一种建筑混凝土柱加固节点及加固方法与流程

1.本发明涉及一种建筑混凝土柱加固节点及加固方法，属于建筑工程技术领域。


背景技术：

2.在钢筋混凝土建筑结构中，混凝土柱作为主要的受力构件，起着承担竖向荷载和抗侧移的关键作用，是影响混凝土结构倒塌和破坏的重要构件，其安全性能是整个混凝土建筑中最重要的一个环节。
3.混凝土柱是建筑结构中最常用的建筑工程构件之一，需要特别提及的是，当因设计或施工不当、或者因使用功能发生改变等导致混凝土柱构件承载力不足，或者由于自然灾害、 人为破坏、建筑材料老化等原因导致混凝土柱构件出现破损等情况时，对于混凝土柱的加固就显得尤其重要。
4.目前对钢筋混凝土抗震加固技术主要有增大截面加固法、外包钢加固法、粘贴碳纤维加固法、粘钢加固法、钢筋网复合砂浆加固法。然而现有的加固技术应用于混凝土柱的加固时，往往只采用众多技术中的单一结构形式进行加固，加固的效果并不理想，加固后的混凝土柱存在结构强度较低、承载能力较低、耐久性较差等问题，这些技术问题在高强混凝土柱或抗震性要求较高的混凝土柱加固施工中，表现得更为突出。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种建筑混凝土柱加固节点及加固方法，通过钢套结构层与钢筋混凝土结构层组合的形式对旧混凝土柱进行加固，能够对原混凝土柱结构层产生一个更大的横向约束箍紧力，从而能够提高混凝土柱的结构强度和承载能力，进而提高混凝土柱的耐久性。
6.本发明提供的一种建筑混凝土柱加固节点，包括原混凝土柱结构层；以及加固结构层，设置于原混凝土柱结构层的外围，用于对原混凝土柱结构层进行加固，其中，所述加固结构层具有：钢套结构层，设置于原混凝土柱结构层的外围，并与原混凝土柱结构层锚固固定；以及钢筋混凝土结构层，设置于原混凝土柱结构层的外围，并与钢套结构层锚固固定，所述钢套结构层位于原混凝土柱结构层与钢筋混凝土结构层之间，所述钢套结构层、钢筋混凝土结构层与原混凝土柱结构层连接成一整体，并对原混凝土柱结构层产生一个横向约束箍紧力，从而与原混凝土柱结构层共同承受荷载作用。
7.在本发明提供的加固节点中，还可以具有这样的特征：其中，所述钢套结构层以钢板为主体结构。
8.在本发明提供的加固节点中，还可以具有这样的特征：其中，所述钢筋混凝土结构层以混凝土为基层结构、以预埋钢筋为增强结构。
9.在本发明提供的加固节点中，还可以具有这样的特征：其中，所述钢套结构层具有：四个箍紧件，分别设置于原混凝土柱结构层的四个柱角处，具有相互垂直的第一箍紧部和第二箍紧部；以及四组箍紧板，分别固定于相邻的两个箍紧件之间，用于将相邻的两个箍
紧件连接成整体，同一个所述箍紧件内的第一箍紧部和第二箍紧部与原混凝土柱结构层邻近的两个侧面贴合，所述箍紧件和箍紧板于原混凝土柱结构层的外围形成钢套结构层。
10.在本发明提供的加固节点中，还可以具有这样的特征：其中，所述钢筋混凝土结构层具有：混凝土层，设置于原混凝土柱结构层的外围；以及钢筋网，预埋在混凝土层内，所述混凝土层为矩形环状结构，所述钢筋网围合成矩形环状结构，所述箍紧件和箍紧板预埋在混凝土层与原混凝土柱结构层之间。
11.在本发明提供的加固节点中，还可以具有这样的特征，还包括：四组第一锚固件，分别设置于原混凝土柱结构层的四个侧面，用于将钢套结构层与原混凝土柱结构层连接固定，其中，所述第一锚固件具有：第一锚固部，锚固在原混凝土柱结构层内并穿过箍紧板；以及锁紧部，用于使第一锚固部与箍紧板形成固定连接。
12.在本发明提供的加固节点中，还可以具有这样的特征：四组第二锚固件，分别固定设置于原混凝土柱结构层四个侧面外围的箍紧板且位于箍紧板上相对远离原混凝土柱结构层的外表面，用于将钢筋混凝土结构层与钢套结构层连接固定，其中，所述第二锚固件具有：第二锚固部，锚固在混凝土层内并延伸至箍紧板一侧；以及焊接部，用于使第二锚固部的延伸端与箍紧板的外表面焊接固定。
13.在本发明提供的加固节点中，还可以具有这样的特征：其中，所述箍紧板两端分别与相邻两个箍紧件相对远离原混凝土柱结构层的外表面焊接，所述箍紧板相对靠近原混凝土柱结构层的内表面与原混凝土柱结构层的对应侧面之间形成有间隙。
14.在本发明提供的加固节点中，还可以具有这样的特征：其中，所述箍紧件和箍紧板完全埋入混凝土层内。
15.本发明还提供一种利用上述的建筑混凝土柱加固节点进行加固的方法，包括以下步骤：步骤一，搭建预处理：在原混凝土柱结构层的四个侧面设计第一锚固件的位置钻孔，并在箍紧板供第一锚固件穿过的位置进行钻孔，再将第二锚固件焊接在箍紧板的表面；步骤二，搭建钢套结构层：将四个箍紧件分别安装在原混凝土柱结构层的四个柱角处，并使同一个箍紧件内的第一箍紧部和第二箍紧部与原混凝土柱结构层邻近的两个侧面贴合，然后将箍紧板焊接在相邻的两个箍紧件之间，并使箍紧板焊接有第二锚固件的表面远离原混凝土柱结构层的侧面，同时使箍紧板上的孔与原混凝土柱结构层侧面的孔中心对齐，再将第一锚固件植入原混凝土柱结构层侧面的孔内并与箍紧板固定；步骤三，搭建钢筋混凝土结构层：在原混凝土柱结构层的外围搭建钢筋网，然后将四块构造模板于钢筋网的外围拼接围合成矩形环状结构，再向构造模板与原混凝土柱结构层之间的区域浇筑混凝土，最后将四块构造模板拆除。
16.因此，本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明提供的混凝土柱加固节点包括原混凝土柱结构层以及加固结构层，其中，加固结构层具有钢套结构层以及钢筋混凝土结构层，并且钢套结构层、钢筋混凝土结构层能够与原混凝土柱结构层连接成一整体，并对原混凝土柱结构层产生一个横向约束箍紧力，同时钢套结构层和钢筋混凝土结构层能够与原混凝土柱结构层共同承受荷载作用，以此能够对旧混凝土柱进行加固，并且通过钢套结构层与钢筋混凝土结构层组合的形式对旧混凝土柱进行加固，相比于现有技术仅采用单一结构形式进行加固，能够对原混凝土柱结
构层产生一个更大的横向约束箍紧力，从而能够提高混凝土柱的结构强度和承载能力，进而提高混凝土柱的耐久性。
附图说明
17.图1是本发明的剖视结构示意图。
18.附图中标记分述如下：1、原混凝土柱结构层；2、加固结构层；3、钢套结构层；4、钢筋混凝土结构层；5、箍紧件；6、箍紧板；7、第一箍紧部；8、第二箍紧部；9、混凝土层；10、钢筋网；11、第一锚固件；12、第一锚固部；13、锁紧部；14、第二锚固件；15、第二锚固部；16、焊接部；17、垫板。
具体实施方式
19.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
20.如图1所示，本发明所述的一种建筑混凝土柱加固节点，设置于待加固的旧混凝土柱的外围，用于对该加固节点内侧的旧混凝土柱进行加固，适用于截面为方形的混凝土柱，包括原混凝土柱结构层1以及加固结构层2，其中，加固结构层2设置于原混凝土柱结构层1的外围，用于对原混凝土柱结构层1进行加固，加固结构层2具有钢套结构层3以及钢筋混凝土结构层4。
21.钢套结构层3设置于原混凝土柱结构层1的外围，并与原混凝土柱结构层1锚固固定，钢筋混凝土结构层4设置于原混凝土柱结构层1的外围，并与钢套结构层3锚固固定，钢套结构层3位于原混凝土柱结构层1与钢筋混凝土结构层4之间，钢套结构层3、钢筋混凝土结构层4与原混凝土柱结构层1连接成一整体，并对原混凝土柱结构层1产生一个横向约束箍紧力，同时钢套结构层3和钢筋混凝土结构层4能够与原混凝土柱结构层1共同承受荷载作用，以此能够对旧混凝土柱进行加固，并且通过钢套结构层3与钢筋混凝土结构层4组合的形式对旧混凝土柱进行加固，相比于现有技术仅采用单一结构形式进行加固，能够对原混凝土柱结构层1产生一个更大的横向约束箍紧力，从而能够提高混凝土柱的结构强度和承载能力，进而提高混凝土柱的耐久性。
22.钢套结构层3以钢板为主体结构，其中，钢套结构层3具有四个箍紧件5以及四组箍紧板6，四个箍紧件5分别设置于原混凝土柱结构层1的四个柱角处，箍紧件5具有相互垂直的第一箍紧部7和第二箍紧部8，四组箍紧板6分别固定于相邻的两个箍紧件5之间，用于将相邻的两个箍紧件5连接成整体，同一个箍紧件5内的第一箍紧部7和第二箍紧部8与原混凝土柱结构层1邻近的两个侧面贴合，箍紧件5与箍紧板6围合构成一个环状围挡结构，并且该环状围挡结构与原混凝土柱结构层1的侧面贴合抵接，以此通过箍紧件5和箍紧板6能够在原混凝土柱结构层1的外围形成钢套结构层3，钢套结构层3能够对原混凝土柱结构层1产生一个横向约束箍紧力，并与原混凝土柱结构层1共同承受荷载作用，以此能够对旧混凝土柱进行加固。
23.本实施例中，箍紧件5为角钢，第一箍紧部7和第二箍紧部8均呈板状，第一箍紧部7和第二箍紧部8连接成直角状，第一箍紧部7和第二箍紧部8沿混凝土柱的高度方向通长布置，施工后第一箍紧部7和第二箍紧部8均与原混凝土柱结构层1的侧面紧密贴合，以便保证加固的效果，因此，施工时可先对原混凝土柱结构层1的侧面进行除净、除杂等处理，以使原
混凝土柱结构层1的侧面平整。
24.本实施例中，四组箍紧板6分别设置于原混凝土柱结构层1四个侧面的外围，每组包括沿原混凝土柱结构层1的高度方向等距间隔设置的若干块箍紧板6，箍紧板6为钢板，每块箍紧板6的两端分别与相邻两个箍紧件5相对远离原混凝土柱结构层1的外表面焊接，并且箍紧板6相对靠近原混凝土柱结构层1的内表面与原混凝土柱结构层1的对应侧面之间形成有间隙，使得箍紧件5和箍紧板6能够完全埋入混凝土层9内，能够在钢套结构层3与钢筋混凝土结构层4锚固时起到加固的作用，从而能够提高钢套结构层3与钢筋混凝土结构层4之间的连接强度。
25.钢筋混凝土结构层4以混凝土为基层结构、以预埋钢筋为增强结构，钢筋混凝土结构层4具有混凝土层9以及钢筋网10，凝土层9设置于原混凝土柱结构层1的外围，钢筋网10预埋在混凝土层9内，混凝土层9为矩形环状结构，钢筋网10围合成矩形环状结构，箍紧件5和箍紧板6预埋在混凝土层9与原混凝土柱结构层1之间，通过混凝土层9和钢筋网10能够在钢套结构层3的外围形成钢筋混凝土结构层4，钢筋混凝土结构层4能够通过钢套结构层3对原混凝土柱结构层1产生一个横向约束箍紧力，并与原混凝土柱结构层1共同承受荷载作用，以此能够与钢套结构层3组合共同对旧混凝土柱进行加固。
26.本实施例中，凝土层9采用现浇的方式进行施工，通过构造模板辅助施工，施工之前预先搭建好钢筋网10，采用捆扎的方式进行钢筋的固定，而后搭建好的钢筋网10预埋在构造模板内的成型区域，再向构造模板内浇筑混凝土，此种方式成型后钢筋混凝土结构层4自身的强度高，对旧混凝土柱加固的效果好。
27.如图1所示，该加固节点还包括四组第一锚固件11，第一锚固件11用于将钢套结构层3与原混凝土柱结构层1连接固定，其中，第一锚固件11具有第一锚固部12以及锁紧部13，第一锚固部12锚固在原混凝土柱结构层1内并穿过箍紧板6，锁紧部13用于使第一锚固部12与箍紧板6形成固定连接，施工后第一锚固件11内的第一锚固部12锚固在原混凝土柱结构层1内，第一锚固部12通过锁紧部13与箍紧板6形成固定连接，从而实现箍紧板6与原混凝土柱结构层1之间的连接固定，进而实现钢套结构层3与原混凝土柱结构层1之间的连接固定。
28.本实施例中，第一锚固件11内的第一锚固部12为化学锚栓，第一锚固部12通过对原混凝土柱结构层1的四个侧面以及箍紧板6打孔，将第一锚固部12胶接固定于原混凝土柱结构层1的钻孔中并穿过箍紧板6上的钻孔，以此实现对原混凝土柱结构层1的锚固作用，第一锚固件11内的锁紧部13为螺母，锁紧部13套设于第一锚固部12上并与箍紧板6的外表面抵接配合，以此实现第一锚固部12与箍紧板6之间的连接固定，并且第一锚固部12上还套设有垫板17，垫板17位于箍紧板6内表面与原混凝土柱结构层1侧面之间，可以起到支撑的作用，另外可以通过将垫板17与箍紧板6焊接来加强第一锚固部12与箍紧板6之间的连接强度，从而加强箍紧板6与原混凝土柱结构层1之间的连接强度。
29.并且四组第一锚固件11分别设置于原混凝土柱结构层1的四个侧面，每组包括穿设在每块箍紧板6上的若干个第一锚固件11，即每块箍紧板6上均布置有一个第一锚固件11。
30.如图1所示，该加固节点还包括四组第二锚固件14，第二锚固件14用于将钢筋混凝土结构层4与钢套结构层3连接固定，其中，第二锚固件14具有第二锚固部15以及焊接部16，第二锚固部15锚固在混凝土层9内并延伸至箍紧板6一侧，焊接部16用于使第二锚固部15的
延伸端与箍紧板6的外表面焊接固定。
31.本实施例中，第二锚固件14为栓钉，该栓钉的头部大径段作为第二锚固部15、尾部小径段作为焊接部16，第二锚固件14完全埋入混凝土层9内，通过第二锚固部15与混凝土层9锚固，再通过焊接部16与箍紧板6上的外表面焊接固定，以此实现第二锚固件14与箍紧板6之间的连接固定，从而实现钢套结构层3与钢筋混凝土结构层4之间的连接固定。
32.并且四组第二锚固件14分别固定设置于原混凝土柱结构层1四个侧面外围的箍紧板6且位于箍紧板6上相对远离原混凝土柱结构层1的外表面，每组包括沿箍紧板6的延伸方向等距间隔设置的若干个第二锚固件14，即每块箍紧板6上均布置有若干个第二锚固件14。
33.下面具体说明利用上述的建筑混凝土柱加固节点进行加固的详细过程，包括以下步骤：步骤一，搭建预处理：在原混凝土柱结构层1的四个侧面设计第一锚固件11的位置钻孔，并在箍紧板6供第一锚固件11穿过的位置进行钻孔，再将第二锚固件14焊接在箍紧板6的表面；步骤二，搭建钢套结构层3：将四个箍紧件5分别安装在原混凝土柱结构层1的四个柱角处，并使同一个箍紧件5内的第一箍紧部7和第二箍紧部8与原混凝土柱结构层1邻近的两个侧面贴合，然后将箍紧板6焊接在相邻的两个箍紧件5之间，并使箍紧板6焊接有第二锚固件14的表面远离原混凝土柱结构层1的侧面，同时使箍紧板6上的孔与原混凝土柱结构层1侧面的孔中心对齐，再将第一锚固件11植入原混凝土柱结构层1侧面的孔内并与箍紧板6固定；步骤三，搭建钢筋混凝土结构层4：在原混凝土柱结构层1的外围搭建钢筋网10，然后将四块构造模板于钢筋网10的外围拼接围合成矩形环状结构，再向构造模板与原混凝土柱结构层1之间的区域浇筑混凝土，最后将四块构造模板拆除。
34.本发明提供的混凝土柱加固节点包括原混凝土柱结构层以及加固结构层，其中，加固结构层具有钢套结构层以及钢筋混凝土结构层，并且钢套结构层、钢筋混凝土结构层能够与原混凝土柱结构层连接成一整体，并对原混凝土柱结构层产生一个横向约束箍紧力，同时钢套结构层和钢筋混凝土结构层能够与原混凝土柱结构层共同承受荷载作用，以此能够对旧混凝土柱进行加固，并且通过钢套结构层与钢筋混凝土结构层组合的形式对旧混凝土柱进行加固，相比于现有技术仅采用单一结构形式进行加固，能够对原混凝土柱结构层产生一个更大的横向约束箍紧力，从而能够提高混凝土柱的结构强度和承载能力，进而提高混凝土柱的耐久性。