[实用新型]一种外套钢管混凝土加固混凝土柱结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型加固柱结构，尤其涉及一种利用外套钢管的加固混凝土柱。

背景技术

由于许多既有建筑的使用功能发生改变，实际使用荷载增加，原有的结构已不能满足承载力要求；随着有些地区抗震设防等级的提高，原有建筑物不能满足“强柱弱梁”的抗震设防要求；另外还有一些已建和在建的建筑物由于设计或施工的原因，存在一些缺陷；另外由于各种灾害原因，使混凝土结构出现损伤，承载力下降。这些原因造成钢筋混凝土结构的加固和修复问题变得越来越突出。

目前，为提高混凝土柱的承载力，常采用增大截面、外包刚等常规手段进行加固。但增大截面加固新老混凝土常共同工作性不好，协同变形性能差，对结构塑性改善较小；此外设置模板施工难度较大。干式外包钢则是外包钢与原构件不能整体工作，彼此只能单独受力，外包钢性能利用率低，整体性差；湿式外包钢法则是不能有效地提高柱的抗弯刚度，降低柱子的长细比，特别不适合应用于经撞击破坏、火灾等局部表面破坏较大，迫切需要大幅提高刚度的混凝土柱的加固。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题而提供一种采用外套钢管、间隙内填高性能微膨胀混凝土来实现对原结构的加固，工艺简单可行、结构整体性能好、充分发挥不同材料性能、加固效果可靠。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

它包括旧混凝土柱，旧混凝土柱侧面设有孔洞，孔洞内部设置有钢筋，旧混凝土柱外围设有钢管，钢筋外端部焊接在钢管内壁，旧混凝土柱外壁和钢管内壁之间充填有新混凝土。

上述的钢管由两块半圆柱形钢板通过将端头焊接而成，或者两块凹形钢板通过将两端头 焊接而成，焊接面形成纵向焊缝。

上述的钢管由多节钢管焊接而成，相邻节钢管之间焊接形成水平焊缝。

上述相邻节钢管中的纵向焊缝错位布置。

与现有技术相比，本实用新型取得了以下的技术效果：

1、该结构应用范围广，由于混凝土柱的物理老化等造成结构的损伤，或遭受撞击、火灾及地震等灾害使得结构受到破坏，或由于加层改造等其它原因造成混凝土柱承载力与刚度不足等，需要对混凝土柱进行加固的工程都可以采用结构形式；

2、有效的解决了新、旧结构存在整体工作共同受力问题，通过在原结构中的设置钢筋生根技术增强了新老混凝土的粘结力，通过设置钢筋与外套钢管内壁的焊接，间隙浇筑高性能微膨胀混凝土，形成原结构-加固混凝土-外套钢管的新型组合柱，增强了结构的整体性；

3、创造性的将钢管混凝土原理应用于混凝土柱的扩大截面加固中，利用钢管混凝土的原理扩大截面加固混凝土柱，充分发挥了混凝土与钢材的性能，既有效提高了混凝土柱的承载力与刚度，同时也改善了结构的塑性与韧性，由于外套钢管的作用，如后填混凝土采用高强高性能混凝土，其强度也可得到有效发挥，改变了扩大截面后浇混凝土一般强度不高和强度利用率较低的局面；

4、通过外套钢管约束内填膨胀混凝土产生的膨胀力，使核心混凝土处于三轴受压状态，有效提高新老混凝土的抗压强度，一定程度上消除后浇混凝土的收缩对原结构产生的附加荷载效应；

5、此外，外套钢管又可作为后浇混凝土的模板，可节约模板成本，缩短工期，该结构形式不仅加固效果好、加固可靠性高，而且加固时操作简单、施工方便、工程成本较低，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的截面示意图；

图2为本实用新型外套钢管焊接缝布置图；

图3为本实用新型加工制作的工艺流程图。

其中：1-混凝土柱外壁、2-钢管、3-钢筋、4-混凝土柱、5-混凝土、6-纵向焊缝、7-水平焊缝。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

实施例1

参见图1-2，一种外套钢管混凝土加固混凝土柱结构，它包括旧混凝土柱4，旧混凝土柱侧面设有孔洞，孔洞内部设置有钢筋3，旧混凝土柱外围设有钢管2，钢筋外端部焊接在钢管内壁，旧混凝土柱外壁1和钢管内壁之间充填有新混凝土5所述的钢管由两块半圆柱形钢板通过将端头焊接而成，或者两块凹形钢板通过将两端头焊接而成，焊接面形成纵向焊缝6。所述的钢管由多节钢管焊接而成，相邻节钢管之间焊接形成水平焊缝7。所述相邻节钢管中的纵向焊缝错位布置。新混凝土5为高性能混凝土，可以选用自密实混凝土、高强混凝土和纤维混凝土等。