一种碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构，其特征在于先在原钢筋混凝土方柱四个边角设置加固角钢，角钢两个侧边均设置贯穿角钢的连接钢筋，连接钢筋通过引孔一半潜入原钢筋混凝土方柱，一半置于后浇混凝土柱；沿原钢筋混凝土方柱柱体方向每侧边通长布置一根或一根以上纵向钢筋，且用箍筋横向固定；安装模板后在原钢筋混凝土方柱外围浇筑后浇混凝土柱，后浇混凝土柱四个边角均浇筑成弧形倒角，在后浇混凝土柱外周包裹碳纤维布，且在碳纤维布外设置表面防护层。本实用新型专利技术将角钢加固法、增大截面法及碳纤维加固法组合应用，同时后浇混凝土柱四个角部采用弧形倒角，可有效避免应力集中而导致碳纤维布的破坏等，具有较好的经济技术效益。?（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种加固钢筋混凝土方柱结构，特别涉及一种碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构，属于建筑工程领域。
技术介绍
现有建筑中有相当一部分柱子因为当时设计荷载标准低或者未考虑后续使用功能的改变等原因，难以满足当前的使用或改扩建要求，亟需进行维修加固。目前已有较多柱子的加固方法，如:增大截面加固法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等等。其中碳纤维加固法的机理是通过有效约束混凝土的侧向膨胀变形来改善其受压性能，与传统的增大截面法或粘钢混凝土补强法相比，具有节省空间、施工简便、不需要现场固定设施、施工质量易保证、基本不增加结构尺寸及自重、耐腐蚀性好、耐久性好等特点。另外，采用该加固法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。常用加固材料包括碳纤维布和碳纤维板，具有有以下优点:(I)抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍。(2)重量轻，密度只有普通钢材的1/4。(3)耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。(5)适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固，可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。由于以上原因，碳纤维作为新型补强材料在土木工程的结构加固尤其是加固柱、桥墩方面已经逐渐得到广泛应用。然而，目前使用的碳纤维加固方法还存在如下一些缺点:(1)不能有效抵抗结构的延性破坏，在地震作用下碳纤维加固构件一但损坏而导致结构发生的脆性破坏，必将严重影响建筑的抗震性能；(2)碳纤维只能承受拉力，不能承受压力，如果单纯采用碳纤维加固法，无法有效提高结构的竖向承载能力；(3)碳纤维所用粘接胶的耐火性能不佳，在温度尚未达到100°C时即大量丧失粘接强度，从而使碳纤维布在实际工程中的应用因防火功能不足而受到限制。综上所述，为可克服现有单纯碳纤维加固结构易发生脆性破坏、加固结构抗压能力不足、粘接胶耐火性能不佳等问题，目前急需专利技术一种具有良好延性、优良的抗弯、抗剪及抗压等力学性能、兼具一定防火性能的新型碳纤维布加固结构。
技术实现思路
本技术的目的在于组合利用角钢加固法、增大截面法及碳纤维加固法等的优点，专利技术一种能有效增大柱的承载能力及抗震性能，同时具有耐久性好、施工便捷，具有较好经济技术效益的新型碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构。为了实现上述技术目的，本技术采用了以下技术方案:一种碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构，其特征在于先在原钢筋混凝土方柱四个边角设置加固角钢，角钢两个侧边均设置贯穿角钢的连接钢筋，连接钢筋通过引孔一半潜入原钢筋混凝土方柱，一半置于后浇混凝土柱；沿原钢筋混凝土方柱柱体方向每侧边通长布置一根或一根以上纵向钢筋，且用箍筋横向固定；安装模板后在原钢筋混凝土方柱外围浇筑后浇混凝土柱，后浇混凝土柱四个边角均浇筑成弧形倒角，在后浇混凝土柱外周包裹碳纤维布，且在碳纤维布外设置表面防护层。前述的碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构，其特征在于加固角钢可采用沿柱体边角通长设置的整体体或均匀间隔设置的分离式，贯穿角钢的连接钢筋与角钢焊接牢固。前述的碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构，其特征在于在原钢筋混凝土方柱与后浇混凝土柱之间、后浇混凝土柱与碳纤维布之间均涂刷粘结剂。本技术具有以下的特点和有益效果:(I)原钢筋混凝土方柱四个角部采用角刚加固后，可极大提高原钢筋混凝土方柱的承载性能，同时连接钢筋的设置增加了原钢筋混凝土柱、角刚及后浇混凝土柱的协同受力性能。(2)后浇混凝土柱四个角部浇筑成弧形倒角，可有效避免由于角部的应力集中而导致碳纤维布的损伤和破坏；外覆表面防护层可有效提高碳纤维布耐久性的同时，有利于柱子的美观和装饰。(3)组合应用角钢加固法、增大截面法及碳纤维加固法，使其优势互补，提高了原钢筋混凝土柱承载性能的同时，使其抗震性能、耐久性、耐火性也得到极大提高。附图说明图1是本技术碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构断面图；图中:图中:1_原钢筋混凝土方柱、2-角钢、3_连接钢筋、4_纵向钢筋、5-箍筋、6-后浇混凝土柱、7-碳纤维布、8-表面防护层。具体实施方式原钢筋混凝土方柱表面的清理、钢筋的焊接及绑扎、碳纤维布粘接胶的涂刷工艺及混凝土养护工艺等本实施方式中不再累述，重点阐述阐述本技术涉及结构的实施方式。图1是碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构断面图；参照图1所示。一种碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构，所需加固的原钢筋混凝土方柱边长为400mm，长度为3000mm，混凝土强度等级为C25，加固后边长为600_ ；先在原钢筋混凝土方柱I四个边角设置加固角钢2，角钢2采用热轧等边角钢，边宽为100mm、厚度为IOmm ；角钢2两个侧边均设置贯穿角钢的连接钢筋3，连接钢筋3通过引孔一半潜入原钢筋混凝土方柱1，一半置于后浇混凝土柱6，连接钢筋3采用HRB400级热轧带肋钢筋，钢筋直径12mm,长度60_ ；加固角钢2采用沿柱体边角通长设置的整体体，贯穿角钢2的连接钢筋3与角钢2焊接牢固。沿原钢筋混凝土方柱I柱体方向每侧边通长布置一根或一根以上纵向钢筋4，且用箍筋5横向固定；纵向钢筋4采用HRB400级热轧带肋钢筋，钢筋直径16mm，箍筋5为封闭矩形箍筋，采用为直径IOmm的三级钢筋制成；箍筋与纵向钢筋之间的连接方式为焊接。安装模板后在原钢筋混凝土方柱I外围浇筑后浇混凝土柱6，后浇混凝土柱6四个边角均浇筑成直径为90mm的弧形倒角，在后浇混凝土柱6外周包裹碳纤维布7，且在碳纤维布7外设置表面防护层8。碳纤维布7选用PAN基碳纤维布，厚度2mm，强度级别为高强I级，抗拉强度为4900MPa，弹性模量> 240GPa,延伸率2.0%，碳纤维布接头搭接满足相应规范要求；表面防护层8采用M25水泥砂浆，厚度为15mm。原钢筋混凝土方柱I与后浇混凝土柱6之间、后浇混凝土柱6与碳纤维布7之间均涂刷粘结剂。粘结剂采用聚合物改性水泥基材料，涂刷厚度10mm。本技术碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构的施工步骤如下:(I)将角钢2和连接钢筋3根据设计要求焊接牢固，清理原钢筋混凝土方柱I表面，根据角钢2安装后连接钢筋3的位置，在原钢筋混凝土方柱I表面引孔，将角钢2固定于原钢筋混凝土方柱I四个边角，连接钢筋3通过引孔一半潜入原钢筋混凝土方柱1，并在孔内注入粘结剂；(2)沿原钢筋混凝土方柱I长度方向每边通长布置一根纵向钢筋4，纵向钢筋4外侧焊接安置箍筋5 ；(3)安装模板，在原钢筋混凝土方柱I表面涂刷一层粘结剂，浇筑后浇混凝土，形成后浇混凝土柱6 ；(4)待后浇混凝土柱6达到一定强度后，在表面涂刷一层粘结剂后，进行碳纤维布7的包裹施工；(5)在碳纤维布7外侧涂刷水泥砂浆，形成表面防护层8，完成该碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构的施工。权利要求1.一种碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构，其特征在于先在原钢筋混凝土方柱四个边角设置加固角钢，角钢两个侧边均设置贯穿角钢的连接钢筋，连接钢筋通过引孔一半潜入原钢筋混凝土方柱，一半置于后浇混凝土柱；沿原钢筋混凝土方柱柱体方向每侧边通长布置一根或一根以上纵向钢筋，且用箍筋横向固定；安装模板后在原钢筋混凝土方柱外围浇筑后浇混凝土柱，后浇混凝土柱四个边角均浇筑成弧形倒角，在后浇混凝土柱外周包裹碳纤维布，且在碳纤维布外设置表面防护层。2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构，其特征在于先在原钢筋混凝土方柱四个边角设置加固角钢，角钢两个侧边均设置贯穿角钢的连接钢筋，连接钢筋通过引孔一半潜入原钢筋混凝土方柱，一半置于后浇混凝土柱；沿原钢筋混凝土方柱柱体方向每侧边通长布置一根或一根以上纵向钢筋，且用箍筋横向固定；安装模板后在原钢筋混凝土方柱外围浇筑后浇混凝土柱，后浇混凝土柱四个边角均浇筑成弧形倒角，在后浇混凝土柱外周包裹碳纤维布，且在碳纤维布外设置表面防护层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄胜芬，黄建光，程千文，杨洁，林祖客，朱雷，麻建勇，沈金樑，林田夫，王纯，
申请(专利权)人：方泰建设集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：