[实用新型]一种火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程中的结构工程领域，尤其是涉及一种火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置。 

背景技术

近年来，型钢混凝土柱在高层、超高层建筑中的应用越来越多，而在建和已建的高层、超高层建筑又不断涌现火灾事故。火灾后，型钢混凝土柱的力学性能如刚度、延性、极限承载力等重要性能都出现明显下降。这一现象使得建筑物在往后正常使用过程中，以及面对自然灾害，特别是地震破坏时，都存在不小的安全隐患，因此国内外专家对这一现象进行研究探索，并提出了多个加固修复方案。目前，型钢混凝土柱的加固修复方法，主要有增大截面加固法、外包钢加固法、碳纤维加固法、预应力加固法等。试验结果表明，这些加固修复方案都不同程度地提高了构件的承载力、延性等力学性能，是进一步完善火灾后型钢混凝土柱抗震性能的有效途径。 

增大截面加固法通过增加原构件的受力钢筋，同时在外侧新浇筑混凝土以增加构件截面，提高构件的强度、刚度稳定性和抗裂性，适用范围广、受力合理，但是由于新浇筑混凝土需要养护，导致工期较长，该方法在增加截面的同时也增加了结构自重、减少了建筑的使用空间。外包钢加固法通过对原构件外包型钢，提高构件的刚度和强度，可以在较小增加原构件尺寸的情况下大幅度提高构件极限承载能力，施工方便，但是该方法在提高构件延性方面效果有限。碳纤维加固法通过对构件包裹碳纤维材料，除了有效提高了构件的延性，还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加构建自重、施工方便等优点，但是该方法在提高构件承载力方面效果有限。预应力加固法通过对构件施加纵向和横向预应力，提高构件极限承载力，并且减小构件裂缝，改善构件受力性能，但是该方法对材料性能和锚具的要求较高，施工工艺复杂。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可同时有效地提高构件的刚度、延性，和极限承载力，进一步改善火灾后抗震性能的火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置，包括长方形柱体，所述的柱体的四周外壁固定有碳纤维布，所述的碳纤维布上位于所述的柱体的四个棱角处分别纵向设置有角钢，所述的柱体的同一侧面的两个角钢之间固定有若干个横向设置的扁钢。 

所述的柱体同一侧面的扁钢纵向均匀排列，所述的柱体不同侧面的扁钢纵向交错排列。 

所述的柱体同一侧面的扁钢相互之间的间距为柱体长度的1/12～1/20。 

所述的碳纤维布与所述的角钢之间的缝隙、及各个所述的角钢内均填充有胶泥。 

所述的柱体的四个棱角为圆角。 

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型一种火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置，其抗震加固修复采用了外包钢和碳纤维复合加固，主要材料为钢材和碳纤维，钢材采用了角钢和扁钢，碳纤维材料采用碳纤维布，优点如下： 

（1）提高构件的刚度。本实用新型所述火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置，充分利用了外包角钢与扁钢的材料性能，能对型钢混凝土柱外部增加一个格够式钢套，相比碳纤维加固法，增加了构件的抗弯刚度和抗剪刚度，有效提高了构件承载能力。 

（2）提高构件的延性。本实用新型所述火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置，充分利用了碳纤维布的材料性能，对型钢混凝土柱提供有效横向约束，相比外包钢加固法，有效提高了构件的延性。 

（3）不影响构件正常使用。本实用新型所述火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置，几乎不增加构件的截面，相比增大截面加固的型钢混凝土柱，通过扩大原有构件截面的方式来加强构件力学性能，大大减小了对构件正常使用的影响。 

（4）施工方便、工期短。本实用新型所述火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置，主要材料是普通的角钢和扁钢以及碳纤维布，通过焊接和粘贴工艺，采购方便，实施过程没有技术难点，相比预应力加固法的材料要求高和施工工艺复杂，施工便利程度不言而喻。同时与增大截面加固法需要后期养护相比，本实用新型施工完即可产生预想加固 效果，工期较短。 

（5）提高构件耐久性。本实用新型所述火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置，充分利用了碳纤维材料耐腐蚀、耐潮湿的优点，减少有害物质对柱子的侵蚀，提高了构件的耐久性。 

综上所述，本实用新型一种火灾后型钢混凝土柱的抗震加固装置，采用外包钢和碳纤维复合加固，充分吸取了外包钢加固法和碳纤维加固法的优点，同时有效地提高构件的刚度和延性，更好地提高了极限承载力，进一步改善了火灾后型钢混凝土柱的抗震性能。 

附图说明

图1为本实用新型型钢混凝土柱的立面示意图；