专利摘要

本发明公开了一种混凝土梁的加固结构，其特征是混凝土梁下面设置膨胀混凝土，膨胀混凝土强度比混凝土梁混凝土强度高一个强度等级，膨胀混凝土上部设置预应力钢筋，膨胀混凝土内设置混凝土墩，膨胀混凝土下面设置折形钢板，折形钢板插入混凝土柱的凹槽内；承压钢板焊接在混凝土柱或混凝土梁的钢筋上，承压钢板外侧设置锚具。本发明力学性能好，承载能力强。

权利要求

1.一种混凝土梁的加固结构，其特征是混凝土梁下面设置膨胀混凝土，膨胀混凝土强度比混凝土梁混凝土强度高一个强度等级，膨胀混凝土上部设置预应力钢筋，预应力钢筋离混凝土梁底部距离为25～35mm，预应力钢筋直径为25～28mm，膨胀混凝土内设置混凝土墩，混凝土墩沿混凝土跨度方向设置间距为0.6～0.8m；

混凝土墩通过植筋与混凝土梁连接，每个混凝土墩的植筋数量为4根，植筋直径为25～28mm；膨胀混凝土下面设置折形钢板，折形钢板插入混凝土柱的凹槽内；承压钢板焊接在混凝土柱或混凝土梁的钢筋上，承压钢板外侧设置锚具。

2.根据权利要求1所述的混凝土梁的加固结构，其特征是承载力计算公式采用如下：F＝αM+βN+ρL，其中F为总承载力，α为钢板承载力参与系数，M为钢板承载力，β为膨胀混凝土承载力参与系数，N为膨胀混凝土承载力，膨胀混凝土承载力计算时以凹处高度作为计算高度，ρ为原混凝土梁承载力参与系数，L为原混凝土梁承载力；

不同情况下承载力参与系数可根据表1采用，当混凝土梁跨度或混凝土墩设置间距位于表1范围内，可采用插值方法确定承载力参与系数；当混凝土梁跨度大于12m或小于6m时采用12m所对应的数值，当混凝土梁跨度小于6m时采用6m所对应的数值；

表1不同情况下承载力参与系数

3.根据权利要求1所述的混凝土梁的加固结构，其特征是钢板箍和预应力钢筋张拉交替进行，张拉工艺采用如下：1、对钢板箍施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为12min；对预应力钢筋施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为8min；2、对钢板箍施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为5min；对预应力钢筋施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为5min；3、对钢板箍施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为12min；对预应力钢筋施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为8min。

4.根据权利要求2所述的混凝土梁的加固结构，其特征是混凝土梁与混凝土柱部位交接部位设置钢渣粒，钢渣粒粒径为5～20mm。混凝土柱内侧和外侧均设置钢渣粒，钢渣粒设置长度范围为1/5混凝土柱长度，钢渣粒设置高度范围为100～150mm，外侧钢渣粒外面设置承压钢板。

5.根据权利要求1所述的混凝土梁的加固结构，其特征是施工步骤包括：

(1)剥离混凝土梁保护层，将混凝土梁下表面凿毛；

(2)钻设混凝土梁的预埋孔，预埋孔直径为27～30mm，预埋孔内插入植筋，预留孔与植筋之间空隙注入环氧树脂；

(3)钻设混凝土柱的预应力钢筋预埋孔，钻设混凝土柱埋设折形钢板的凹槽；

(4)凿除混凝土柱与混凝土梁交接部位的混凝土，留置钢渣粒预留孔；

(5)凿除设置承压钢板部位的混凝土柱或混凝土梁混凝土保护层，裸露出混凝土柱或混凝土梁的钢筋；

(6)在钢渣粒预留孔安装钢渣粒，然后在混凝土柱或混凝土梁的裸露钢筋上焊接承压钢板；

(7)在预应力钢筋预埋孔内安装预应力钢筋；

(8)支设混凝土墩模板，然后浇筑混凝土；

(9)待混凝土墩的混凝土强度达到设计强度25％后支设膨胀混凝土模板，膨胀混凝土底模板采用折形钢板，侧模采用木模，木模每隔1～1.2m设置膨胀混凝土浇筑孔，膨胀混凝土浇筑孔设置在侧模，木模每隔2～2.5m设置排气孔，排气孔设置在侧模；

(10)浇筑膨胀混凝土；

(11)安装钢板箍；

(12)安装预应力钢筋；

(13)张拉钢板箍或预应力钢筋；

(14)采用锚具对预应力钢筋进行锚固，钢板箍张拉完毕后用锚定钢板进行焊接锚固。

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土梁的加固结构，适用于建筑领域。

背景技术

混凝土梁出现承载力不够的情况下要进行加固，通常会采用混凝土加固或者钢板加固，单纯采用混凝土加固时，加固部分的混凝土往往很难与原有混凝土形成整体；而采用钢板加固时，往往因钢板刚度远大于混凝土刚度，在相同变形下承力会较小，钢板参与协同承载的能力有限。为了解决这些问题，可以采用预应力方式来提升协同承载能力。同时出于使用功能原因，加固部分的混凝土高度有限，对钢板施加预应力时，有可能对加固部分的混凝土造成破坏。如何在钢板施加预应力时不致引起混凝土破坏且能有效地提升加固后混凝土梁的承载力是工程人员面临的课题。

发明内容

本发明是提供一种混凝土梁的加固结构，解决传统加固结构整体承载能力不好的问题。

本发明在单向预应力施加下容易因混凝土单方向受力过大而出现裂缝，混凝土出现裂缝后预应力效果会差强人意。钢板箍施加竖向预应力，水平预应力钢筋张拉时施加水平预应力，两者交替进行对提升预应力效果会有很大的好处。

混凝土梁下面设置膨胀混凝土，膨胀混凝土强度比混凝土梁混凝土强度高一个强度等级，膨胀混凝土上部设置预应力钢筋，预应力钢筋离混凝土梁底部距离为25～35mm，预应力钢筋直径为25～28mm，膨胀混凝土内设置混凝土墩，混凝土墩沿混凝土跨度方向设置间距为 0.6～0.8m。

混凝土墩通过植筋与混凝土梁连接，每个混凝土墩的植筋数量为 4根，植筋直径为25～28mm。膨胀混凝土下面设置折形钢板，折形钢板插入混凝土柱的凹槽内。为了增加结构的抗震性能，避免梁柱节点因刚度过大而承载过大，对梁柱节点部位刚度进行削弱，混凝土梁与混凝土柱部位交接部位设置钢渣粒，这里混凝土梁与混凝土柱部位交接部位是指混凝土梁底标高以下与混凝土柱部位交接位置，钢渣粒粒径为5～20mm。混凝土柱内侧和外侧均设置钢渣粒，钢渣粒设置长度范围为1/5混凝土柱长度，钢渣粒设置高度范围为100～150mm，外侧钢渣粒外面设置承压钢板，承压钢板焊接在混凝土柱或混凝土梁的钢筋上，承压钢板外侧设置锚具。

承载力计算公式采用如下：F＝αM+βN+ρL，其中F为总承载力，α为钢板承载力参与系数，M为钢板承载力，β为膨胀混凝土承载力参与系数，N为膨胀混凝土承载力，膨胀混凝土承载力计算时以凹处高度作为计算高度，ρ为原混凝土梁承载力参与系数，L为原混凝土梁承载力。

钢板承载力参与系数主要与预应力施加情况和混凝土梁跨度、混凝土墩设置间距密切相关；膨胀混凝土承载力参与系数主要与预应力施加情况和混凝土梁跨度、混凝土墩设置间距相关，原混凝土梁承载力参与系数与预应力施加情况和混凝土梁跨度、混凝土墩设置间距相关。预应力施加工艺采用方案二，对不同情况下承载力参与系数进行计算机仿真分析，提出了表1，当混凝土梁跨度或混凝土墩设置间距位于表1范围内，可采用插值方法确定承载力参与系数。当混凝土梁跨度大于12m或小于6m时采用12m所对应的数值，当混凝土梁跨度小于6m时采用6m所对应的数值。混凝土墩设置间距为0.6～0.8m，这个间距可以使承载力参与度处于合理范围内。

表1 不同情况下承载力参与系数

施工步骤包括：

(1)剥离混凝土梁保护层，将混凝土梁下表面凿毛；

(2)钻设混凝土梁的预埋孔，预埋孔直径为27～30mm，预埋孔内插入植筋，预留孔与植筋之间空隙注入环氧树脂；

(3)钻设混凝土柱的预应力钢筋预埋孔，钻设混凝土柱埋设折形钢板的凹槽；

(4)凿除混凝土柱与混凝土梁交接部位的混凝土，留置钢渣粒预留孔；

(5)凿除设置承压钢板部位的混凝土柱或混凝土梁混凝土保护层，裸露出混凝土柱或混凝土梁的钢筋；

(6)在钢渣粒预留孔安装钢渣粒，然后在混凝土柱或混凝土梁的裸露钢筋上焊接承压钢板；

(7)在预应力钢筋预埋孔内安装预应力钢筋；

(8)支设混凝土墩模板，然后浇筑混凝土；

(9)待混凝土墩的混凝土强度达到设计强度25％后支设膨胀混凝土模板，膨胀混凝土底模板采用折形钢板，侧模采用木模，木模每隔 1～1.2m设置膨胀混凝土浇筑孔，膨胀混凝土浇筑孔设置在侧模，木模每隔2～2.5m设置排气孔，排气孔设置在侧模；

(10)浇筑膨胀混凝土；

(11)安装钢板箍；

(12)安装预应力钢筋；

(13)张拉钢板箍或预应力钢筋；张拉工艺采用如下：1、对钢板箍施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为12min；对预应力钢筋施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为8min；2、对钢板箍施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为5min；对预应力钢筋施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为5min；3、对钢板箍施加预应力，预应力为控制应力的 105％，施加时间为12min；对预应力钢筋施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为8min。

(14)采用锚具对预应力钢筋进行锚固，钢板箍张拉完毕后用锚定钢板进行焊接锚固。

本发明力学性能好，承载力高。

附图说明

图1为混凝土梁的加固结构示意图。

1、折形钢板，2、钢板箍，3、膨胀混凝土，4、混凝土墩，5、预应力钢筋，6、钢渣粒，7、承压钢板，8、锚具，9、混凝土梁，10、混凝土柱。

具体实施方式

以下结合附图对本实施例进行详细描述。

加固结构采用折形结构，折形结构在钢板箍2部位凸出，避免因钢板箍2张拉时出现混凝土承压不够而开裂。另外，折形结构在钢板箍2部位凸出部位设置混凝土墩4形成多个支承点，弯矩包络图比普通混凝土梁9的弯矩图要合理很多，混凝土梁9的最大弯矩会降低较大。折形结构弯矩包络图和普通混凝土梁弯矩包络图对比显示折形结构随长度变化的弯矩会平缓很多，表2为加固混凝土用材相同情况下的最大弯矩的对比情况，表中显示折形结构比普通混凝土梁最大弯矩减少率降低较大。

表2 加固混凝土用材相同情况下的最大弯矩的对比情况

混凝土梁9下面设置膨胀混凝土3，膨胀混凝土3强度比混凝土梁9混凝土强度高一个强度等级，膨胀混凝土3上部设置预应力钢筋 5，预应力钢筋5离混凝土梁9底部距离为25～35mm，预应力钢筋5 直径为25～28mm，膨胀混凝土3内设置混凝土墩4，混凝土墩4沿混凝土跨度方向设置间距为0.6～0.8m。

混凝土墩4通过植筋与混凝土梁9连接，每个混凝土墩4的植筋数量为4根，植筋直径为25～28mm。膨胀混凝土3下面设置折形钢板1，折形钢板1插入混凝土柱10的凹槽内。为了增加结构的抗震性能，避免梁柱节点因刚度过大而承载过大，对梁柱节点部位刚度进行削弱，混凝土梁9与混凝土柱10部位交接部位设置钢渣粒6，钢渣粒6粒径为5～20mm。混凝土柱10内侧和外侧均设置钢渣粒6，钢渣粒6设置长度范围为1/5混凝土柱10长度，钢渣粒6设置高度范围为100～150mm，外侧钢渣粒6外面设置承压钢板7，承压钢板7 焊接在混凝土柱10或混凝土梁9的钢筋上，承压钢板7外侧设置锚具8。

根据大量计算机仿真分析数据，对不同方案预应力施加方式进行了对比，

第一种方案为：1、对钢板箍2施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为12min；对预应力钢筋5施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为8min；2、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为15min；对预应力钢筋5 施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为12min。

第二种方案为：1、对钢板箍2施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为12min；对预应力钢筋5施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为8min；2、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为5min；对预应力钢筋5 施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为5min；3、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为12min；对预应力钢筋5施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为8min。

第三种方案为：1、对钢板箍2施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为12min；对预应力钢筋5施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为8min；2、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的30％，施加时间为5min；对预应力钢筋5 施加预应力，预应力为控制应力的30％，施加时间为5min；3、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的60％，施加时间为5min；对预应力钢筋5施加预应力，预应力为控制应力的60％，施加时间为 5min；4、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为12min；对预应力钢筋5施加预应力，预应力为控制应力的 105％，施加时间为8min。

第四种方案为：1、对钢板箍2施加初始应力，初始应力为控制应力的20％，施加时间为12min；对预应力钢筋5施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为8min；2、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的60％，施加时间为5min；对预应力钢筋5 施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为5min；3、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为12min；对预应力钢筋5施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为8min。

表3不同预应力方案的钢板承载力参与系数情况

不同预应力方案的钢板承载力参与系数情况如表3所示，表中表明方案二和方案三钢板承载力参与度高，说明分段预应力加压还是很有必要。而方案四所采用的不均匀加压显然对钢板承载力参与度有削弱作用，进一步说明了采用水平预应力和竖向预应力交叉施加的工艺使钢板与混凝土协同受力能力有所提升。方案二和方案三钢板承载力参与度相差不大，为了简化工序，选择方案二作为预应力施加方案。

施工步骤包括：

(1)剥离混凝土梁9保护层，将混凝土梁9下表面凿毛；

(2)钻设混凝土梁9的预埋孔，预埋孔直径为27～30mm，预埋孔内插入植筋，预留孔与植筋之间空隙注入环氧树脂；

(3)钻设混凝土柱10的预应力钢筋5预埋孔，钻设混凝土柱10 埋设折形钢板1的凹槽；

(4)凿除混凝土柱10与混凝土梁9交接部位的混凝土，留置钢渣粒6预留孔；

(5)凿除设置承压钢板7部位的混凝土柱10或混凝土梁9混凝土保护层，裸露出混凝土柱10或混凝土梁9的钢筋；

(6)在钢渣粒6预留孔安装钢渣粒6，然后在混凝土柱10或混凝土梁9的裸露钢筋上焊接承压钢板7；

(7)在预应力钢筋5预埋孔内安装预应力钢筋5；

(8)支设混凝土墩4模板，然后浇筑混凝土；

(9)待混凝土墩4的混凝土强度达到设计强度25％后支设膨胀混凝土3模板，膨胀混凝土3底模板采用折形钢板1，侧模采用木模，木模每隔1～1.2m设置膨胀混凝土3浇筑孔，膨胀混凝土3浇筑孔设置在侧模，木模每隔2～2.5m设置排气孔，排气孔设置在侧模；

(10)浇筑膨胀混凝土3；

(11)安装钢板箍2；

(12)安装预应力钢筋5；

(13)张拉钢板箍2或预应力钢筋5；张拉工艺采用如下：1、对钢板箍2施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为 12min；对预应力钢筋5施加初始应力，初始应力为控制应力的10％，施加时间为8min；2、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的 50％，施加时间为5min；对预应力钢筋5施加预应力，预应力为控制应力的50％，施加时间为5min；3、对钢板箍2施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为12min；对预应力钢筋5施加预应力，预应力为控制应力的105％，施加时间为8min。

(14)采用锚具8对预应力钢筋5进行锚固，钢板箍2张拉完毕后用锚定钢板进行焊接锚固。

一种混凝土梁的加固结构施工方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。