本技術(shù)涉及建筑結(jié)構(gòu)加固，具體涉及一種模塊化的柱包鋼加固系統(tǒng)及其加固方法。
背景技術(shù)：
1、包鋼加固法在結(jié)構(gòu)加固改造工程中得到了廣泛的應(yīng)用。早在1970年，蘇聯(lián)就已經(jīng)開始嘗試將外包鋼加固法應(yīng)用于電廠主廠房框架的加固中。此后，該技術(shù)逐漸被推廣到各種建筑結(jié)構(gòu)加固工程中。在現(xiàn)代建筑中，包鋼加固已經(jīng)成為一種重要的加固手段，被廣泛應(yīng)用于混凝土梁、板、柱、墻等結(jié)構(gòu)的加固中。
2、包鋼加固的基本原理是通過在混凝土結(jié)構(gòu)的外部增加一層型鋼或鋼板，利用型鋼或鋼板的高強(qiáng)度和高剛度特性來增強(qiáng)原混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。同時，型鋼或鋼板的包裹還可以約束混凝土，改善其受力性能，提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和延展性。
3、傳統(tǒng)包鋼加固方案采用注膠或焊接的方式，一、注膠形包鋼加固極易出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象，空鼓現(xiàn)象會影響膠體的均勻分布和粘結(jié)效果，進(jìn)而影響加固效果；二、焊接式包鋼加固的話是通過焊槍直接在柱體表面進(jìn)行焊接，這要求在安裝加固鋼板時，工作人員必須先手動固定鋼板，隨后再逐一進(jìn)行焊接作業(yè)，這種做法不僅加劇了工作人員的勞動強(qiáng)度，還不可避免地降低了加固工作效率，對環(huán)境造成噪聲污染和飛塵污染，且焊接加固無法提供預(yù)應(yīng)緊力，同時也需要使用相對較多的鋼材，則導(dǎo)致加固維修及維護(hù)費(fèi)用較高，且焊接形包鋼加固的施工過程相對復(fù)雜，需要使用焊接設(shè)備，且對施工工藝的要求較高，這增加了施工難度和成本。
4、為此，亟需要提出一種專為混凝土柱設(shè)計(jì)的模塊化的柱包鋼加固系統(tǒng)及其加固方法，來在克服上述不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為此，本技術(shù)提供一種模塊化的柱包鋼加固系統(tǒng)及其加固方法，以解決現(xiàn)有包鋼加固結(jié)構(gòu)安裝時存在工作效率低和加固效果差的問題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、第一方面，一種模塊化的柱包鋼加固系統(tǒng)，包括：模塊化角鋼鋼板結(jié)構(gòu)和半自動化緊固設(shè)備；
4、所述角鋼鋼板結(jié)構(gòu)呈“l(fā)”型結(jié)構(gòu)，四塊所述角鋼鋼板結(jié)構(gòu)圍繞于混凝土柱結(jié)構(gòu)的外表面，所述角鋼鋼板結(jié)構(gòu)的兩端分別沿縱向間隔設(shè)置有多個第一固定螺母塊和多個第二固定螺母塊，且相鄰兩塊角鋼鋼板結(jié)構(gòu)的第一固定螺母塊和第二固定螺母塊之間通過第一螺栓連接，并設(shè)置有與所述第一螺栓適配的第一螺母，所述第一螺栓的一端設(shè)置有螺栓限位塊；
5、所述半自動化緊固設(shè)備用于拉緊固定所述第一螺栓和第一螺母，其包括主體結(jié)構(gòu)、夾持組件、旋進(jìn)組件和控制組件，所述主體結(jié)構(gòu)分為位于左側(cè)的固定部和位于右側(cè)的開合部，所述開合部為上下開合結(jié)構(gòu)，且開合部的中部設(shè)置有卡槽，所述卡槽的左側(cè)用于放置螺栓限位塊，卡槽的中部用于放置第一固定螺母塊和第二固定螺母塊，卡槽的右側(cè)用于穿過第一螺栓；所述開合部遠(yuǎn)離固定部的一端設(shè)置有用于緊固所述開合部的卡扣，所述夾持組件設(shè)置于所述卡槽的中部，且夾持組件用于夾持所述第一固定螺母塊和第二固定螺母塊；所述旋進(jìn)組件位于所述第一螺母的外側(cè)，所述控制組件用于控制所述夾持組件及旋進(jìn)組件的工作。
6、可選地，所述控制組件包括控制器和控制面板，所述控制面板包括顯示區(qū)和操作區(qū)，所述控制面板與所述控制器雙向通信連接。
7、可選地，所述夾持組件有兩組，且分別固定設(shè)置于所述卡槽中部的上部、下部，其包括橫軌和夾持塊，所述橫軌設(shè)置于所述開合部的內(nèi)部并對應(yīng)于所述卡槽的中部，所述夾持塊設(shè)置于所述橫軌的右側(cè)，并通過電機(jī)驅(qū)動使其沿橫軌在卡槽內(nèi)部進(jìn)行滑動。
8、可選地，所述夾持塊的內(nèi)側(cè)面嵌有壓力傳感器，用以檢測夾持塊與第一固定螺母塊和第二固定螺母塊之間的壓力；所述壓力傳感器通過第一傳輸線與所述控制器連接。
9、可選地，所述旋進(jìn)組件包括驅(qū)動馬達(dá)和螺紋筒，所述驅(qū)動馬達(dá)通過第二傳輸線與所述控制器連接；
10、兩個所述螺紋筒分別位于所述第一螺母的上部、下部，兩個螺紋筒的外螺旋式螺紋紋路與第一螺母外部的紋路相吻合，且螺紋筒通過所述驅(qū)動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動。
11、可選地，所述螺紋筒上設(shè)置有扭矩傳感器，所述扭矩傳感器的輸出端與所述控制器的輸入端連接。
12、可選地所述第一螺栓與所述螺栓限位塊一體成型。
13、可選地，所述角鋼鋼板結(jié)構(gòu)與所述第一固定螺母塊、第二固定螺母塊一體成型。
14、可選地，所述螺栓限位塊為六角結(jié)構(gòu)，螺栓限位塊的兩個對立面對應(yīng)于所述卡槽的上、下面。
15、第二方面，一種模塊化的柱包鋼加固方法，采用上述的模塊化的柱包鋼加固系統(tǒng)，包括以下步驟：
16、步驟一、將四塊角鋼鋼板結(jié)構(gòu)圍繞于混凝土柱結(jié)構(gòu)的外表面，并通過四個第一螺栓分別對應(yīng)穿過相鄰兩側(cè)角鋼鋼板結(jié)構(gòu)的第一固定螺母塊和第二固定螺母塊，然后將四個第一螺母分別旋進(jìn)四個第一螺栓處進(jìn)行簡單緊固；
17、步驟二、在柱結(jié)構(gòu)的四周對應(yīng)連接四個半自動化緊固結(jié)構(gòu)，并同時施加壓力以拉緊第一螺栓和第一螺母，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)柱結(jié)構(gòu)的加固，其中一個半自動化緊固結(jié)構(gòu)的使用流程如下：
18、1)首先打開半自動化緊固設(shè)備右側(cè)的卡扣，使得開合部打開，調(diào)整螺栓限位塊和兩個固定螺母塊在內(nèi)部卡槽的位置，將螺栓限位塊對應(yīng)卡槽的左側(cè)位置，相鄰角鋼鋼板結(jié)構(gòu)的第一固定螺母塊、第二固定螺母塊分別對應(yīng)于卡槽的中部；同時，通過控制組件將旋進(jìn)組件旋轉(zhuǎn)至第一螺母的外側(cè)；當(dāng)半自動化緊固設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)與角鋼鋼板結(jié)構(gòu)一一連接對應(yīng)后，將半自動化緊固設(shè)備右側(cè)的開合部采用卡扣進(jìn)行緊固；
19、2)通過控制組件傳輸信號至夾持組件，從而施加壓力并固定第一固定螺母塊、第二固定螺母塊；
20、3)通過控制組件傳輸信號至旋進(jìn)組件，從而驅(qū)動第一螺母沿第一固定螺母塊和第二固定螺母塊的方向移動并緊固第一螺栓；
21、4)當(dāng)?shù)谝宦菟ㄅc第一螺母處于完全緊固狀態(tài)后，通過控制組件調(diào)整第一固定螺母塊與第二固定螺母塊之間的夾持力，松開第一固定螺母塊與第二固定螺母塊，同時轉(zhuǎn)動松開右側(cè)的卡扣，將半自動化緊固設(shè)備取出，至此柱體包鋼加固完成。
22、相比現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)至少具有以下有益效果：
23、1、本技術(shù)基于對現(xiàn)有技術(shù)問題的進(jìn)一步分析和研究，提供了一種模塊化的柱包鋼加固系統(tǒng)及其加固方法，包括模塊化角鋼鋼板結(jié)構(gòu)和半自動化緊固設(shè)備，四塊角鋼結(jié)構(gòu)圍繞混凝土柱結(jié)構(gòu)的四角于混凝土柱平面處相連接固定，并搭配半自動化緊固設(shè)備于混凝土柱結(jié)構(gòu)不同平面處進(jìn)行同時拉緊加固；安裝時，先將第一螺母旋進(jìn)第一螺栓進(jìn)行簡單緊固，同時連接半自動化緊固設(shè)備進(jìn)行拉緊固定螺栓螺母結(jié)構(gòu)；本技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、施工效率高和加固效果好的優(yōu)點(diǎn)，通過預(yù)制模塊，可實(shí)現(xiàn)邊夾持固定螺母塊，邊采用半自動化緊固設(shè)備旋緊螺母結(jié)構(gòu)，控制角鋼結(jié)構(gòu)更好的控制固定立體柱結(jié)構(gòu)，使其能夠更緊密、更均勻地貼合在混凝土柱體表面，從而更有效地提升結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和承載能力；同時相較于傳統(tǒng)焊接工藝，本技術(shù)采用模塊化的安裝方式，大大簡化了施工步驟，降低了施工難度，且由于模塊化設(shè)計(jì)的便捷性，施工人員可以更快地完成加固作業(yè)，從而縮短工期，提高施工效率；安裝過程簡單，對施工人員的技術(shù)要求較低，減少了對專業(yè)焊工的依賴，降低了人工成本，整體系統(tǒng)采用半自動化緊固設(shè)備，極大滿足了現(xiàn)代建筑加固改造的迫切需求，可以更有效地提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力，同時降低施工成本和安全風(fēng)險；通過調(diào)整半自動化緊固設(shè)備中兩個螺母塊和螺栓限位塊在內(nèi)部卡槽的位置，從而靈活適用于不同直徑、不同尺寸的柱結(jié)構(gòu)加固；
24、2、本技術(shù)夾持塊的內(nèi)側(cè)面嵌有壓力傳感器，螺紋筒上設(shè)置有扭矩傳感器，壓力傳感器監(jiān)測兩個螺母塊之間的夾持力，扭矩傳感器監(jiān)測第一螺母的緊固狀態(tài)，從而確保夾持塊與被夾持物體之間始終保持足夠的夾持力，同時確保螺栓與螺母之間的緊固狀態(tài)，提高整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性；控制器可以根據(jù)壓力傳感器和扭矩傳感器的反饋信號，能夠?qū)崟r且精準(zhǔn)地調(diào)整夾持力和緊固力，避免過度夾持或緊固不足，延長了設(shè)備的使用壽命，進(jìn)一步提高了工作效率。