【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑工程与结构加固，具体为一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固装置及方法。
技术介绍
1、目前，随着建筑结构的不断复杂化和对高性能结构的要求逐渐提高，传统的钢梁与混凝土结构节点面临着一系列挑战。这些节点通常承载着结构的重要荷载，而随着使用年限的增加，这些节点的承载力逐渐下降，耐久性减弱，抗震性能不足等问题愈加明显。尤其是在再生混凝土的应用中，混凝土的强度和稳定性常常受到原料来源和生产工艺的影响，这些因素决定了其物理性质的差异，导致钢梁与混凝土之间的结合力较弱，增加了结构节点在受力情况下的疲劳损伤和损坏风险。在建筑结构中，钢梁与混凝土节点的连接不仅是承载力的关键所在，更是结构整体稳定性的决定性因素。
2、钢管再生混凝土结构因其较轻的自重、良好的抗压性能及较高的经济性，逐渐成为现代建筑中的一种新型结构形式。再生混凝土的使用有助于实现建筑材料的可持续利用，但它的强度、韧性及稳定性相比传统混凝土依然存在差距。特别是钢管再生混凝土钢梁节点的性能问题，成为影响整个结构安全性的重要瓶颈。尽管钢管本身具有较高的强度，能够有效抵抗外部的压缩荷载，但再生混凝土的抗拉强度和抗弯性能相对较差，这使得在受力条件下，钢梁与混凝土的连接节点容易发生结构失效，尤其在长期荷载或震动作用下，节点可能出现裂缝扩展、界面脱落或破坏。
3、为了提高钢管再生混凝土钢梁节点的性能，传统的加固方法往往依赖于钢板包裹、混凝土加固或外部支撑等技术。然而，这些方法虽然能够短期内改善结构性能，但在施工复杂性、加固效果、成本、以及长期耐久性等方面存在
4、在这样的背景下，碳纤维增强复合材料(cfrp)逐渐成为结构加固领域的重要材料。cfrp材料因其轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳等优越性能，逐渐被应用于建筑结构的加固改造中。cfrp的比强度和比刚度远高于传统钢材，使得其在加固过程中能够提供较大的增强效果，同时不增加结构的额外自重，避免了传统加固方法中重量增加的问题。cfrp还具有极好的耐腐蚀性，这使得其在潮湿、腐蚀性环境下的使用寿命更长，减少了维护和更换的频率。此外，cfrp材料的耐疲劳性能显著，能够有效提高结构在长期荷载和振动作用下的稳定性，从而显著提升整个结构的耐久性和使用年限。尽管cfrp在钢结构和混凝土结构的加固中取得了一定的成功，但针对钢管再生混凝土-钢梁节点的加固应用，现有技术的研究和应用仍显不足。传统的cfrp加固技术通常侧重于单一材料的加固效果，对于复合材料结构的复杂性，尤其是钢管与再生混凝土之间的力学关系，缺乏深入的研究。钢管再生混凝土钢梁节点作为一种复合结构，其力学行为不仅受到钢材和混凝土本身力学特性的影响，还涉及到两者之间的相互作用与配合性能。对于如何有效地将cfrp材料与钢管再生混凝土钢梁节点结合，以发挥cfrp材料的最大潜力，仍然是一个亟待解决的技术难题。
5、此外，cfrp加固技术在应用过程中还面临一些挑战。首先，cfrp的粘结强度和施工工艺直接影响其加固效果。如果粘结不牢固，可能导致加固效果大打折扣，甚至出现脱落等安全隐患。其次，cfrp材料在长期使用过程中可能受到温度变化、湿度变化以及紫外线等环境因素的影响，导致性能下降。因此，如何提高cfrp材料的施工工艺、优化其粘结性能、以及提高其在不同环境下的长期稳定性，是未来研究的关键方向。
6、总的来说，如何有效地利用cfrp材料对钢管再生混凝土-钢梁节点进行加固，提升其承载能力、耐久性以及抗震性能，是当前结构加固领域的重要研究课题。解决这一问题不仅能够为钢管再生混凝土结构的应用提供更为可靠的技术支持，还能够推动cfrp材料在建筑工程中的更广泛应用，促进建筑结构的可持续发展和安全性提升。因此，针对cfrp加固技术的进一步研究和创新，将在未来建筑结构加固领域发挥重要作用。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是施工复杂，加固效果、成本、以及长期耐久性等方面存在明显的不足，为此，提供一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固装置及方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固装置，包括钢管再生混凝土柱，用于作为承载结构的基础；
3、节点核心连接件，其与钢管再生混凝土柱和钢梁固定连接；
4、cfrp材料层，其覆盖于钢管再生混凝土柱、节点核心连接件以及钢梁局部的外表面上；
5、栓钉，其用于将cfrp材料层与钢梁固定；
6、梁端，其通过栓钉与所述钢梁锚固。
7、一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固方法，包括如下步骤：步骤一、节点表面预处理：对钢管和钢梁表面进行清理，去除灰尘、油污和其他杂质，确保cfrp材料的粘结强度；
8、步骤二、对梁端进行预打孔处理，用于后期栓钉锚固；
9、步骤三、cfrp材料选择与准备：选择适合加固的cfrp片带或布，依据节点的形状和受力情况进行裁剪；
10、步骤四、cfrp材料粘结：将cfrp材料通过cfrp浸渍胶粘剂均匀涂抹于钢管和钢梁表面，确保粘结均匀并密实；
11、步骤五、在梁端预打孔处进行栓钉锚固，增强cfrp对节点抗震性能；
12、步骤六、加固层固化与保护：粘结完成后，静置1-3天，直至cfrp材料固化，确保材料与结构的紧密结合，再进行保护性层处理。
13、优选的，所述步骤三中，cfrp材料选用cj200-ii碳纤维布，其计算厚度为0.111mm，抗拉强度为3325.4，弹性模量为240000，伸长率为1.74％，根据节点形状裁剪成适合的尺寸。
14、优选的，所述步骤四中，使用cfrp浸渍胶，将其均匀涂覆于清洁后的钢管和混凝土表面，涂层厚度控制在0.4-0.6mm。
15、优选的，所述步骤五中，梁端的预打孔处距离梁端30–50mm用栓钉锚固，增强结构整体性。
16、优选的，所述步骤六中，在常温下固化24-72小时，确保浸渍胶完全固化，固化完成后，进行保护性涂层处理，防止环境湿气对cfrp材料的影响。
17、与相关技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：
18、本专利技术对不同损伤程度的钢管再生混凝土-钢梁节点进行了拟静力试验和数值模拟，并采用了本专利技术的加固方法，首先对节点的表面进行清理，去除表面杂质后，选择了cj200-ii碳纤维布进行加固，cfrp布通过cfrp浸渍胶粘结于钢管与混凝土表面，并在梁端部进行栓钉锚固处理，固化后的加固效果显著，该加固方法使未受损试件承载力提高了22.9％，使重损试件承载力恢复甚至略高于未加固试件，节点耗能能力分别提高了56.0％和27.4％，抗震性能显著增强。
19、为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固装置，其特征在于，包括钢管再生混凝土柱(1)，用于作为承载结构的基础；
2.根据权利要求1所述的一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固方法，其特征在于：所述步骤三中，CFRP材料选用CJ200-II碳纤维布，其计算厚度为0.111mm，抗拉强度为3325.4，弹性模量为240000，伸长率为1.74％，根据节点形状裁剪成适合的尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固方法，其特征在于：所述步骤四中，使用CFRP浸渍胶，将其均匀涂覆于清洁后的钢管和混凝土表面，涂层厚度控制在0.4-0.6mm。
5.根据权利要求1所述的一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固装置及方法，其特征在于：所述步骤五中，梁端(6)的预打孔处距离梁端(6)30–50mm用栓钉(5)锚固，增强结构整体性。
6.根据权利要求1所述的一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固方法，其特征在于：所述步骤六中，在常温下固化24
...【技术特征摘要】
1.一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固装置，其特征在于，包括钢管再生混凝土柱(1)，用于作为承载结构的基础；
2.根据权利要求1所述的一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种钢管再生混凝土与钢梁节点的加固方法，其特征在于：所述步骤三中，cfrp材料选用cj200-ii碳纤维布，其计算厚度为0.111mm，抗拉强度为3325.4，弹性模量为240000，伸长率为1.74％，根据节点形状裁剪成适合的尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种钢管再生混凝土与钢梁...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭胜，瞿聪，袁征，孙煌楷，吴东平，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：
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