一种钢牛腿截柱连接结构及施工方法

摘要

本发明提出了一种钢牛腿截柱连接结构及施工方法，其包括混凝土柱及钢牛腿，混凝土柱拟切断面的上、下柱侧壁上均侧壁上开设有若干第一安装孔，第一安装孔沿混凝土柱径向方向贯通，第一安装孔内安装有弯曲螺杆，弯曲螺杆朝向混凝土柱截断面弯曲，钢牛腿对称设置在混凝土柱两侧壁，钢牛腿上开设有与第一安装孔相对应的第二安装孔，弯曲螺杆的两端穿过第二安装孔并与钢牛腿紧固，第一安装孔及第二安装孔内均充填有灌浆料。在顶升或纠偏工程中，顶升机构施加在钢牛腿上的升力由对弯曲螺杆提供的拉力平衡，弯曲螺杆主要受拉力作用，相对于对穿直螺杆(植筋)接触的混凝土应力分布较为均匀，实际工程中减少弯曲螺杆端部混凝土被压碎的情况。

权利要求

1.一种钢牛腿截柱连接结构，其包括混凝土柱(100)及钢牛腿(200)，其特征在于：所述混凝土柱(100)拟切断面的上、下柱侧壁上均开设有若干第一安装孔(110)，所述第一安装孔(110)沿混凝土柱(100)径向方向贯通，第一安装孔(110)内安装有弯曲螺杆(300)，所述弯曲螺杆(300)凸起朝向混凝土柱(100)拟切断面，所述钢牛腿对称设置在混凝土柱(100)两侧壁，钢牛腿上开设有与第一安装孔(110)相对应的第二安装孔(210)，所述弯曲螺杆(300)的两端穿过第二安装孔(210)并与钢牛腿紧固，所述第一安装孔(110)及第二安装孔(210)内均充填有灌浆料(400)；

若干所述第一安装孔(110)沿混凝土柱(100)轴向方向及径向方向均等间距设置；

所述第一安装孔(110)呈长方体设置，弯曲螺杆(300)包括圆弧段(310)及位于圆弧段(310)两端的连接段(320)，所述圆弧段(310)位于第一安装孔(110)内，圆弧段(310)的底端抵持第一安装孔(110)的底面，圆弧段(310)的两端分别抵持在第一安装孔(110)的两侧顶面，两个所述连接段(320)为直线段，分别插设于混凝土柱(100)两侧的钢牛腿中的第二安装孔(210)内。

2.如权利要求1所述的钢牛腿截柱连接结构，其特征在于：所述第二安装孔(210)呈长方体设置，且第二安装孔(210)朝向连接段(320)倾斜。

3.如权利要求2所述的钢牛腿截柱连接结构，其特征在于：所述连接段(320)的两端分别穿过第二安装孔(210)并通过螺母与钢牛腿固定。

4.如权利要求1所述的钢牛腿截柱连接结构，其特征在于：所述混凝土柱(100)拟切断面的上、下柱内的弯曲螺杆(300)呈镜像设置。

5.一种钢牛腿截柱施工方法，利用了权利要求1‑4中任意一项所述的钢牛腿截柱连接结构，其特征在于，包括步骤如下：S1、对混凝土柱(100)上段的钢牛腿进行连接，在混凝土柱(100)上段侧壁上开设第一安装孔(110)，并在钢牛腿上开设第二安装孔(210)；

S2、在第一安装孔(110)内放置弯曲螺杆(300)，并使弯曲螺杆(300)的弯曲方向朝向混凝土柱(100)下段；

S3、用临时模板封住第一安装孔(110)两端，并向第一安装孔(110)中注入灌浆料并养护凝固；

S4、将钢牛腿贴附在混凝土柱(100)侧壁，使弯曲螺杆(300)的两端穿过第二安装孔(210)，用临时模版封住第二安装孔(210)的开口，并向第二安装孔(210)中注入灌浆料养护凝固，待凝固后，利用螺母将弯曲螺杆(300)与钢牛腿紧固；

S5、利用步骤S1‑S4的方法对混凝土柱(100)下段的钢牛腿进行连接。

S6、在混凝土柱(100)上段及下段所在的钢牛腿之间安装顶升机构，对混凝土柱(100)实施截柱；

S7、对混凝土柱(100)上段实施顶升与纠偏，在混凝土柱(100)上段及下段之间浇筑新混凝土柱(100)。

6.如权利要求5所述的钢牛腿截柱施工方法，其特征在于：混凝土柱下段的钢牛腿连接结构与混凝土上段的钢牛腿连接结构呈镜像设置。

说明书

一种钢牛腿截柱连接结构及施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种钢牛腿截柱连接结构及施工方法。

背景技术

[0002] 房屋增层具有不占地、投资少、见效快、可迅速解决缺房问题等优点，特别适合我国国情，因此，近年来我国进行了大量旧房增层改造，取得了很好的经济效益和成功的。一些古建筑的倾斜和相继倒塌，迫使人们采取各种措施来保护现存的古迹和文物；新建建(构)筑物因地基处理不当或其他原因而发生倾斜，迫使人们开始重视建筑物纠偏技术，以减少经济损失。

[0003] 钢牛腿截柱技术是一种建筑顶升增层和纠偏施工的主要技术之一，钢牛腿传统采用对穿直螺杆或植筋固定在混凝土柱上。在顶升或纠偏工程中千斤顶开始加载后，千斤顶施加在钢牛腿上的升力由对穿直螺杆(植筋)提供的剪力平衡，对穿直螺杆(植筋)主要受剪力作用，致使与对穿直螺杆(植筋)接触的混凝土应力分布不均匀，对穿直螺杆(植筋)端部混凝土所受压应力极大，实际工程中常常出现对穿直螺杆(植筋)端部混凝土被压碎的情况。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提出了一种钢牛腿截柱连接结构及施工方法，来解决在建筑顶升增层和纠偏施工中，对穿直螺杆(植筋)接触的混凝土应力分布不均匀，容易出现混凝土被压碎的情况。

[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0006] 一方面，本发明提供了一种钢牛腿截柱连接结构，其包括混凝土柱及钢牛腿，所述混凝土柱拟切断面的上、下柱侧壁上均开设有若干第一安装孔，所述第一安装孔沿混凝土柱径向方向贯通，第一安装孔内安装有弯曲螺杆，所述弯曲螺杆朝向混凝土柱截断面弯曲，所述钢牛腿对称设置在混凝土柱两侧壁，钢牛腿上开设有与第一安装孔相对应的第二安装孔，所述弯曲螺杆的两端穿过第二安装孔并与钢牛腿紧固，所述第一安装孔及第二安装孔内均充填有灌浆料。

[0007] 在上述技术方案的基础上，优选的，若干所述第一安装孔沿混凝土柱轴向方向及径向方向均等间距设置。

[0008] 进一步，优选的，所述第一安装孔呈长方体设置，弯曲螺杆包括圆弧段及位于圆弧段两端的连接段，所述圆弧段位于第一安装孔内，圆弧段的底端抵持第一安装孔的底面，圆弧段的两端分别抵持在第一安装孔的两侧顶面，两个所述连接段为直线段，分别插设于混凝土柱两侧的钢牛腿中的第二安装孔内。

[0009] 进一步，优选的，所述第二安装孔呈长方体设置，且第二安装孔朝向连接段倾斜。

[0010] 优选的，所述连接段的两端分别穿过第二安装孔并通过螺母与钢牛腿固定。

[0011] 优选的，所述混凝土柱拟切断面的上、下柱内的弯曲螺杆呈镜像设置。

[0012] 另一方面，本发明还公开了一种钢牛腿截柱施工方法，包括步骤如下：

[0013] S1、对混凝土柱上段的钢牛腿进行连接，在混凝土柱上段侧壁上开设第一安装孔，并在钢牛腿上开设第二安装孔；

[0014] S2、在第一安装孔内放置弯曲螺杆，并使弯曲螺杆的弯曲方向朝向混凝土柱下段；

[0015] S3、用临时模版封住第一安装孔两端，并向第一安装孔中注入灌浆料并养护凝固；

[0016] S4、将钢牛腿贴附在混凝土柱侧壁，使弯曲螺杆的两端穿过第二安装孔，用临时模版封住第二安装孔的开口，并向第二安装孔中注入灌浆料养护凝固，待凝固后，利用螺母将弯曲螺杆与钢牛腿紧固；

[0017] S5、利用步骤S1‑S4的方法对混凝土柱下段的钢牛腿进行连接。

[0018] S6、在混凝土柱上段及下段所在的钢牛腿之间安装顶升机构，对混凝土柱实施截柱；

[0019] S7、对混凝土柱上段实施顶升与纠偏，在混凝土柱上段及下段之间浇筑新混凝土柱。

[0020] 在上述技术方案的基础上，优选的，混凝土下段的钢牛腿连接结构与混凝土上段的钢牛腿连接结构呈镜像设置。

[0021] 本发明的相对于现有技术具有以下有益效果：

[0022] (1)本发明公开的钢牛腿截柱连接结构，通过在拟截柱的混凝土柱上段和下段分别设置第一安装孔，在钢牛腿上设置与第一安装孔对应的第二安装孔，并在第一安装孔内安装弯曲螺杆，弯曲螺杆的两端分别穿过第二安装孔与钢牛腿紧固，由此可以实现混凝土柱与钢牛腿的连接，在顶升或纠偏工程中，顶升机构施加在钢牛腿上的升力由对弯曲螺杆提供的拉力平衡，弯曲螺杆主要受拉力作用，相对于对穿直螺杆(植筋)接触的混凝土应力分布较为均匀，实际工程中减少弯曲螺杆端部混凝土被压碎的情况；

[0023] (2)通过使第一安装孔设置呈长方体状，便于有足够的空间安装弯曲螺杆，使得弯曲螺杆的弯曲段完全容纳于第一安装孔内，在顶升纠偏过程中，弯曲螺杆的弯曲段能够有较大受力面积，使得弯曲螺杆的弯曲部承受较大拉力作用，进而减少弯曲螺杆端部混凝土被压碎的情况。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0025] 图1为现有技术公开的传统钢牛腿采用直螺杆固定平面示意图；

[0026] 图2为现有技术公开的顶升时与直螺杆接触混凝土应力分布；

[0027] 图3为现有技术公开的顶升时直螺杆边缘混凝土被压碎状态示意图；

[0028] 图4为本发明公开的钢牛腿采用弯曲螺杆连接的状态示意图；

[0029] 图5为本发明公开的钢牛腿与混凝土柱连接状态示意图；

[0030] 图6为本发明公开的混凝土柱的结构示意图；

[0031] 图7为本发明公开的原始混凝土柱；

[0032] 图8为本发明公开的混凝土柱上段及下段分别与钢牛腿进行连接状态示意图；

[0033] 图9为本发明公开的混凝土柱截柱状态示意图；

[0034] 图10为本发明公开的混凝土柱顶升纠偏状态示意图；

[0035] 图11为本发明公开的浇筑新柱状态示意图。

具体实施方式

[0036] 下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0037] 作为现有技术而言，钢牛腿截柱技术是一种建筑顶升增层和纠偏施工的主要技术之一，钢牛腿传统采用对穿直螺杆或植筋固定在混凝土柱上。在顶升或纠偏工程中千斤顶开始加载后，千斤顶施加在钢牛腿上的升力由对穿直螺杆(植筋)提供的剪力平衡，对穿直螺杆(植筋)主要受剪力作用，致使与对穿直螺杆(植筋)接触的混凝土应力分布不均匀，应力分布详见附图1‑3，对穿直螺杆(植筋)端部混凝土所受压应力极大，实际工程中常常出现对穿直螺杆(植筋)端部混凝土被压碎的情况。更具体而言，直螺杆结构这类杆状体传递轴力作用较强，传递剪力作用较弱，由右侧螺杆传递的剪力较小，直螺杆的千斤顶升力主要由端部混凝土对螺杆的压力平衡，故端部混凝土的压力较大。

[0038] 为了解决上述技术问题，参照附图4‑6所示，本发明公开了一种钢牛腿截柱连接结构，其包括混凝土柱100及钢牛腿200，混凝土柱100拟切断面的上、下柱侧壁上侧壁上开设有若干第一安装孔110，第一安装孔110沿混凝土柱100径向方向贯通，第一安装孔110内安装有弯曲螺杆300，弯曲螺杆300朝向混凝土柱100截断面弯曲，钢牛腿200成对设置在混凝土柱100侧壁，即，混凝土柱左右两侧的钢牛腿200对称设置，钢牛腿200上开设有与第一安装孔110相对应的第二安装孔210，弯曲螺杆300的两端穿过第二安装孔210并与钢牛腿200紧固，所述第一安装孔110及第二安装孔210内均充填有灌浆料400。

[0039] 采用上述技术方案，通过在混凝土柱100上设置第一安装孔110，在钢牛腿200上设置与第一安装孔110对应的第二安装孔210，并在第一安装孔110内安装弯曲螺杆300，弯曲螺杆300的两端分别穿过第二安装孔210与钢牛腿200紧固，由此可以实现混凝土柱100与钢牛腿200的连接，在顶升或纠偏工程中，顶升机构施加在钢牛腿200上的升力由对弯曲螺杆300提供的拉力平衡，弯曲螺杆300主要受拉力作用，相对于对穿直螺杆(植筋)接触的混凝土应力分布较为均匀，实际工程中减少弯曲螺杆300端部混凝土被压碎的情况。

[0040] 具体而言，在顶升或纠偏工程中，顶升机构施加在左钢牛腿200的顶升力，混凝土柱100边缘对弯曲螺杆300受力分布为：左钢牛腿200、右刚牛腿对弯曲螺杆300两端施加向上顶升力，端部混凝土对弯曲螺杆300施加向下压力，弯曲螺杆300上的螺母对弯曲螺杆300的反作用力，弯曲螺杆300向混凝土两侧边缘传递的剪切力，及位于混凝土内部弯曲螺杆300传递的拉力，弯曲螺杆300结构这类杆状体传递轴力作用较强，传递剪力作用较弱，由弯曲螺杆300位于混凝土内的部分传递的拉力较大，弯曲螺杆300端部受顶升机构顶升力大部分由位于混凝土内的弯曲螺杆300传递的拉力进行平衡，小部分由端部混凝土传递的压力进行平衡，故端部混凝土的压力较小。

[0041] 作为一些优选实施方式，第一安装孔110沿混凝土柱100轴向方向及径向方向均等间距设置。由此设置，可以通过在混凝土柱100径向方向及轴向方向分别设置若干个第一安装孔110，来安装多个弯曲螺杆300，进而使混凝土柱100与钢牛腿200之间连接更加牢固，在截柱顶升过程中，受力更加稳定。

[0042] 作为一些优选实施方式，第一安装孔110呈长方体设置，弯曲螺杆300包括圆弧段310及位于圆弧段310两端的连接段320，圆弧段310位于第一安装孔110内，圆弧段310的底端抵持第一安装孔110的底面，圆弧段的两端分别抵持在第一安装孔110的两侧顶面，两个连接段320为直线段，分别插设于混凝土柱100两侧的钢牛腿200中的第二安装孔210内。由此设置，连接段受顶升机构顶升力大部分由圆弧段传递的拉力平衡，小部分由端部混凝土传递的压力平衡，故端部混凝土的压力较小。

[0043] 优选的，第二安装孔210呈长方体设置，且第二安装孔210朝向连接段倾斜。由此，方便弯曲螺杆300的直线段插入到第二安装孔210中进行连接。

[0044] 优选的，连接段的两端分别穿过第二安装孔210并通过螺母500与钢牛腿200固定。

[0045] 优选的，所述混凝土柱拟切断面的上、下柱内的弯曲螺杆呈镜像设置。由此设置，使得在顶升过程中，截柱后的混凝土柱下段侧壁边缘同样可以利用弯曲螺杆来减少被压碎的情况发生。

[0046] 另一方面，参照7‑11，本发明还公开了一种钢牛腿200截柱施工方法，包括步骤如下：

[0047] S1、对混凝土柱100上段的钢牛腿200进行连接，在混凝土柱100上段侧壁上开设第一安装孔110，并在钢牛腿200上开设第二安装孔210；

[0048] S2、在第一安装孔110内放置弯曲螺杆300，并使弯曲螺杆300的弯曲方向朝向混凝土柱100下段；

[0049] S3、用临时模版封住第一安装孔110两端，并向第一安装孔110中注入灌浆料400并养护凝固；

[0050] S4、将钢牛腿200贴附在混凝土柱100侧壁，使弯曲螺杆300的两端穿过第二安装孔210，用临时模版封住第二安装孔210的开口，并向第二安装孔210中注入灌浆料400养护凝固，待凝固后，利用螺母将弯曲螺杆300与钢牛腿200紧固；

[0051] S5、利用步骤S1‑S4的方法对混凝土柱100下段的钢牛腿200进行连接。

[0052] S6、在混凝土柱100上段及下段所在的钢牛腿200之间安装顶升机构，对混凝土柱100实施截柱；

[0053] S7、对混凝土柱100上段实施顶升与纠偏，在混凝土柱100上段及下段之间浇筑新混凝土柱100。

[0054] 在上述技术方案的基础上，优选的，混凝土下段的钢牛腿200连接结构与混凝土上段的钢牛腿200连接结构呈镜像设置。

[0055] 以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。