阅读说明：本技术 一种钢管混凝土叠合柱及修复方法 (Steel pipe concrete composite column and repairing method ) 是由 龚田牛 秦丽 李峥 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了结构工程技术领域的一种钢管混凝土叠合柱的修复方法,旨在解决在地震作用下钢管混凝土叠合柱塑性铰处外层混凝土出现裂缝或提前剥离的问题。其方法包括对待修复钢管混凝土叠合柱进行损伤评估,仅当钢管混凝土叠合柱的塑性铰外层混凝土出现损伤时,进行如下操作：清理塑性铰外层已损伤的混凝土；采用模板和方木对清理后的塑性铰进行固定支护；采用具有延性的复合材料浇筑于支护后的塑性铰处,对钢管混凝土叠合柱进行加固修复。本发明适用于地震震级较小,对于部分钢管混凝土叠合柱结构受到地震的损坏进行修复处理,能够减少对震级较小的震后重建带来的资源、时间的浪费以及环境的污染。(The invention discloses a method for repairing a concrete-filled steel tube composite column in the technical field of structural engineering, and aims to solve the problem that outer-layer concrete at a plastic hinge of the concrete-filled steel tube composite column cracks or is stripped in advance under the action of an earthquake. The method comprises the following steps of evaluating damage of the concrete-filled steel tube composite column to be repaired, and only when the concrete on the outer layer of the plastic hinge of the concrete-filled steel tube composite column is damaged, performing the following operations: cleaning damaged concrete on the outer layer of the plastic hinge; fixing and supporting the cleaned plastic hinges by using a template and square wood; and (3) pouring a ductile composite material at the plastic hinge after supporting, and reinforcing and repairing the concrete-filled steel tube composite column. The method is suitable for repairing and processing the damage of a part of the concrete-filled steel tube composite column structure caused by the earthquake with smaller earthquake magnitude, and can reduce the waste of resources and time and the environmental pollution caused by the post-earthquake reconstruction with smaller earthquake magnitude.)

一种钢管混凝土叠合柱及修复方法

技术领域

本发明涉及一种钢管混凝土叠合柱及修复方法，属于结构工程领域。

技术背景

我国是多地震国家，基本每年都有数次地震发生，大部分地震震级较小，大量的拆除重建工作带来环境的污染以及时间、资源、成本的浪费等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种钢管混凝土叠合柱及修复方法，能够提高钢管混凝土叠合柱的抗震性能,避免了以往针对小震级采用重建带来的资源、时间的浪费以及环境的污染。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种钢管混凝土叠合柱的修复方法，所述方法包括：

对待修复钢管混凝土叠合柱进行损伤评估，仅当钢管混凝土叠合柱的塑性铰外层的混凝土出现损伤时，进行如下操作：

清理塑性铰外层已损伤的混凝土；

对清理后的塑性铰进行固定支护；

采用具有延性的复合材料浇筑于支护后的塑性铰处，对钢管混凝土叠合柱进行加固修复。

进一步的，所述损伤包括：塑性铰外层混凝土开裂和/或剥落。

进一步的，采用支护件进行固定支护，所述支护件包括多个模板和多个方木；多个模板通过方木固定连接，形成围设于塑性铰外周的修复区间。

进一步的，所述模板的高度不低于塑性铰的高度。

进一步的，所述复合材料包括工程水泥基复合材料。

进一步的，所述复合材料的浇筑厚度至少能够使修复后的塑性铰处的外径与钢管混凝土叠合柱非损伤处的外径相齐平。

另一方面，本发明提供了一种钢管混凝土叠合柱，包括钢管和填充于钢管中的混凝土填充物，所述钢管外周除钢管混凝土叠合柱的塑性铰之外均浇筑有混凝土包裹层，所述塑性铰处浇筑具有延性的复合材料，所述复合材料与混凝土包裹层无缝衔接。

进一步的，所述复合材料包括工程水泥基复合材料。

进一步的，所述钢管外周还设有加强筋，所述加强筋埋设于混凝土包裹层及复合材料中。

进一步的，所述加强筋包括多根纵筋和多根箍筋，多根纵筋沿钢管周向分布，多根箍筋沿钢管轴向分布，箍筋与纵筋固定连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明采用钢管混凝土叠合柱的修复方法对震级较小的震后建筑进行修复，避免了以往针对小震级采用重建带来的资源、时间的浪费、以及环境的污染。修复过程中，利用具有延性的复合材料对钢管混凝土叠合柱进行修复加固，该材料能大大提高修复后的钢管混凝土叠合柱的抗震性能。

本发明的钢管混凝土叠合柱的修复方法，步骤简单，能够有效的提高小级震后修复工作效率，省去重建庞杂的工作量、减少了重建工作粉尘污染、材料的过度浪费。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种钢管混凝土叠合柱的修复方法流程图；

图2为塑性铰处损伤的钢管混凝土叠合柱示意图；

图3为清理损伤部位后的钢管混凝土叠合柱示意图；

图4为修复状态的钢管混凝土叠合柱示意图；

图5为方形截面的钢管混凝土叠合柱示意图；

图6为圆形截面的钢管混凝土叠合柱示意图；

图中：1、钢管混凝土叠合柱；2、纵筋；3、钢管；4、箍筋；5、塑性铰； 6、模板；7、复合材料；8、支护件；9、方木。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

参考图1，本发明提供了一种钢管混凝土叠合柱的修复方法，该方法可以用于在震后修复加固如图2所示的钢管混凝土叠合柱，该方法包括：

对待修复钢管混凝土叠合柱进行损伤评估，仅当钢管混凝土叠合柱的塑性铰外层的混凝土出现损伤时，进行如下操作

步骤一：如图3所示，清理塑性铰外层已损伤的混凝土，清理塑性铰处可以清楚的暴露出需要修复的位置。

步骤二：图4所示，对清理后的塑性铰进行固定支护，固定支护采用支护件和辅助材料对进行清理后的塑性铰固定支护，提高修复能力。

步骤三：采用具有延性的复合材料浇筑于支护后的塑性铰处，对钢管混凝土叠合柱进行加固修复，复合材料包括工程水泥基复合材料，该复合材料延性比一般的混凝土具有更强的抗震性能，浇筑在损伤的钢管混凝土叠合柱中增强钢管混凝土叠合柱的抗震性能。

具体的，如图2所示，钢管混凝土叠合柱1的塑性铰5外层的混凝土损伤程度分为：开裂、剥落或开裂且剥落三种程度，对钢管混凝土叠合柱的塑型铰5外层出现的损伤可利用复合材料7补充、修复，其中复合材料中的工程水泥基复合材料的抗压峰值应变和极限应变是普通混凝土的2倍，能有效提高修复后的钢管混凝土叠合柱的抗震性能。

具体的，支护件8包括：多个模板6和多个方木9，如图3、图4所示，钢管混凝土叠合柱损伤清理后，利用支护件8进行支护固定，多个模板6通过方木9固定连接，形成围设于塑性铰5外周的修复区间，另外通过铁钉、铁丝进一步固定已支护好的多个模板6和方木9，使得在修复过程中更加有效提升钢管混凝土叠合柱的完整修复。

需要说明的是，用于修复钢管混凝土叠合柱的模板6的高度不低于塑性铰5的高度，采用这样高度的模板能够在修复过程中对损伤塑性铰有效的、全面的支护。

具体的，在上述修复中用到的复合材料在修复过程中浇筑厚度至少能够使修复后的塑性铰5处的外径与钢管混凝土叠合柱非损伤处的外径相齐平，目的为了用复合材料对损伤的钢管混凝土叠合柱充分修复，恢复至未被地震破坏前钢管混凝土叠合柱形态。

实施例二：

参考图5、图6，本发明实施例提供一种钢管混凝土叠合柱，该钢管混凝土叠合柱的钢管3外周除钢管3混凝土叠合柱的塑性铰5之外均浇筑有混凝土包裹层，所述塑性铰5处涂覆有具有延性的复合材料，复合材料与混凝土包裹层无缝衔接，有效的增加钢管混凝土叠合柱的抗震性能。

具体的，复合材料可以采用工程水泥基复合材料，工程水泥基复合材料的抗压强度大致为30-90MPa,抗压应变高于普通混凝土，其抗弯特性也优于普通水泥基材料的抗弯特性，在进行钢管混凝土叠合柱损伤修复中，对裂缝的开展具有较强的控制能力。

具体的，上述的钢管混凝土叠合柱中的钢管3外周还设有加强筋，加强筋埋设于混凝土包裹层及复合材料中，用于增强钢管混凝土叠合柱的刚性和强度，能够阻挡一定震级的地震带来的破坏。

作为本发明的一种实施例加强筋包括多根纵筋2和多根箍筋4，多根纵筋2沿钢管3周向分布，多根箍筋4沿钢管3轴向分布，箍筋4与纵筋2固定连接，有效提高钢管混凝土叠合柱的抗震性能。

上述钢管混凝土叠合柱沿着与纵筋2垂直方向切割，所呈现的截面为方形或者圆形，根据不同场景选择不同截面形态的钢管混凝土叠合柱。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。