本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)加固，特別涉及一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造與施工方法。

背景技術(shù)：

1、梁柱節(jié)點(diǎn)是框架結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部分，其受到的作用由剪力、壓力、彎矩和扭矩共同構(gòu)成，與整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性息息相關(guān)。若梁柱節(jié)點(diǎn)破壞，則會對整體框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆的損壞。因此，確保梁柱節(jié)點(diǎn)的抗剪加固效果對于提高混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震能力至關(guān)重要。

2、一般采用在原有梁柱節(jié)點(diǎn)周圍加裝加固角鋼、鋼筋和鋼板等材料來承受梁柱節(jié)點(diǎn)的荷載，以提高節(jié)點(diǎn)的承載能力和剛度。加固后的結(jié)構(gòu)需要滿足一定的整體性能要求，包括承載能力、剛度、延性和穩(wěn)定性等。但這些傳統(tǒng)加固方法存在明顯的不足，施工難度較大，施工效率低，需要較長的工期，不適用于大規(guī)模快速加固工況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有問題，本發(fā)明提供一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造與施工方法，旨在通過在梁柱節(jié)點(diǎn)的柱上環(huán)繞安裝疊放的加固層，增強(qiáng)梁柱節(jié)點(diǎn)的受剪性能；還通過安裝梁邊界調(diào)整件的條形錐頭，在罕遇地震發(fā)生時(shí)破損梁下部混凝土保護(hù)層，以使梁端破壞遠(yuǎn)離擬擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)域范圍，進(jìn)一步增強(qiáng)加固后擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)區(qū)的完整性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下的技術(shù)方案。

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造，包括疊合預(yù)制件、梁端連接件、柱邊界增強(qiáng)件和梁邊界調(diào)整件；所述柱邊界增強(qiáng)件在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)的柱外壁上圍繞設(shè)置；所述疊合預(yù)制件至少在梁的幾何高度范圍內(nèi)，圍繞柱外壁且錯開梁沿豎向多層堆疊設(shè)置；處于最下層的疊合預(yù)制件與所述柱邊界增強(qiáng)件上部固定；所述梁端連接件在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)的梁兩側(cè)設(shè)置，梁端連接件分別與多層疊合預(yù)制件和梁的兩側(cè)固定連接；所述梁邊界調(diào)整件依次包括底座、彈簧和條形錐頭；所述底座與最下層的疊合預(yù)制件的外壁連接；所述彈簧的兩端分別與底座和條形錐頭連接；所述條形錐頭沿梁的寬度方向設(shè)置。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述條形錐頭沿梁的寬度方向與梁接觸，接觸線距離柱的最小距離大于疊合預(yù)制件的厚度。

5、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述疊合預(yù)制件包括鋼板、銷釘和uhpc層；所述uhpc層在鋼板內(nèi)側(cè)設(shè)置，uhpc層采用超高性能混凝土（uhpc）材料制成；所述銷釘均勻設(shè)置在uhpc層內(nèi)部，銷釘一端固定在所述鋼板上。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述uhpc層遠(yuǎn)離鋼板的一側(cè)豎直方向和水平方向設(shè)置有流道，流道為貫穿uhpc層厚度的凹槽。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，處于最上層的疊合預(yù)制件的水平流道上部設(shè)置有注膠孔，處于最下層的疊合預(yù)制件的水平流道下部設(shè)置有出膠孔。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述銷釘設(shè)置在流道的凹槽范圍之外。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括板底連接件；所述板底連接件在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)的樓板底部圍繞最上層的疊合預(yù)制件設(shè)置；所述板底連接件、所述柱邊界增強(qiáng)件和梁端連接件均為角鋼。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述板底連接件和柱邊界增強(qiáng)件上均等距設(shè)置通孔。

11、第二方面，本發(fā)明還公開了一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造的施工方法，包括如下步驟：

12、將多層疊合預(yù)制件豎直堆疊，并對齊多層疊合預(yù)制件；如疊合預(yù)制件設(shè)置有流道，則在豎直方向上對齊流道，并用卡具在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)上臨時(shí)固定多層疊合預(yù)制件；

13、將柱邊界增強(qiáng)件與該疊合預(yù)制件的下端焊接；

14、將單層疊合預(yù)制件對焊連接，形成沿柱外壁錯開梁的圍繞；

15、將梁端連接件與梁內(nèi)的箍筋和縱筋焊接，然后將梁端連接件與多層疊合預(yù)制件外側(cè)的鋼板焊接；再將多層疊合預(yù)制件之間對焊焊接；

16、將梁邊界調(diào)整件下端的底座與最下層的疊合預(yù)制件外側(cè)的鋼板焊接連接。

17、如有疊合預(yù)制件設(shè)置有流道，則在位于最上層的疊合預(yù)制件中部與流道連通的位置和位于最下層的疊合預(yù)制件兩側(cè)與流道連通的位置分別打孔，形成注膠孔和出膠孔；從注膠孔注入結(jié)構(gòu)膠，至出膠孔出膠后，封堵出膠孔，使加固構(gòu)造與建筑梁柱節(jié)點(diǎn)固定連接形成一個(gè)整體。

18、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述柱邊界增強(qiáng)件通過化學(xué)錨栓錨固于柱的混凝土中；所述焊接均為坡口焊接，包括焊接前將焊接接頭部位打磨成v型。

19、本發(fā)明具有以下有益效果：

20、通過疊合預(yù)制件在梁的幾何高度范圍內(nèi)沿豎向圍繞柱外壁且錯開梁沿豎向多層堆疊設(shè)置，以擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)域范圍，有效提高節(jié)點(diǎn)的受剪承載力；梁端連接件將多層疊合預(yù)制件與梁的兩側(cè)固定連接，形成一個(gè)剛性域，提高了擬擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)域的整體性；柱邊界增強(qiáng)件在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)的柱外壁上圍繞設(shè)置以及板底連接件的設(shè)置，進(jìn)一步增強(qiáng)了擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)域的整體性，并為疊合預(yù)制件起到支撐固定作用；梁邊界調(diào)整件通過彈簧和條形錐頭的設(shè)置，使梁端破壞遠(yuǎn)離擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)域范圍，進(jìn)一步增強(qiáng)加固后擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)域的完整性。

21、優(yōu)選地，條形錐頭可以切開梁端部下部表層混凝土的保護(hù)層，并使得節(jié)點(diǎn)梁端的破壞區(qū)域遠(yuǎn)離梁柱界面，使加固后的梁柱節(jié)點(diǎn)成為剛性域，大幅度提高了框架結(jié)構(gòu)整體的安全性；條形錐頭沿梁的橫向設(shè)置，并距離梁柱界面大于疊合預(yù)制件的厚度，保證了擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)域的完整性以及加固構(gòu)造對原節(jié)點(diǎn)的有效約束。

22、優(yōu)選地，鋼板作為疊合預(yù)制件的主要承載部分，提高了梁柱節(jié)點(diǎn)的承載能力；銷釘均勻設(shè)置在uhpc層內(nèi)部，增強(qiáng)了uhpc層與鋼板之間的連接強(qiáng)度；uhpc層采用超高性能混凝土制成，具有高強(qiáng)度、高韌性和高耐久性等優(yōu)良性能，進(jìn)一步提高了加固后梁柱節(jié)點(diǎn)的整體性能和加固性能。

23、優(yōu)選地，流道的設(shè)置便于后續(xù)注入結(jié)構(gòu)膠，使疊合預(yù)制件與建筑梁柱節(jié)點(diǎn)之間形成更加緊密的連接，提高節(jié)點(diǎn)的整體性和穩(wěn)定性；流道作為疊合預(yù)制件表面貫穿uhpc層厚度和寬度的凹槽，可作為切割疊合預(yù)制件的預(yù)制切口，進(jìn)一步提高施工的便捷性。

24、優(yōu)選地，注膠孔和出膠孔的設(shè)置便于注入結(jié)構(gòu)膠，使加固構(gòu)造與建筑原梁柱節(jié)點(diǎn)粘結(jié)固定連接形成一個(gè)整體，有效提高加固節(jié)點(diǎn)的受力性能。

25、優(yōu)選地，銷釘設(shè)置在流道的凹槽范圍之外，有利于增強(qiáng)uhpc層與鋼板的連接性能。

26、可選地，板底連接件、柱邊界增強(qiáng)件和梁端連接件均為角鋼，有強(qiáng)度高、重量輕、易于加工和安裝等優(yōu)點(diǎn)。

27、優(yōu)選地，板底連接件和柱邊界增強(qiáng)件上均等距設(shè)置通孔，通孔的設(shè)置便于后續(xù)使用化學(xué)錨栓將板底連接件和柱邊界增強(qiáng)件錨固于柱和樓板的混凝土中，提高柱邊界增強(qiáng)件和板底連接件與原梁柱節(jié)點(diǎn)的連接強(qiáng)度。

28、本發(fā)明公開的施工方法包括預(yù)先清理梁柱節(jié)點(diǎn)表面至新鮮混凝土層、預(yù)制件現(xiàn)場切割、拼合、安裝、焊接、鉆孔、注膠等步驟，確保了加固構(gòu)造能夠準(zhǔn)確、高效地安裝到既有的梁柱節(jié)點(diǎn)上，施工簡便，易于操作，特別適用于需要快速完成大規(guī)模的既有建筑抗震改造加固的工況。

技術(shù)特征：

1.一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造，其特征在于，包括疊合預(yù)制件（20）、梁端連接件（3）、柱邊界增強(qiáng)件（1）和梁邊界調(diào)整件（2）；所述柱邊界增強(qiáng)件（1）在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)（19）的柱（16）外壁上圍繞設(shè)置；所述疊合預(yù)制件（20）至少在梁（14）的幾何高度范圍內(nèi)，圍繞柱（16）外壁且錯開梁（14）沿豎向多層堆疊設(shè)置；處于最下層的疊合預(yù)制件（20）與所述柱邊界增強(qiáng)件（1）上部固定；所述梁端連接件（3）在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)（19）的梁（14）兩側(cè)設(shè)置，梁端連接件（3）分別與多層疊合預(yù)制件（20）和梁（14）的兩側(cè)固定連接；所述梁邊界調(diào)整件（2）依次包括底座（13）、彈簧（12）和條形錐頭（11）；所述底座（13）與最下層的疊合預(yù)制件（20）的外壁連接；所述彈簧（12）的兩端分別與底座（13）和條形錐頭（11）連接；所述條形錐頭（11）沿梁（14）的寬度方向設(shè)置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造，其特征在于，所述條形錐頭（11）沿梁（14）的寬度方向與梁（14）接觸，接觸線距離柱（16）的最小距離大于疊合預(yù)制件（20）的厚度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造，其特征在于，所述疊合預(yù)制件（20）包括鋼板（7）、銷釘（9）和uhpc層（8）；所述uhpc層（8）在鋼板（7）內(nèi)側(cè)設(shè)置，uhpc層（8）采用超高性能混凝土（uhpc）材料制成；所述銷釘（9）均勻設(shè)置在uhpc層（8）內(nèi)部，銷釘（9）一端固定在所述鋼板（7）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造，其特征在于，所述uhpc層（8）遠(yuǎn)離鋼板（7）的一側(cè)豎直方向和水平方向設(shè)置有流道（10），流道（10）為貫穿uhpc層（8）厚度的凹槽。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造，其特征在于，處于最上層的疊合預(yù)制件（20）的水平流道（10）上部設(shè)置有注膠孔（4），處于最下層的疊合預(yù)制件（20）的水平流道（10）下部設(shè)置有出膠孔（5）。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造，其特征在于，所述銷釘（9）設(shè)置在流道（10）的凹槽范圍之外。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造，其特征在于，還包括板底連接件（21）；所述板底連接件（21）在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)（19）的樓板（15）底部圍繞最上層的疊合預(yù)制件（20）設(shè)置；所述板底連接件（21）、柱邊界增強(qiáng)件（1）和梁端連接件（3）均為角鋼。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造，其特征在于，所述板底連接件（21）和柱邊界增強(qiáng)件（1）上均等距設(shè)置通孔（6）。

9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

10.如權(quán)利要求9中所述的一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造的施工方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)快速加固構(gòu)造與施工方法，包括疊合預(yù)制件、梁端連接件、柱邊界增強(qiáng)件和梁邊界調(diào)整件；所述柱邊界增強(qiáng)件在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)的柱外壁上圍繞設(shè)置；所述疊合預(yù)制件至少在梁的幾何高度范圍內(nèi)，圍繞柱外壁且錯開梁沿豎向多層堆疊設(shè)置；處于最下層的疊合預(yù)制件與所述柱邊界增強(qiáng)件上部固定；所述梁端連接件在建筑梁柱節(jié)點(diǎn)的梁兩側(cè)設(shè)置，梁端連接件分別與多層疊合預(yù)制件和梁的兩側(cè)固定連接。本發(fā)明旨在通過在梁柱節(jié)點(diǎn)的柱上環(huán)繞疊放預(yù)制加固件，包裹梁柱節(jié)點(diǎn)以擴(kuò)大其剛性域范圍；還通過梁邊界調(diào)整件，在罕遇地震作用時(shí)，破損梁混凝土保護(hù)層，使塑性鉸遠(yuǎn)離梁柱界面，進(jìn)一步保證梁柱節(jié)點(diǎn)的完整性。

技術(shù)研發(fā)人員：李紀(jì)明,王步,茍碧禪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西省建筑科學(xué)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15