[發(fā)明專利]一種鋼結(jié)構(gòu)柱的加固方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110268873.7
• 申請(qǐng)日: 2011-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN102352694A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔順風(fēng);程鵬;許峰;邱鶴;程江敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): E04G23/02
• 分類號(hào): E04G23/02;E04C3/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于鋼結(jié)構(gòu)柱的加固方法。

背景技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)工程，通常具有高度大、自重大的特點(diǎn)，對(duì)于工業(yè)廠房，長(zhǎng)期承受機(jī)械設(shè)備動(dòng)力荷載作用，結(jié)構(gòu)還可能會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞。因此對(duì)于使用多年的鋼結(jié)構(gòu)工程，或者在已有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上新建、改建的工程，加固顯得尤為重要。

目前鋼結(jié)構(gòu)加固方法主要分為三大類，一是改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固，二是改變構(gòu)件截面的加固，三是連接的加固。當(dāng)前，對(duì)于改變構(gòu)件截面的加固技術(shù)，局限在改工字型為箱型、托梁換柱、CFRP技術(shù)（碳纖維粘帖鋼板）等等。而改工字型為箱型可能需要拆除新增鋼板處的斜撐等構(gòu)件，托梁換柱沒有充分利用原有結(jié)構(gòu)，使用碳纖維粘帖對(duì)于保持原有鋼柱和新增鋼板有效連接提出了很大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋼結(jié)構(gòu)柱的加固方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種鋼結(jié)構(gòu)柱的加固方法，該方法包括以下步驟：

（1）對(duì)需要加固的鋼柱進(jìn)行卸荷：通過拆除結(jié)構(gòu)上部設(shè)備或者通過安裝千斤頂?shù)刃遁d設(shè)備，支撐原有結(jié)構(gòu)；

（2）設(shè)計(jì)外貼鋼板和點(diǎn)焊預(yù)留孔：外貼鋼板厚度相對(duì)于鋼柱翼緣寬度小100mm；然后在外貼鋼板上有序布置點(diǎn)焊預(yù)留孔；

（3）加固施工：焊接前，需要清理鋼柱翼緣外側(cè)的防銹層，焊接時(shí)，首先在點(diǎn)焊預(yù)留孔點(diǎn)焊外貼鋼板和鋼柱翼緣，等焊縫冷卻之后，再圍焊外貼鋼板和鋼柱翼緣；對(duì)于鋼梁與鋼柱的連接處，在鋼梁上部和下部分別通過兩個(gè)縱向的加勁板和鋼梁翼緣連接，同時(shí)鋼柱也通過四個(gè)加勁板和鋼梁翼緣連接，在鋼梁的翼緣間通過兩個(gè)縱向的加勁板將鋼柱翼緣和鋼梁翼緣連接；

（4）待焊縫冷卻之后，再逐級(jí)安裝結(jié)構(gòu)上部設(shè)備或者拆除卸載設(shè)備，鋼柱加固完成。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的方法不拆除原結(jié)構(gòu)，對(duì)鋼柱部分卸荷后在其翼緣外側(cè)焊接鋼板。既能充分利用原有結(jié)構(gòu)，又可以保證新增鋼板和原有鋼柱的有效連接，最終鋼柱能通過焊縫有效傳力。本發(fā)明通過在新增鋼板和原有鋼柱的關(guān)鍵位置焊接，使得加固后鋼柱能承受新增荷載作用，是一種可以廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)柱加固的技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鋼柱加固的示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為圖1的B-B剖視圖；

圖4為本發(fā)明梁柱連接處的加固示意圖；

圖5為圖4的C-C剖視圖；

圖中，點(diǎn)焊預(yù)留孔1、外貼鋼板2、加勁板3、鋼柱4、鋼梁5。

具體實(shí)施方式

如圖1-5所示，本發(fā)明鋼結(jié)構(gòu)柱的加固方法，包括以下步驟：

1、對(duì)需要加固的鋼柱4進(jìn)行卸荷。

所需卸荷的大小按照《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（CECS_77-96）計(jì)算確定。常見的卸荷方法主要有拆除結(jié)構(gòu)上部設(shè)備，或者通過千斤頂?shù)刃遁d設(shè)備，支撐原有結(jié)構(gòu)。

2、設(shè)計(jì)外貼鋼板2和點(diǎn)焊預(yù)留孔1。

外貼鋼板2厚度按加固后結(jié)構(gòu)承受的荷載確定，其寬度建議相對(duì)于鋼柱4翼緣寬度小100mm。考慮到外貼鋼板2面積較大，為避免和鋼柱4翼緣之間產(chǎn)生空鼓，在外貼鋼板2上有序布置點(diǎn)焊預(yù)留孔1，孔徑大小和間距可按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第七章第二節(jié)中螺栓孔徑和間距確定。

3、加固施工。

焊接前，需要清理鋼柱4翼緣外側(cè)的防銹層，首先在點(diǎn)焊預(yù)留孔1點(diǎn)焊外貼鋼板2和鋼柱4翼緣，等焊縫冷卻之后，再圍焊外貼鋼板2和鋼柱4翼緣。

對(duì)于鋼梁5與鋼柱4的連接處，無法直接采用外貼鋼板2的方法直接加固，采用如圖4所示的加固方法，在鋼梁5上部和下部分別通過兩個(gè)縱向的加勁板3和鋼梁翼緣連接，同時(shí)鋼柱4也通過四個(gè)加勁板3和鋼梁翼緣連接，在鋼梁的翼緣間通過兩個(gè)縱向的加勁板3將鋼柱翼緣和鋼梁翼緣連接，有限元分析證明，通過這種處理措施，梁柱連接處的能有效傳力，外貼鋼板3能充分發(fā)揮作用。

4、待焊縫冷卻之后，再逐級(jí)安裝結(jié)構(gòu)上部設(shè)備或者拆除卸載設(shè)備，鋼柱加固完成。