钢进行加固，钢板通过直接承受剪力，同时对节点核芯区形成约束作用，在不增大截面尺寸的同时，可以大幅度地提高核芯区抗剪承载力，干法施工简单，价格低，现场工期短；湿法施工简单，价格低，现场工期长。但要求型钢表面温度应低于60℃，且现场焊接，需做好防腐处理。宜于平面和空间节点核芯区的加固。

(3)粘贴钢板加固法：在节点核芯区，利用结构胶将钢板粘贴在核芯区的表面，钢板可以直接承受剪力，同时对节点核芯区形成约束作用，提高核芯区的抗剪承载力和截面刚度。施工简单，现场焊接，工期长。但要求型钢表面温度应低于60℃，需做好防腐处理。宜于平面节点核芯区的加固。

(4)粘贴碳纤维加固法：用树脂胶将碳纤维或玻璃纤维片材粘贴在节点核芯区受拉表面，通过直接受剪和约束核芯区混凝土，提高节点核芯区抗剪承载力和截面刚度。高强高效，耐腐蚀性及耐久性好，不增加构件的自重及体积，适用面广，便于施工，无需大型的施工设备，施工速度快，因而工效很高。宜于平面节点核芯区的加固。

总体而言，以上几种加固方法，多适应于平面节点核芯区的加固设计，存在结构卸荷较为困难且代价较高、二次受力结构应变滞后、加固效果不佳、现场施工不便等诸多问题。而且对于圆柱框架空间节点，由于四周直交梁的存在，给节点核芯区的封包加固带来不便，因此，圆柱框架空间节点核芯区的加固问题尚未得到很好的解决。

发明内容

本发明目的在于针对上述钢筋混凝土圆柱框架空间节点核芯区加固设计及施工中存在的问题，提供一种加固方法及PC钢棒加固装置，可以明显的提高节点核芯区的抗剪承载力和抗震性能。根据节点核芯区的受力存在桁架模型和斜压杆模型，此加固主要通过直接承受剪力和加强核芯区混凝土的约束作用来实现。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种钢筋混凝土圆柱框架空间节点核芯区PC钢棒加固装置，其特征在于：所述节点核芯区为由柱、梁和楼板相交形成的圆柱区域；所述PC钢棒加固装置包括弧形锚固扣件、PC钢棒、螺母和密封帽，所述弧形锚固扣件的两侧设置有分别与梁垂直的两肢，所述弧形锚固扣件中间的内侧弧形面与节点核芯区的弧形角部紧密贴合；所述弧形锚固扣件的两肢分别开有通孔，通孔内设置有PC钢棒，所述PC钢棒的两端设置有外螺纹，外螺纹上设置有螺母，所述密封帽安装在螺母外面，每根PC钢棒穿过梁以及梁两侧的弧形锚固扣件的一肢，从而将梁两侧的两个弧形锚固扣件连接固定在一起；四个弧形锚固扣件和四个PC钢棒通过螺母形成一圈约束所述节点核芯区的圆形PC钢棒套箍。

进一步的，所述节点核芯区的四个弧形角度进行打磨处理。

进一步的，所述PC钢棒直径为10mm～20mm。