[发明专利]预制内填混凝土小口径FRP管加固钢筋混凝土柱结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土结构加固技术领域，特别涉及预制内填混凝土小口径FRP管加固钢筋混凝土柱结构及方法。

背景技术

现阶段，大量在役基础设施由于各种原因，如材料性能退化、设计要求变更、施工失误等，需要进行维修加固。但是这些基础设施的维修加固需要耗费大量资金，因此成为各国国民经济发展中的重大挑战。

欧美发达国家中，目前用于建筑加固改造的投资已占国家建筑业总投资的1/2以上，根据美国统计局于2015年的估计数据，美国每年用于加固修复存在结构或功能缺陷的桥梁的资金超过170亿美元。需要说明的是，我国也面临同样严峻的问题。

钢筋混凝土柱为混凝土结构中主要承重构件之一，其工作性能直接关系到结构安全及使用。当既有钢筋混凝土柱由于上述种种原因而不能满足使用要求时，则需要对其进行加固处理，使其满足使用要求。

现有钢筋混凝土柱加固方法包括截面增大法、纤维增强复合材料(FRP)缠绕约束法。截面增大法采用与原构件同种材料(如钢筋和混凝土)来增大原混凝土结构构件的截面面积，从而达到提高承载力的一种加固方法。这种加固方法广泛应用于加固混凝土结构中的梁、板、柱等构件，具有原理简单、使用经验丰富、受力可靠、费用低廉等优点，但也存在湿作业工作量大、养护周期长、显著增加结构自重、占用建筑空间较多等缺点。而FRP缠绕约束法通过在混凝土柱截面周向缠绕FRP，使得混凝土在承受轴向压力情况下的侧向膨胀受到约束，达到提高承载能力的一种混凝土柱加固方法，该技术具有不明显增加结构自重和截面特点，然而，该方法在加固方形或矩形混凝土柱时效果不明显。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种预制内填混凝土小口径FRP管加固钢筋混凝土柱结构，本发明还提出使用预制内填混凝土小口径FRP管加固钢筋混凝土柱结构的方法，旨在提高钢筋混凝土柱的加固效率以及提高加固后的钢筋混凝土柱的极限承载能力和延性。

为实现上述目的，本发明提出的预制内填混凝土小口径FRP管加固钢筋混凝土柱结构，包括若干个侧面紧邻相连的预制构件，所述预制构件内表面与钢筋混凝土柱外表面相连，多个所述预制构件侧面依次水平相连将所述钢筋混凝土柱外周面包围；所述预制构件内部沿所述钢筋混凝土柱轴向设有若干根内部填充自密实混凝土的FRP内管。

优选地，所述FRP内管的外径为30～80mm，所述预制构件厚度小于或等于100mm；相邻所述FRP内管的中心间距大于2倍FRP内管内径。

优选地，多个所述预制构件内表面与所述钢筋混凝土柱外表面相连后，所述预制构件外表面粘贴有GFRP布。

优选地，所述GFRP布沿所述钢筋混凝土柱轴向粘贴于所述预制构件外表面。

优选地，所述GFRP布以环状粘贴于所述预制构件外表面。

优选地，所述GFRP布以螺旋状粘贴于所述预制构件外表面。

优选地，所述GFRP布以湿粘法粘贴于所述预制构件外表面。

本发明还提出一种使用所述预制内填混凝土小口径FRP管加固钢筋混凝土柱结构的方法，包括以下步骤：

S1：对原有的所述钢筋混凝土柱进行检查和修整，并对所述钢筋混凝土柱表面打磨和清理平整；

S2：对已清理过的所述钢筋混凝土柱表面均匀涂刷环氧树脂作为基底；

S3：在所述预制构件内表面均匀涂刷粘结剂；

S4：将所述预制构件内表面粘贴于所述钢筋混凝土柱外表面，使两者粘合相连；

S5：自然养护24小时后将粘结剂涂刷于GFRP布表面，使其充分浸润；

S6：在所述预制构件外表面均匀涂刷环氧树脂作为基底，并将浸润的所述GFRP布粘贴于所述预制构件外表面，轻压所述GFRP布，将气泡以及多余粘结剂排出；

S7：自然养护后加固构件。

优选地，所述步骤S3中，所述预制构件侧面均匀涂刷有粘结剂；所述步骤S4中，所述预制构件的部分内表面与紧邻预制构件的侧面粘接相连。

优选地，所述步骤S2中，涂刷的环氧树脂的厚度为1～2mm；所述步骤S3中，涂刷的粘结剂的厚度为1～2mm。

本发明技术方案相对于现有技术具有以下优点：

本发明技术方案中，预制构件的横截面尺寸较小，在不改变原混凝土柱外形结构的情况下，也能够对原混凝土柱进行加固，并且能够不影响建筑的原使用空间。通过预制构件粘贴于原钢筋混凝土柱外周面，因此使得结构整体性较好，并且能够较大限度利用新旧构件的结构性能。