[實用新型]局部屈曲破壞的寬翼緣H型鋼柱的修復機構

有效

• 申請號: 201320602230.6
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN203701632U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 趙根田;曹芙波;高潮
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04C3/32
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域：

本實用新型涉及一種局部屈曲破壞的寬翼緣H型鋼柱的修復機構，屬于結構工程領域。?

背景技術：

目前，寬翼緣H型鋼柱的應用十分廣泛。由于設計、安裝、施工，以及部分處在長時期動力荷載的作用下，寬翼緣H型鋼柱的破壞幾率大大增加。其中一種重要的破壞形式是產生局部屈曲破壞。它直接影響到寬翼緣H型鋼柱的性能以及建筑結構的整體穩定性。其發生局部屈曲破壞的主要原因是偏心集中荷載產生的附加彎曲應力。當寬翼緣H型鋼柱翼緣出現局部屈曲后，表現為翼緣局部發生外凸或內凹現象，可能導致寬翼緣H型鋼柱的承載力和工作能力的下降，繼發局部出現超額應力甚至發生結構整體失穩。目前對寬翼緣H型鋼柱局部屈曲破壞的加固方式有如下方案：?

[1]羅邦富，魏明鐘，沈祖炎，陳明輝，《鋼結構設計手冊》，中國建筑工業出版社，1989年10月。?

[2]王國周，《鋼結構-原理與設計》，清華大學出版社1993年11月。?

[3]“鋼結構的加固設計”，《鋼結構鑒定與加固文集(二)》，冶金工業部建筑研究總院建筑信息研究室，1995年6月。?

[4]郝際平，陳紹番:“鋼結構在循環荷載作用下的局部屈曲和低周疲勞的試驗研究”《土木工程學報》1996年第29卷第6期。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、安全有效的局部屈曲破壞的寬翼緣H型鋼柱的修復機構。?

技術解決方案：?

本實用新型包括H型鋼的腹板、翼緣，腹板兩側沿翼緣通長方向對稱布置有橫向系桿，同側兩翼緣之間的橫向系桿等間距設置，上、下翼緣和腹板以腹板為對稱軸形成兩個U形空間，U形空間內設有填充料。?

進一步：還包括設置在橫向系桿外側的模板，模板兩端面緊貼于翼緣上。?

所述U形空間內的填充料為混凝土。?

所述混凝土對H型鋼形成部分包裹。?

所述距翼緣外邊緣20mm至30mm的位置處焊接橫向系桿。?

所述橫向系桿之間的間距為150mm至200mm。?

本實用新型上、下翼緣和腹板以腹板為對稱軸形成的兩個U形空間內澆筑有混凝土，有效抑制了寬翼緣H型鋼柱局部屈曲的發展。模板垂直并緊貼于兩翼緣支設，保證拆模后的混凝土與翼緣外緣平齊。對于高度較小的寬翼緣H型鋼柱，支模澆筑混凝土可一次成型，澆筑后充分振搗。對于高度較大的寬翼緣H型鋼柱，應分段支模，分層澆筑混凝土，并分層振搗。?

有益效果?

a、有效地抑制了寬翼緣H型鋼柱局部屈曲的發展。?

b、減少了寬翼緣H型鋼柱破壞的幾率，對已破壞的寬翼緣H型鋼柱進行了有效的修復。?

c、充分發揮了鋼結構和混凝土結構各自的優勢，且施工簡單，可行性高。?

附圖說明

圖1為本實用新型主視圖；?

圖2為本實用新型1-1剖面圖；?

圖3為本實用新型模板圖。?

具體實施方式

本實用新型采用橫向系桿4，在腹板3兩側對稱的位置，距翼緣外邊緣20mm至30mm處，等間距地焊接于上翼緣1和下翼緣2間，間距為150mm至200mm。橫向系桿4沿翼緣通長布置，并與上翼緣1和下翼緣2保持垂直。施焊時采用電弧焊。模板8垂直并緊貼于上翼緣1和下翼緣2支設，用螺桿7固定模板。對于高度較小的寬翼緣H型鋼柱，支設模板后在U形空間澆筑混凝土5一次成型，澆筑后充分振搗。對于高度較大的寬翼緣H型鋼柱，應分段支模，分層澆筑混凝土5，并分層振搗。拆模后，對于橫向系桿4形成混凝土保護層6。該實用新型有效地延長了已發生局部屈曲破壞的寬翼緣H型鋼柱的使用壽命。?

本實用新型橫向系桿4采用8mm或10mm熱軋光圓鋼筋。?

本實用新型模板8采用木膠合模板。?

本實用新型橫向系桿4混凝土保護層6厚度應保證不小于20mm。?

本實用新型采用疲勞試驗機對工廠報廢的寬翼緣H型鋼柱進行了200萬次疲勞試驗,結果如下：?

實驗前1#屈曲處最深內凹126mm；2^#屈曲處最深內凹107mm；3^#屈曲處最高外凸87mm。實驗采用500kN脈動疲勞實驗機進行，脈動頻率200次/分鐘，脈動荷載100kN-200kN，試驗次數200萬次。?

試驗后對屈曲發展進行觀察，1^#、2^#、3^#屈曲由于焊接系桿并內填混凝土，均未見發展。?

試驗結果證明本修復方案能有效地延長已發生局部屈曲破壞的寬翼緣H型鋼柱安全使用壽命。?