[发明专利]框架结构圆柱矩梁半空间节点异形钢板三轴预应力加固方法

说明书

本发明为框架结构圆柱矩梁半空间节点异形钢板三轴预应力加固方法，包括圆柱和三根矩梁，圆柱轴线与三根矩梁轴线交点位置为坐标原点O，形成空间直角坐标系，以原点为中心，X、Y、Z三根轴线为界线形成八个象限，在节点结构的周围的8个象限设置两种异形钢板，八块异形钢板之间通过螺栓连接将整个节点周围的圆柱和矩梁均包裹起来；相邻的两块异型钢板之间通过螺栓将相对的两个L型结构法兰、无梁侧法兰固定连接在一起，相对应的上下两块异形钢板通过螺栓将相对位置的两个水平法兰连接在一起，使八块异形钢板对节点位置形成完全的包裹。针对圆柱和矩梁组合的既有节点设计，不在节点周围的梁、柱结构中开孔植筋，不破坏节点固有的承载性能。

技术领域

本发明公开了一种混凝土框架结构柱节点加固方法，特别是指一种框架结构圆柱矩梁半空间节点异形钢板三轴预应力加固的一种新方法。

背景技术

混凝土框架结构节点处梁筋及柱筋交汇，箍筋密集、构造复杂；节点承受轴力及梁和柱传来的弯距和剪力等，受力情况极为复杂，是框架结构在受到地震等动态水平荷载时极易破坏的薄弱环节。

装配式建筑是国家正在大力推广的一种结构型式，把工厂制作好的建筑构件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等)和配件，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。具有高效率、高精度、高质量和环保的优点，但由于其构件节点处在施工现场“冷”装配，其节点连接刚性差，整体结构的抗震性能和结构抗倒塌能力差，节点更需要加固改造。

框架结构节点的加固可分为梁端加固、柱端加固以及节点核心区的加固，而常用的加固方法有碳纤维加固法、柱外包角钢加固法、外粘钢板加固法、增大截面加固法等。这些加固方法要么加固柱端要么加固梁端，要么在混凝土中钻孔植筋，破坏端部的整体性，而且都存在应力滞后的问题。

如申请号为201810194317.1的中国专利，公开一种梁柱节点加固结构及其施工方法，该加固结构通过在横梁和纵梁上设置横管和纵管，能在横梁与纵梁与柱体进行焊接的基础上进行加固，在横管通过连接件的钢板间接加固在柱翼板上，纵管的两纵侧板分别与两柱翼板贴合固定，该专利主要是针对钢结构节点进行设置，钢结构节点能够使外层结构与梁柱节点焊接固定，此种方式不适合于混凝土类梁柱节点的加固，需要与原有梁柱内部结构进行焊接连接。

如申请号201711212346.8的中国专利，公开了一种预应力装配式节点的耗能套筒及其安装、工作方法，套筒包括若干套筒分体单元，若干套筒分体单元之间通过高强螺栓拼接成一个包裹预应力装配式节点的套筒；每个套筒分体单元均包括柱套筒分体单元和梁端套筒，柱套筒分体单元和所述梁端套筒之间通过角部的弧形粘弹性阻尼器连接；弧形粘弹性阻尼器包括若干弧形钢板，若干弧形钢板之间通过粘弹性材料层依次交替叠合。该发明针对预应力装配式节点的耗能套筒提高装配式节点的耗能能力。它的局限性在于：①该耗能装置只适合于装配式节点，柱和梁在工厂预制好，二者连接位置用预应力将其连接在一起，预应力是节点组合固结的一种方式，即一种装配的方式，②耗能套筒要和节点施工成型时同步安装，③耗能套筒的作用是耗能减振，并不能增加节点的强度和刚度。

因此，对混凝土框架结构节点的加固，要综合考虑加固后节点的安全性、适用性、合理性及经济性，要满足如下几点：①不破坏节点的原有刚性，不在节点处的梁端或柱端钻孔植筋，②加固施工没有湿作业，③加固用元件可以在工厂制作，在现场拼装施工，④加固材料不存在应力滞后，节点不出现梯次破坏。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种框架结构圆柱矩梁半空间节点(图1)异形钢板三轴预应力加固的方法，该方法针对圆柱和矩梁组合结构的半空间节点进行设计，能够实现在不破坏柱梁原本结构的前提下，提高半空间节点的承载性能。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：