[发明专利]钢筋混凝土柱矩形截面变椭圆形外包粘钢加固法及加固柱

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋混凝土矩形截面柱加固法，尤其涉及一种钢筋混凝土柱矩形截面变椭圆形外包粘钢加固法及加固柱，具体适用于在与矩形外包钢增大截面加固法相比，增大同样横截面面积的基础下，承载能力增加更多，制造材料更节省，可靠性更高。

背景技术

目前，已有的钢筋混凝土柱（截面为矩形）常因各种原因要大幅度增加荷载，如房屋加层改造、工业厂房设备更新等都可能使原柱所受荷载增加较多。对这类问题往往不仅需要通过加固来大幅度提高原柱的承载能力，还要求加固后柱的横截面增加不多（即占用空间小），加固速度快，加固使用的材料与原柱联结成整体，共同受力和变形，安全可靠等。

为满足以上要求，现有的钢筋混凝土矩形截面柱加固方法主要有两类：一类是用同种材料加固，另一类是用异种材料加固。

同种材料加固法：主要有两种做法，一是增加混凝土截面，即在柱子外部增加细石混凝土，二是增加钢筋混凝土截面，即打开柱子外侧混凝土保护层，新增钢筋与原钢筋每隔一段距离焊牢，外加新箍，再将外部用细石混凝土浇筑成新截面。采用同种材料加固钢筋混凝土矩形截面柱的缺点是现场湿作业面大，养护周期较长，柱子横截面增加较多，对结构外观及房屋使用空间有较大影响。

异种材料加固法：是在原柱外用钢结构进行加固，即用四根角钢在柱子的四角加固，角钢之间用缀板焊连，在角钢和原柱体之间灌注环氧树脂类结构胶或水泥砂浆填实，这种常规的外包钢加固法有时会出现原结构与新增钢结构先、后破坏的情况，因而其整体工作性能较差，可靠性低。

粘钢板加固法，即用特制建筑结构胶将钢板粘贴在钢筋混凝土构件表面以提高结构承载力，此种加固法具有快速、简单、不影响结构外形，施工时对生产和生活影响较小，对受弯构件加固效果良好，但对柱子加固效果不令人满意，尤其在要求大幅度提高柱子承载力时不能使用，故GB 50367-2006《混凝土结构加固设计规范》没有公开对柱子进行粘钢加固法的相关内容。

中国专利，公开号为CN1851202A，公开日为2006年10月25日的发明专利申请公开了一种钢筋混凝土矩形柱加固方法，该发明针对钢筋混凝土矩形柱，在柱的加固区钻小孔，种植筋材，采用FRP布缠绕在混凝土矩形柱的表面上，形成对混凝土柱的横向约束。虽然该设计能够提高钢筋混凝土矩形柱的抗震延性，但其仍旧具有以下缺陷：

该设计先在原混凝土柱上种植筋材，再在原混凝土柱的外表面缠绕FRP布进行横向约束，与原柱相比，虽然截面面积增加较少，但其增加的承载力同样较弱，且其加固步骤繁琐，花费较多筋材，成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的难以同时满足截面增加较少、承载力增加较多、可靠性较高的缺陷与问题，提供一种可以同时满足截面增加较少、承载力增加较多、可靠性较高的钢筋混凝土柱矩形截面变椭圆形外包粘钢加固法及加固柱。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：钢筋混凝土柱矩形截面变椭圆形外包粘钢加固法，所述外包粘钢加固法包括以下步骤：

制作钢套筒：先用钢板制作钢套筒，该钢套筒的截面是椭圆形，待加固的原混凝土柱的截面是矩形，钢套筒的椭圆形截面是原混凝土柱矩形截面的最小外接椭圆，再将制作好的钢套筒分为对称的左半钢套筒、右半钢套筒待用；

安装钢套筒：先对待加固的原混凝土柱的外表面进行清洁处理，并涂抹界面胶，再对上述左半钢套筒、右半钢套筒的内壁进行除锈清洁处理，并涂抹界面胶，然后将左半钢套筒、右半钢套筒以原混凝土柱为中轴线进行定位，定位后在左半钢套筒、右半钢套筒的接缝处满焊以使左半钢套筒、右半钢套筒被焊接为一个整体的钢套筒；

灌注混凝土：先在原混凝土柱与其外部增设的钢套筒之间灌注细石混凝土，该细石混凝土的强度等级比原混凝土柱的强度等级至少高一个等级，灌注结束后，再养护到规定时间，即可完成所述钢筋混凝土柱矩形截面变椭圆形外包粘钢加固法。

所述钢套筒的椭圆形截面的面积是原混凝土柱矩形截面的面积的157%。

所述钢板的厚度为4毫米。

所述细石混凝土的强度等级为C20–C80。

上述钢筋混凝土柱矩形截面变椭圆形外包粘钢加固法所制作的加固柱；

所述加固柱由内到外依次包括原混凝土柱、灌注体与钢套筒；

所述原混凝土柱的截面是矩形，钢套筒的截面是椭圆形，且钢套筒的椭圆形截面是原混凝土柱矩形截面的最小外接椭圆；

所述灌注体位于原混凝土柱、钢套筒之间，灌注体的灌注材料是细石混凝土，该细石混凝土的强度等级比原混凝土柱的强度等级至少高一个等级。