專利名稱：直接剪切型加固組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，特別涉及一種直接剪切型加固組件。
背景技術(shù)：
混凝土構(gòu)件由于各種原因需要進(jìn)行加固。雖然存在各種加固方法，但每種方法都存在各自的局限?；炷猎龃蠼孛婕庸谭〞绊憳?gòu)件外觀，降低結(jié)構(gòu)凈高，增加結(jié)構(gòu)自重，且施工麻煩，對在用結(jié)構(gòu)使用功能干擾大；粘貼纖維復(fù)合材料加固對構(gòu)件承載力提高幅度有限，普通粘貼碳纖維板由于二次受力、裂縫、撓度以及剝離破壞的影響，正常使用狀態(tài)下碳纖維板的應(yīng)力通常不足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的5%，使得碳纖維復(fù)合材不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，剛度提聞很小，材料的聞強(qiáng)度難以有效發(fā) 車；粘貼鋼板加固法雖能有效提聞構(gòu)件承載力，但易于發(fā)生剝離破壞；普通錨栓連接鋼板由于鋼板孔與錨栓之間存在間隙，導(dǎo)致鋼板受力滯后，剛度提高有限。同時，粘貼纖維復(fù)合材與粘貼鋼板加固具有共同的致命缺點(diǎn)，就是過分·依賴混凝土基層面的處理質(zhì)量和粘貼質(zhì)量，并且粘結(jié)劑均不能防火，甚至在60°C以上的溫度環(huán)境使用都受到限制。因此，需要一種用于構(gòu)件加固的裝置，能夠克服混凝土增大截面加固法、纖維復(fù)合材加固法、粘貼鋼板加固法的所有缺點(diǎn)，能夠充分發(fā)揮加固板件的作用，并大大提高加固質(zhì)
量的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種直接剪切型加固組件，能夠克服混凝土增大截面加固法、纖維復(fù)合材加固法、粘貼鋼板加固法和普通錨栓連接鋼板的所有缺點(diǎn)，能夠充分發(fā)揮加固板件的作用，加固質(zhì)量可靠性高，錨栓在構(gòu)件加固后的超載受力過程中，能立即與加固板件一同介入受力，使被加固構(gòu)件的剛度和承載力能可靠地大幅度提高。本發(fā)明的直接剪切型加固組件，包括緊貼于需加固構(gòu)件的加固板件和將加固板件固定連接于需加固構(gòu)件的錨栓副，所述錨栓副包括錨栓、膨脹套和錨固螺母，所述膨脹套為由至少兩半柱體形成的分體式結(jié)構(gòu)且與錨栓通過錐面副配合外套于錨栓，所述膨脹套通過旋在錨栓上的錨固螺母壓入加固板件的連接孔且在錐面副的作用下膨脹套的外圓與連接孔脹緊配合。進(jìn)一步，所述錐面副包括錨栓外圓設(shè)有內(nèi)大外小的外錐面和設(shè)置于膨脹套的內(nèi)圓與外錐面錐度相同且與外錐面配合的內(nèi)錐面；進(jìn)一步，所述需加固構(gòu)件為混凝土構(gòu)件，所述加固板件緊貼于混凝土構(gòu)件表面；進(jìn)一步，膨脹套外側(cè)端部向外折彎形成限位環(huán)形凸臺；進(jìn)一步，所述加固板件為鋼板，所述鋼板通過錨栓副固定連接并緊貼于需加固構(gòu)件表面；或者，鋼板與需加固構(gòu)件表面之間通過粘接劑粘接并通過錨栓副固定連接；進(jìn)一步，所述膨脹套為由至少兩半柱體形成的分體式結(jié)構(gòu)，兩半柱體的沿鋼板受力方向并列組合形成膨脹套。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的直接剪切型加固組件，采用膨脹套結(jié)構(gòu)并通過錐面副使膨脹套脹緊于加固板件的連接孔，消除徑向間隙，并且由于膨脹套的設(shè)置，錨栓及其螺母與加固板件并不直接發(fā)生作用，使得加固板件在加固時并不影響其與需加固構(gòu)件之間的貼緊狀態(tài)，施工后，當(dāng)加固板件在構(gòu)件內(nèi)力作用下相對于需加固構(gòu)件表面產(chǎn)生滑移時，由于加固板件的連接孔、膨脹套和錨栓之間無安裝間隙，以需加固構(gòu)件本身作為對錨栓的支點(diǎn)，錨栓直接承受剪切作用，形成直接剪切型錨栓副，為增強(qiáng)加固板件提供有效約束，加固板件不存在過渡而直接介入構(gòu)件受力，實(shí)現(xiàn)有效加固的目的；本發(fā)明能夠克服混凝土增大截面加固法、纖維復(fù)合材加固法、粘貼鋼板加固法和普通錨栓連接鋼板加固法的所有缺點(diǎn)，能夠充分發(fā)揮加固板件的作用，加固質(zhì)量可靠性較高，所有的錨栓在構(gòu)件加固后的超載受力過程中，能立即與加固板件一同介入受力，使被加固構(gòu)件的剛度和承載力能可靠地大幅度提聞。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。·圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明膨脹套結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2沿A向視圖；圖4為本發(fā)明安裝過程示意圖；圖5為本發(fā)明使用結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明試驗(yàn)原理圖；圖7為試驗(yàn)結(jié)果對比圖。
具體實(shí)施例方式圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明膨脹套結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖2沿A向視圖，圖4為本發(fā)明安裝過程示意圖，圖5為本發(fā)明使用結(jié)構(gòu)圖，如圖所示本實(shí)施例的直接剪切型加固組件，包括緊貼于需加固構(gòu)件的加固板件I和將加固板件I固定連接于需加固構(gòu)件的錨栓副，所述錨栓副包括錨栓2、膨脹套3和錨固螺母4，所述膨脹套3為由至少兩半柱體形成的分體式結(jié)構(gòu)且與錨栓2通過錐面副配合外套于錨栓2，所述膨脹套3通過旋在錨栓2上的錨固螺母4壓入加固板件I的連接孔Ia且在錐面副的作用下膨脹套3的外圓與連接孔Ia脹緊配合，壓入過程包括錨栓外移導(dǎo)致的膨脹套相對進(jìn)入過程和直接壓入過程；錐面副可由錨栓2外圓為內(nèi)大外小的外錐面和膨脹套3內(nèi)圓之間構(gòu)成，也可以是膨脹套3內(nèi)圓為內(nèi)大外小的內(nèi)錐面和錨栓2外圓之間構(gòu)成，還可以是錨栓2外圓為內(nèi)大外小的錐面和膨脹套3內(nèi)圓為與外錐面相配合的內(nèi)大外小的內(nèi)錐面之間構(gòu)成，均能實(shí)現(xiàn)軸向壓入而徑向脹緊的效果。 本實(shí)施例中，所述錐面副包括錨栓2外圓設(shè)有內(nèi)大外小的外錐面2a和設(shè)置于膨脹套3的內(nèi)圓與外錐面2a錐度相同且與外錐面2a配合的內(nèi)錐面3a ;內(nèi)大外小的內(nèi)指的是錨入方向，外指的是錨栓外露于需加固構(gòu)件的方向；由內(nèi)錐面3a和外錐面2a共同形成錐面畐0，使得膨脹套3壓入過程中產(chǎn)生的徑向膨脹均勻，消除間隙較為徹底，在形成直接剪切力過程中受力面積較大，具有較好的加固效果和穩(wěn)定性。
本實(shí)施例中，所述需加固構(gòu)件為混凝土構(gòu)件6，所述加固板件I緊貼于混凝土構(gòu)件6的表面；混凝土構(gòu)件6承受彎矩、剪力、軸力甚至扭矩時，只要設(shè)計上認(rèn)為在構(gòu)件表面附著鋼板并協(xié)同受力就能提高構(gòu)件的承載力，通過本發(fā)明提供的錨栓副就能使加固板件I立即介入受力，顯示出較現(xiàn)有技術(shù)加固方法更優(yōu)良的特性。本實(shí)施例中，膨脹套3外側(cè)端部向外折彎形成限位環(huán)形凸臺3b ;該限位環(huán)形凸臺3b能夠準(zhǔn)確控制膨脹套3在組件軸線上的位置，相應(yīng)地控制了錨栓2錐面在組件中軸線上的位置，使組件處于最佳受力狀態(tài)。本實(shí)施例中，所述加固板件I為鋼板，所述鋼板通過錨栓副固定連接并緊貼于需加固構(gòu)件I表面；或者，鋼板與需加固構(gòu)件表面之間通過粘接劑粘接并通過錨栓副固定連接；也就是鋼板除通過直接剪切型錨栓副連接于加固構(gòu)件外，還可以在鋼板與加固構(gòu)件之間輔助粘接劑連接，使鋼板和混凝土梁形成整體共同受力。本實(shí)施例中，所述膨脹套3為由兩半柱體形成的分體式結(jié)構(gòu)，兩半柱體的沿受力·方向并列組合形成膨脹套3;采用本實(shí)施例的哈夫式結(jié)構(gòu)并按照受力方向并列設(shè)置，能夠保證傳力的可靠性。本發(fā)明的錨栓2與鋼板按如下方法進(jìn)行安裝連接錨栓2穿過鋼板上的連接孔植入被加固混凝土梁6內(nèi)，安裝膨脹套3，使限位環(huán)形凸臺3b與鋼板表面之間預(yù)留少許間距，或者抵緊鋼板表面利用旋轉(zhuǎn)錨固螺母使錨栓少許外移，使得錨栓和膨脹套之間的錐面副驅(qū)動膨脹套橫向擴(kuò)張位移，并與鋼板的連接孔內(nèi)壁抵緊，實(shí)現(xiàn)連接孔、膨脹套和錨栓三者之間緊密接觸。當(dāng)鋼板受力后相對于混凝土表面產(chǎn)生滑移時，由于鋼板和錨栓之間無安裝間隙，錨栓直接承受剪切作用，形成直接剪切型錨栓，并為增強(qiáng)鋼板提供有效約束，使鋼板介入構(gòu)件受力，實(shí)現(xiàn)加固目標(biāo)。當(dāng)需要使用多根錨栓2實(shí)現(xiàn)鋼板與混凝土梁6之間連接時(圖5所示)，按如下步驟操作。I.鋼板采用任何一種可靠的臨時措施，保持與混凝土梁表面緊靠，并要求不發(fā)生相對移位。2.透過鋼板上的連接孔，采用電錘或水鉆等鉆孔設(shè)備，在混凝土梁基層中鉆錨栓孔，錨栓孔直徑與鋼板上的鉆孔直徑大致相同。3.逐根植入直接剪切型錨栓，并按前述單根錨栓與鋼板之間安裝連接方法，完成錨栓2與鋼板之間的緊密連接。圖6為本發(fā)明試驗(yàn)原理圖，圖7為試驗(yàn)結(jié)果對比圖，如圖所示，驗(yàn)證采用直接剪切型加固組件的加固效果，進(jìn)行了被加固混凝土梁6和現(xiàn)有混凝土梁的對比試驗(yàn)，如圖所示，被加固混凝土梁6和現(xiàn)有混凝土梁被設(shè)置為簡支梁；試驗(yàn)梁共3根，載荷7跨中施加載荷，被加固混凝土梁6和現(xiàn)有混凝土梁截面尺寸和縱筋配量完全相同，并采用同一罐車預(yù)拌混凝土澆筑。加固梁的箍筋配量有所提高，以避免正截面加固后梁的受剪承載力不足，加載簡圖如圖6 ;加固梁使用的鋼板為Q235，截面尺寸-200X9，直接剪切型錨栓規(guī)格M20，材質(zhì)45號鋼；加固構(gòu)件共2個，其中一個完全使用直接剪切型錨栓連接，另一個加固構(gòu)件在使用直接剪切型錨栓連接后，再在加固鋼板與加固梁底面之間壓力灌注環(huán)氧樹脂漿液。如圖7所示，a曲線為對比梁(現(xiàn)有技術(shù))的載荷一跨中位移曲線，b曲線為20mm錨栓的本發(fā)明加固梁的載荷跨中位移曲線，c曲線為20mm錨栓的本發(fā)明加固梁的載荷一跨中位移曲線(輔助粘接劑一環(huán)氧樹脂漿液)；試驗(yàn)結(jié)果表明，兩個加固構(gòu)件承載力提高120%，灌注環(huán)氧樹脂漿液的構(gòu)件表現(xiàn)出了更好的性能。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中?！?br> 權(quán)利要求
1.一種直接剪切型加固組件，其特征在于包括緊貼于需加固構(gòu)件的加固板件和將加固板件固定連接于需加固構(gòu)件的錨栓副，所述錨栓副包括錨栓、膨脹套和錨固螺母，所述膨脹套為由至少兩半柱體形成的分體式結(jié)構(gòu)且與錨栓通過錐面副配合外套于錨栓，所述膨脹套通過旋在錨栓上的錨固螺母壓入加固板件的連接孔且在錐面副的作用下膨脹套的外圓與連接孔脹緊配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接剪切型加固組件，其特征在于所述錐面副包括錨栓外圓設(shè)有內(nèi)大外小的外錐面和設(shè)置于膨脹套的內(nèi)圓與外錐面錐度相同且與外錐面配合的內(nèi)錐面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直接剪切型加固組件，其特征在于所述需加固構(gòu)件為混凝土構(gòu)件，所述加固板件緊貼于混凝土構(gòu)件表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直接剪切型加固組件，其特征在于膨脹套外側(cè)端部向外折彎形成限位環(huán)形凸臺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直接剪切型加固組件，其特征在于所述加固板件為鋼板，所述鋼板通過錨栓副固定連接并緊貼于需加固構(gòu)件表面；或者，鋼板與需加固構(gòu)件表面之間通過粘接劑粘接并通過錨栓副固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直接剪切型加固組件，其特征在于所述膨脹套為由至少兩半柱體形成的分體式結(jié)構(gòu)，兩半柱體的沿鋼板受力方向并列組合形成膨脹套。
全文摘要
本發(fā)明的直接剪切型加固組件，包括緊貼于需加固構(gòu)件的加固板件和將加固板件固定連接于需加固構(gòu)件的錨栓副，錨栓副包括錨栓、膨脹套和錨固螺母，膨脹套為由至少兩半柱體形成的分體式結(jié)構(gòu)且與錨栓通過錐面副配合外套于錨栓，膨脹套通過旋在錨栓上的錨固螺母壓入加固板件的連接孔且在錐面副的作用下膨脹套的外圓與連接孔脹緊配合；本發(fā)明以需加固構(gòu)件本身作為對錨栓的支點(diǎn)，為增強(qiáng)加固板件提供有效約束，錨栓直接承受剪切作用，加固板件直接介入構(gòu)件受力，能夠充分發(fā)揮加固板件的作用，加固質(zhì)量可靠性高，所有的錨栓在構(gòu)件加固后的超載受力過程中，能立即與加固板件一同介入受力，使被加固構(gòu)件的剛度和承載力能可靠地大幅度提高。
文檔編號E04G23/02GK102787730SQ20121029056
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者全學(xué)友 申請人:全學(xué)友