[发明专利]锈损钢柱脚防腐加固装置、锈损钢柱脚

说明书

本发明公开了一种锈损钢柱脚防腐加固装置、锈损钢柱脚。防腐加固装置包括：柱脚纤维加固层，周向闭合缠绕在钢柱脚上；柱脚防腐加固组件，包括耐候钢防护罩，包覆于钢柱脚外表面；张弦式耗能自复位组件，包括柱脚双肢伸臂、基础反力伸臂和形状记忆合金耗能件，柱脚双肢伸臂的固定端焊接于耐候钢防护罩上，基础反力伸臂的固定端固定于柱脚基础上，柱脚双肢伸臂与基础反力伸臂的外伸端通过形状记忆合金耗能件连接。本发明能够对遭受锈蚀损伤的钢柱脚进行有效修复，提升既有钢柱脚抵抗环境侵蚀作用的能力，改善柱脚在不同荷载工况条件下的受力性能，弥补锈蚀损伤导致的抗震、抗疲劳和静力性能退化行为，施工方便，值得工程推广应用。

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其是既有建筑结构的防腐加固和性能提升技术，具体而言，涉及一种锈损钢柱脚防腐加固装置、锈损钢柱脚。

背景技术

近年来，我国新型城市建设理念逐渐由“大拆大建”向“新建与既有建筑并存”的方向转变。既有钢结构建筑在恶劣服役环境中存在腐蚀等突出耐久性问题，严重影响既有钢结构的全周期服役性能，增加既有钢结构在设计使用年限内的失效风险，进而导致严重的安全隐患和经济损失问题。对既有钢结构建筑进行有效防腐和加固提升，对于延长既有钢结构建筑使用寿命、保证既有钢结构建筑安全、持久运营具有重要意义，符合我国城市可持续发展的趋势。

现有针对既有钢结构防腐及加固的技术措施普遍存在功能单一等问题。一方面，现有应用于钢结构工程的防腐技术仍然以涂层防护为主，但涂层防腐技术的有效时间通常远低于结构设计使用寿命，定期维护从经济性、环保性等角度均存在劣势。另一方面，现有应用于既有钢结构的加固方法包括粘钢法或复合纤维材料加固，增大截面的方法可以提升承载和抗屈曲性能，但对于缓解局部锈蚀损伤引起的应力集中现象效果一般；而复合纤维径向约束加固方法则不适用于钢柱大变形及抗震性能提升。目前，可综合提升既有型钢柱脚防腐和受力性能的技术措施较为匮乏。

发明内容

为解决上述问题，本发明首先提出一种锈损钢柱脚防腐加固装置，现场主要采用非焊接方式进行装置安装，施工便捷、装配化程度高；受力机理明确，通过不同组件间的协同工作，增强柱脚的综合服役性能；在对损伤结构加固的同时，兼顾装置后续服役耐久性。本发明涉及的锈损钢柱脚防腐加固装置具有耐久性强、综合性能优异和装配程度高等特点，呈现显著经济、社会效益。

为实现上述目的，本发明的防腐加固装置是这样实现的：

一种锈损钢柱脚防腐加固装置，该防腐加固装置包括：柱脚纤维加固层，周向闭合缠绕在所述钢柱脚上；柱脚防腐加固组件，包括耐候钢防护罩，包覆于所述钢柱脚外表面并完全包覆所述柱脚纤维加固层；张弦式耗能自复位组件，包括柱脚双肢伸臂、基础反力伸臂和形状记忆合金耗能件，所述柱脚双肢伸臂的固定端焊接于所述耐候钢防护罩上，所述基础反力伸臂的固定端固定于柱脚基础上，柱脚双肢伸臂与基础反力伸臂的外伸端通过所述形状记忆合金耗能件连接，形成张弦式结构。本发明的装配式防腐加固装置能够增强柱脚的承载力，避免柱脚在地震作用下局部屈曲变形，保证地震作用下柱脚发生转动时均进行循环张拉耗能，并有助柱脚消除震后残余变形。

在一些实施例中，所述柱脚纤维加固层为碳纤维加固层，包括条形碳纤维布，沿所述钢柱脚局部闭合截面周向缠绕，对局部闭合截面形成径向约束。

在一些实施例中，所述耐候钢防护罩包括与所述钢柱脚局部闭合截面1/4周长尺寸相匹配的四组L型套板，每组L型套板的两边缘均具有螺栓连接边，所述螺栓连接边加工有螺栓连接孔。

在一些实施例中，所述柱脚双肢伸臂的两肢分别焊接于所述耐候钢防护罩的其中一组L型套板外表面，并且两肢对称分布在所述螺栓连接边的两侧。

在一些实施例中，所述基础反力伸臂位于柱脚双肢伸臂之间，柱脚双肢伸臂与基础反力伸臂的外伸端位于同一水平高度，并且基础反力伸臂外伸端位于柱脚双肢伸臂外伸端的水平连线中点上。