钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构及施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构及施工方法，属于抗震加固【技术领域】，包括原砌体墙体，还包括竖向钢板角钢组合构造柱和横向钢板，其中钢板角钢组合构造柱是由等边角钢、竖向钢板和缀板组成的格构式钢制构造柱，其应与墙体可靠连接，构造柱中各钢构件通过带有管式套管的锚栓或锚杆固定于原砌体墙上，并用砂浆填充锚栓孔，使其成为坚实的整体。本发明在减小加固对墙体的削弱的情况下，对有圈梁无构造柱的砌体结构进行加固，增加了房屋的抗震性能，同时改善了传统加固方法对砌体结构的削弱，可广泛应用于砌体结构的加固中。
【专利说明】钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构及施工方法，属于抗震加固【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，人们对生活质量和居住环境的安全性要求越来越高，面对普遍存在的砌体结构房屋，更多的加固措施被研究并应用于此类建筑，但是在对既有砌体结构进行抗震加固中，传统的、用的最多的加固方法存在着现浇混凝土湿作业多，需要养护及模板支护、拆除、施工周期长，增加了墙体厚度，减少建筑使用面积的缺点。并且加固面层影响了建筑管线的布置及走向，施工前要拆除，施工后补做，增加了工程量及施工费用。同时受环境及场地的影响较大，造成传统加固方法的选择使用受到限制，因此，应该研究新的、更科学合理的加固方法以尽可能的解决传统加固方法带来的问题。
【发明内容】
[0003]针对上述缺陷，本发明提出了一种钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构及施工方法，其通过采用钢板、角钢在原墙体上形成构造柱，并且粘锚横向钢板使其能够满足抗震构造措施。解决了现有的传统砌体结构加固方法施工周期长，占用建筑使用面积等缺点，尤其是减少了传统做法中嵌筋施工对墙体的削弱，提高了砌体结构的抗震性能。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]一种钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，包括原砌体墙体，还包括竖向钢板角钢组合构造柱和横向钢板，所述竖向钢板角钢组合构造柱为由等边角钢、竖向钢板以及缀板连接构成的格构式钢制构造柱；所述竖向钢板角钢组合构造柱之间的原砌体墙体外表面上设置有横向钢板；所述等边角钢设置于原砌体墙体内、外拐角侧，且所述竖向钢板设置于原砌体墙体外表面，并与挂角内侧的等边角钢对应连接；所述原砌体墙体外表面上的两条竖向钢板之间或竖向钢板与拐角外侧等边角钢之间横向连接设置有多条缀板；
[0006]所述竖向钢板角钢组合构造柱各构件以及横向钢板均通过带有锚固套管的锚栓或锚杆固定于原砌体墙体上，且竖向钢板角钢组合构造柱、横向钢板与原砌体墙体之间设置有粘接胶；
[0007]所述锚栓或锚杆通过在原砌体墙体上打设的孔洞锚固于原砌体墙体上，锚栓或锚杆外端通过锚钉扁螺母紧固连接，所述锚栓或锚杆孔洞内灌注有聚合物砂浆，且所述锚固套管与孔洞壁之间涂抹有结构胶以保证锚栓或锚杆与原砌体墙体粘接牢固。
[0008]进一步地，所述的钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，所述竖向钢板角钢组合构造柱与横向钢板之间采用焊接连接，其对接焊缝厚度为5mm ;所述竖向钢板角钢组合构造柱在楼板处采用钢筋将楼板上、下竖向钢板角钢组合构造柱焊接为一体，其焊缝为10倍的钢筋直径。
[0009]所述竖向钢板角钢组合构造柱水平间距小于等于4000mm。[0010]或所述竖向钢板角钢组合构造柱水平间距大于4000mm时，在竖向钢板角钢组合构造柱之间的原砌体墙体外表面设置有竖向设置的通长钢板，通长钢板宽IOOmm?200mm,厚6mm，且在楼板处的上、下通长钢板采用钢筋焊接为一体。
[0011]其中，所述等边角钢采用LlO等边角钢，其厚度为4?6mm ;所述竖向钢板及缀板宽度均为50mm?100mm,厚度均为4mm?6mm,竖向钢板与竖向钢板之间以及缀板与缀板之间的中心距为300mm?500mm。
[0012]所述锚栓或锚杆直径为14mm，间距不大于500mm，所述锚固套管长度为80mm，锚栓或锚杆孔洞尺寸为锚栓或锚杆外径再加2?3mm。
[0013]若采用锚杆，则其中的锚杆为树脂锚杆，用于转角处墙体阳角面，即转角外侧，其直径不小于12mm,长度不小于150mm。
[0014]所述钢筋直径不小于Φ 16。
[0015]上述钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构的施工方法，采用如下步骤:
[0016]步骤一:依据设计图纸和施工现场被加固房屋的实际鉴定情况，确定竖向钢板角钢组合构造柱和横向钢板尺寸、件数，进行放样下料，调直成型，并在其上钻孔；
[0017]步骤二:对原砌体墙体进行清底，首先用硬毛刷沾丙酮去除浮尘、油污，再用冷水冲洗并应除去风化表层，用磨光机具对原砌体墙体进行打磨后，用高压风吹去粉尘碎屑，处理完毕后，再对不平整的表面及风化表面用剔凿法修整，然后用聚合物砂浆修补抹压找平；对竖向钢板角钢组合构造柱各构件和横向钢板采用喷砂或砂轮打磨方法除锈，原砌体墙体粘贴表面用脱脂棉球沾丙酮擦拭干净；
[0018]步骤三:用同一带钻孔的等边角钢或竖向钢板或横向钢板为模板，定位找准原砌体墙体上的钻孔位置，标出孔芯点，然后按图纸要求，在原砌体墙体表面上钻孔，成孔后清孔；
[0019]步骤四:安装竖向钢板角钢组合构造柱以及横向钢板，并进行焊接连接，同时，在楼板处采用钢筋将楼板上、下竖向钢板角钢组合构造柱焊接为一体；
[0020]步骤五:在竖向钢板角钢组合构造柱各构件以及横向钢板内侧均匀涂抹粘接胶，然后对位粘接，施压，使粘接胶从竖向钢板角钢组合构造柱各构件以及横向钢板边缘挤出以保证具与原砌体墙体粘贴，粘接好后由竖向钢板角钢组合构造柱各构件、横向钢板的中央向两端依次安放锚固套管，锚固套管与钻孔壁打结构胶粘接，最后安装锚栓或锚杆，装好后，由注浆孔压注聚合物砂浆填实多余空隙；
[0021]步骤六:粘贴锚固完成后固化24小时，24小时后对粘锚效果进行抽检，发现不合格应剥下并重新粘贴或进行补强措施；
[0022]步骤七:对竖向钢板角钢组合构造柱各构件和横向钢板进行防腐及防火处理。
[0023]进一步地，所述步骤五之后还包括如下步骤:
[0024]在竖向钢板角钢组合构造柱之间的原砌体墙体外表面设置竖向设置的通长钢板，且在楼板处采用钢筋将上、下通长钢板焊接为一体。
[0025]上述竖向钢板角钢组合构造柱与横向钢板的焊接应在粘接之前进行，防止因焊接温度过高粘接胶受热炭化失效影响粘接强度。
[0026]有益效果:
[0027]本发明最显著的优势在于对墙体进行加固时，避免了穿筋时在墙体上凿洞带来的强度削弱，并且加固材料选用钢结构，其施工速度快，重量轻，无需再对基础进行处理，降低了加固成本。并且利用锚栓将钢板角钢固定于墙体上，钢构件间也采用焊接连接，保证了加固结构的整体性，提高了砌体结构的抗震性能。
[0028]由于钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板加固砌体结构施工方便，安全可靠，同时能够提高砌体结构的抗震性能，保证结构的安全，尤其是相比传统加固方法，该方法不占用居民的建筑使用面积，并不需要对管线的布置及走向进行修改，省时省力。可以预见，在生活节奏加快的当下，这种方法更方便，更加符合人们的要求，具有明显的社会及经济效益，有进一步应用及推广的可行性。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明的钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构立面图；
[0030]图2为纵横墙交接处竖向钢板角钢组合构造柱示意图；
[0031]图3为转角处竖向钢板角钢组合构造柱示意图；
[0032]图4为锚栓安装图。
[0033]图中，1:原砌体墙体；2:竖向钢板角钢组合构造柱；3:等边角钢；4:缀板；5:(竖向、横向、通长)钢板；6:钢筋；7:楼板；8:锚栓或锚杆；9:锚固套管；10:锚钉扁螺母；11:注浆孔；12:结构胶；13:聚合物砂浆。
【具体实施方式】
[0034]一种钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，参见图1至4所示，包括原砌体墙体I，还包括竖向钢板角钢组合构造柱2和横向钢板5，竖向钢板角钢组合构造柱2为由等边角钢3、竖向钢板5以及缀板4连接构成的格构式钢制构造柱；竖向钢板角钢组合构造柱2之间的原砌体墙体I外表面上设置有横向钢板5 ;等边角钢3设置于原砌体墙体I内、外拐角侧，且所述竖向钢板5设置于原砌体墙体I外表面，并与挂角内侧的等边角钢3对应连接；原砌体墙体I外表面上的两条竖向钢板5之间或竖向钢板5与拐角外侧等边角钢3之间横向连接设置有多条缀板4 ;竖向钢板角钢组合构造柱2各构件以及横向钢板5均通过带有锚固套管9的锚栓或锚杆8固定于原砌体墙体I上，且竖向钢板角钢组合构造柱
2、横向钢板5与原砌体墙体I之间设置有粘接胶；锚栓或锚杆8通过在原砌体墙体I上打设的孔洞锚固于原砌体墙体I上，锚栓或锚杆8外端通过锚钉扁螺母10紧固连接，锚栓或锚杆8孔洞内灌注有聚合物砂浆13，且所述锚固套管9与孔洞壁之间涂抹有环氧树脂结构胶12以保证锚栓或锚杆8与原砌体墙体I粘接牢固。
[0035]其中，竖向钢板角钢组合构造柱2与横向钢板5之间采用焊接连接，其对接焊缝厚度为5mm，竖向钢板角钢组合构造柱2在楼板7处采用钢筋6将楼板7上、下竖向钢板角钢组合构造柱2焊接为一体，其焊缝为10倍的钢筋6直径。一般情况下，所述竖向钢板角钢组合构造柱2水平间距小于等于4000mm，而当竖向钢板角钢组合构造柱2水平间距大于4000mm时如图1所示，需在竖向钢板角钢组合构造柱2之间的原砌体墙体I外表面设置竖向的通长钢板5,通长钢板5宽IOOmm?200mm,厚6mm,且在楼板7处的上、下通长钢板5也采用钢筋6焊接为一体。
[0036]其中的等边角钢3采用LlO等边角钢3，其厚度为4?6mm，竖向钢板5及缀板4宽度均为50mm?100mm,厚度均为4mm?6mm,竖向钢板5与竖向钢板5之间以及缀板4与缀板4之间的中心距为300mm?500mm,所述锚栓或锚杆8直径为14mm,间距不大于500mm,锚固套管9长度为80mm，锚栓或锚杆8孔洞尺寸为锚栓或锚杆8外径再加2?3mm。若采用锚栓8，则其中的锚杆8为树脂锚杆，用于转角处墙体阳角面，即转角外侧，其直径不小于12mm，长度不小于150mm。另外，其中的钢筋6的直径不小于Φ16。
[0037]如图2所示，为纵横墙交接处竖向钢板角钢组合构造柱示意图，其中横墙与纵墙内墙角处设置有两个对称的等边角钢3，等边角钢3与对应的外墙外表面的竖向钢板5之间通过锚栓8固定连接于纵墙两侧，而内侧的两个等边角钢3之间通过穿过横墙的锚栓8连接固定。如图3所示，为转角处竖向钢板角钢组合构造柱示意图，其中转角内外侧各设置有一等边角钢3，内侧的等边角钢3两肢分别于对应的墙体外表面上设置的竖向钢板5通过锚栓8连接，而外侧的竖向钢板5与转角外侧的等边角钢3之间连接设置有缀板4。
[0038]上述钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构的施工方法，具体采用如下步骤:
[0039]步骤一:依据设计图纸和施工现场被加固房屋的实际鉴定情况，确定竖向钢板角钢组合构造柱2和横向钢板5尺寸、件数，进行放样下料，调直成型，并在其上钻孔；
[0040]步骤二:对原砌体墙体I进行清底，首先用硬毛刷沾丙酮去除浮尘、油污，再用冷水冲洗并应除去风化表层，用磨光机具对原砌体墙体I进行打磨后，用高压风吹去粉尘碎屑，处理完毕后，再对不平整的表面及风化表面用剔凿法修整，然后用聚合物砂浆修补抹压找平；对竖向钢板角钢组合构造柱2各构件和横向钢板5采用喷砂或砂轮打磨方法除锈，原砌体墙体I粘贴表面用脱脂棉球沾丙酮擦拭干净；
[0041]步骤三:用同一带钻孔的等边角钢3或竖向钢板5或横向钢板5为模板，定位找准原砌体墙体I上的钻孔位置，标出孔芯点，然后按图纸要求，在原砌体墙体I表面上钻孔，成孔后清孔；
[0042]步骤四:安装竖向钢板角钢组合构造柱2以及横向钢板5，并进行焊接连接，同时，在楼板7处采用钢筋6将楼板7上、下竖向钢板角钢组合构造柱2焊接为一体；
[0043]步骤五:在竖向钢板角钢组合构造柱2各构件以及横向钢板5内侧均匀涂抹粘接胶，然后对位粘接，施压，使粘接胶从竖向钢板角钢组合构造柱2各构件以及横向钢板5边缘挤出以保证其与原砌体墙体I粘贴，粘接好后由竖向钢板角钢组合构造柱2各构件、横向钢板5的中央向两端依次安放锚固套管9，锚固套管9与钻孔壁打结构胶12粘接，最后安装锚栓或锚杆，装好后，由注浆孔11压注聚合物砂浆13填实多余空隙；
[0044]在竖向钢板角钢组合构造柱2之间的原砌体墙体I外表面粘贴锚固竖向设置的通长钢板5，且在楼板7处采用钢筋6将上、下通长钢板5焊接为一体；
[0045]步骤六:粘贴锚固完成后固化24小时，24小时后对粘锚效果进行抽检，发现不合格应剥下并重新粘贴或进行补强措施；
[0046]步骤七:对竖向钢板角钢组合构造柱2各构件和横向钢板5进行防腐及防火处理。
[0047]以上是本发明的一典型实施例，本发明的实施不限于此。
【权利要求】
1.一种钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，包括原砌体墙体(1)，其特征在于:还包括竖向钢板角钢组合构造柱(2)和横向钢板(5)，所述竖向钢板角钢组合构造柱(2)为由等边角钢(3)、竖向钢板(5)以及缀板(4)连接构成的格构式钢制构造柱；所述竖向钢板角钢组合构造柱⑵之间的原砌体墙体⑴外表面上设置有横向钢板(5);所述等边角钢(3)设置于原砌体墙体(1)内、外拐角侧，且所述竖向钢板(5)设置于原砌体墙体(I)外表面，并与挂角内侧的等边角钢(3)对应连接；所述原砌体墙体(1)外表面上的两条竖向钢板(5)之间或竖向钢板(5)与拐角外侧等边角钢(3)之间横向连接设置有多条缀板(4)； 所述竖向钢板角钢组合构造柱(2)各构件以及横向钢板(5)均通过带有锚固套管(9)的锚栓或锚杆(8)固定于原砌体墙体(1)上，且竖向钢板角钢组合构造柱(2)、横向钢板(5)与原砌体墙体(1)之间设置有粘接胶； 所述锚栓或锚杆(8)通过在原砌体墙体(1)上打设的孔洞锚固于原砌体墙体(1)上，锚栓或锚杆(8)外端通过锚钉扁螺母(10)紧固连接，所述锚栓或锚杆(8)孔洞内灌注有聚合物砂浆(13)，且所述锚固套管(9)与孔洞壁之间涂抹有结构胶(12)以保证锚栓或锚杆(8)与原砌体墙体(1)粘接牢固。
2.根据权利要求1所述的钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，其特征在于:所述竖向钢板角钢组合构造柱(2)与横向钢板(5)之间采用焊接连接，其对接焊缝厚度为5mm ;所述竖向钢板角钢组合构造柱(2)在楼板(7)处采用钢筋(6)将楼板(7)上、下竖向钢板角钢组合构造柱(2)焊接为一体，其焊缝为10倍的钢筋(6)直径。
3.根据权利要求1所述的钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，其特征在于:所述竖向钢板角钢组合构造柱⑵水平间距小于等于4000mm。
4.根据权利要求1所述的钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，其特征在于:所述竖向钢板角钢组合构造柱(2)水平间距大于4000mm，且在竖向钢板角钢组合构造柱⑵之间的原砌体墙体⑴外表面设置有竖向设置的通长钢板(5)，通长钢板(5)宽IOOmm~200mm,厚6mm,且在楼板(7)处的上、下通长钢板(5)采用钢筋(6)焊接为一体。
5.根据权利要求1所述的钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，其特征在于:所述等边角钢⑶采用LlO等边角钢(3)，其厚度为4~6mm ;所述竖向钢板(5)及缀板(4)宽度均为50mm~100mm,厚度均为4mm~6mm,竖向钢板(5)与竖向钢板(5)之间以及缀板(4)与缀板(4)之间的中心距为300mm~500mm。
6.根据权利要求1所述的钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，其特征在于:所述锚栓或锚杆(8)直径为14mm，间距不大于500mm，所述锚固套管(9)长度为80mm，锚栓或锚杆(8)孔洞尺寸为锚栓或锚杆(8)外径再加2~3mm。
7.根据权利要求1所述的钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，其特征在于:其中的锚杆⑶为树脂锚杆，用于转角处墙体阳角面，即转角外侧，其直径不小于12mm，长度不小于150mm。
8.根据权利要求2或4所述的钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构，其特征在于:所述钢筋(6)直径不小于Φ16。
9.根据权利要求1-8中任一项所述钢板角钢组合构造柱和粘锚钢板砌体加固结构的施工方法，其特征在于:采用如下步骤:步骤一:依据设计图纸和施工现场被加固房屋的实际鉴定情况，确定竖向钢板角钢组合构造柱(2)和横向钢板(5)尺寸、件数，进行放样下料，调直成型，并在其上钻孔； 步骤二:对原砌体墙体(1)进行清底，首先用硬毛刷沾丙酮去除浮尘、油污，再用冷水冲洗并应除去风化表层，用磨光机具对原砌体墙体(1)进行打磨后，用高压风吹去粉尘碎屑，处理完毕后，再对不平整的表面及风化表面用剔凿法修整，然后用聚合物砂浆修补抹压找平；对竖向钢板角钢组合构造柱(2)各构件和横向钢板(5)采用喷砂或砂轮打磨方法除锈，原砌体墙体(1)粘贴表面用脱脂棉球沾丙酮擦拭干净； 步骤三:用同一带钻孔的等边角钢(3)或竖向钢板(5)或横向钢板(5)为模板，定位找准原砌体墙体(1)上的钻孔位置，标出孔芯点，然后按图纸要求，在原砌体墙体(1)表面上钻孔，成孔后清孔；步骤四:安装竖向钢板角钢组合构造柱⑵以及横向钢板(5)，并进行焊接连接，同时，在楼板(7)处采用钢筋(6)将楼板(7)上、下竖向钢板角钢组合构造柱(2)焊接为一体；步骤五:在竖向钢板角钢组合构造柱(2)各构件以及横向钢板(5)内侧均匀涂抹粘接胶，然后对位粘接，施压，使粘接胶从竖向钢板角钢组合构造柱(2)各构件以及横向钢板(5)边缘挤出以保证其与原砌体墙体(1)粘贴，粘接好后由竖向钢板角钢组合构造柱(2)各构件、横向钢板(5)的中央向两端依次安放锚固套管(9)，锚固套管(9)与钻孔壁打结构胶(12)粘接，最后安装锚栓或锚杆，装好后，由注浆孔(11)压注聚合物砂浆(13)填实多余空隙； 步骤六:粘贴锚固完成后固化24小时，24 小时后对粘锚效果进行抽检，发现不合格应剥下并重新粘贴或进行补强措施； 步骤七:对竖向钢板角钢组合构造柱(2)各构件和横向钢板(5)进行防腐及防火处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于:所述步骤五之后还包括如下步骤:在竖向钢板角钢组合构造柱(2)之间的原砌体墙体(1)外表面设置竖向设置的通长钢板(5)，且在楼板(7)处采用钢筋(6)将上、下通长钢板(5)焊接为一体。
【文档编号】E04G23/02GK103758358SQ201410007502
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】董有, 赵恩平, 鞠树森, 谢建明, 潘沂华, 杨娜茵 申请人:北京筑福国际工程技术有限责任公司