CN105715067B - 焊接h型钢支撑加固装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

一种焊接H型钢支撑加固装置，包括H型钢支撑以及多套加强肋板、外部约束构件、限位块、骑缝板。H型钢支撑通过节点板与框架结构连接。多套加强肋板分别设置于H型钢的腹板的两端。通过在既有H型钢支撑上设置外部约束构件，并通过限位块、骑缝板来固定构件之间的相对位置，为支撑提供抗弯刚度，限制支撑屈曲。该焊接H型钢支撑加固装置通过设置加强肋板和外部约束构件，以对焊接H型钢支撑连接节点的加固，提高了支撑的承载力，提高了加固装置与建筑框架之间的连接牢固性，进而提高了整个结构的抗震能力。

Description

焊接H型钢支撑加固装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及建筑加固领域，具体而言，涉及一种焊接H型钢支撑加固装置及其安装方法。

背景技术

焊接H型钢普通支撑普遍用于框架支撑结构中，为结构提供侧向刚度，用以提高结构对于风力、地震力等作用力的抵抗能力。由于抗震设计规范的修改以及区域地震烈度的改变，导致支撑的承载力已无法满足需求，使得一大批建筑结构急需进行抗震加固。

现有的加固方法一般为加强梁柱，增加支撑或者拆除老旧支撑更换为更大截面的新支撑。这种加固方法导致以下问题：

一、抗震加固工程量过大

现有的框架支撑结构多通过加强梁柱或增加剪力墙来提高结构的抗侧刚度，完全依靠增加梁柱截面来满足抗震要求使得加固工程量巨大，室内空间变小。增加剪力墙则必须加强结构基础，施工复杂且工期长。在框架结构中选取新位置添加支撑，占据了室内空间或改变了结构外貌，影响了建筑功能。

二、浪费钢材

拆除老旧支撑更换为大截面支撑，则浪费了钢材而且增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接H型钢支撑加固装置及其安装方法，以减小框架支撑结构的施工量、减小钢材的用量。

本发明是这样实现的：

一种焊接H型钢支撑加固装置，包括H型钢支撑和至少两组加强肋板，H型钢支撑包括H型钢和节点板，H型钢通过节点板与框架结构相连接，

至少两组加强肋板分别设置于H型钢的腹板的两端，每组加强肋板均包括两个支肋板，两个支肋板分别位于述腹板相对两侧。每个支肋板的一端连接于腹板的中线上，支肋板的另一端伸出腹板外，并在两个所述支肋板之间形成固定槽，节点板插设于固定槽。

优选地，支肋板为设置有由倾斜面的直角梯形结构，且支肋板直角梯形的长底边一端与腹板连接。

优选地，倾斜面与腹板之间呈锐角。

优选地，焊接H型钢支撑加固装置还包括：外包束件，外包束件设置于H型钢外，H型钢的翼缘的两端分别设置有插槽，插槽位于H型钢延伸到外包束件外的翼缘上，所示支肋板伸出腹板的一端位于外包束件外。

优选地，外包束件包括相互配合的主槽钢和副槽钢；主槽钢的腰部跨设于H型钢的两个翼缘之间且与H型钢的腹板平行，主槽钢的两个腿部分别与H型钢的两个翼缘贴合；副槽钢的腰部跨设于H型钢的两个翼缘之间且与H型钢的腹板平行，副槽钢的两个腿部分别与H型钢的两个翼缘贴合；主槽钢和副槽钢围设形成一个柱形空腔，H型钢穿设于柱形空腔。

优选地，焊接H型钢支撑加固装置还包括：限位块，限位块设置于两块翼缘背离腹板的侧壁；

主槽钢的两个腿部均设置有主卡槽，副槽钢的两个腿部设置有副卡槽，主卡槽与副卡槽围设形成两个限位卡槽，两块限位块分别位于两个限位卡槽内。

优选地，焊接H型钢支撑加固装置还包括：骑缝板，骑缝板分别与主槽钢的腿部、副槽钢的腿部连接。

优选地，骑缝板覆盖限位卡槽。

优选地，焊接H型钢支撑加固装置还包括：节点覆盖板，节点覆盖板与H型钢翼缘的端部连接。

优选地，焊接H型钢支撑加固装置还包括：边肋板，边肋板与节点覆盖板连接。

上述焊接H型钢支撑加固装置固定于建筑框架的安装方法，包括以下步骤：

在H型钢的腹板两端安装加强肋板，之后依次安装限位块、外包束件、封板，以及依次将节点覆盖板与H型钢翼缘的端部连接、将边肋板与节点覆盖板连接。

上述方案的有益效果：

本发明提供了一种焊接H型钢支撑加固装置，通过设置加强肋板和外包束件，以及对于焊接H型钢支撑连接节点的加固，提高了支撑的承载力，提高了加固装置与建筑框架之间的连接牢固性，进而提高了整个结构的抗震能力。

此外，该加固装置的使用可减少梁柱加固的工程量，而且不改变建筑外立面结构、不占用建筑额外空间。在现有支撑基础上进行加固，不会显著增加用钢量，避免了钢材浪费，降低加固成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有建筑框架的结构示意图；

图2为现有焊接H型钢支撑件的结构示意图；

图3示出了利用图2中的焊接H型钢支撑件与图1中的建筑框架连接状态图；

图4为本发明实施例提供的第一种焊接H型钢支撑加固装置的结构示意图；

图5为图4中的焊接H型钢支撑加固装置的组装示意图；

图6为本发明实施例提供的第二种焊接H型钢支撑加固装置的结构示意图；

图7为图6提供的焊接H型钢支撑加固装置中支肋板的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第四种焊接H型钢支撑加固装置的结构示意图；

图9为图8提供的焊接H型钢支撑加固装置中的外包束件的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的第五种焊接H型钢支撑加固装置的结构示意图；

图11为图10提供的焊接H型钢支撑加固装置中的外包束件的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的第六种焊接H型钢支撑加固装置的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的第七种焊接H型钢支撑加固装置的结构示意图；

图14为图13提供的焊接H型钢支撑加固装置与图1中的建筑框架的连接状态示意图；

图15为本发明提供的节点覆盖板、边肋板以及图13提供的焊接H型钢支撑加固装置与图1中的建筑框架的连接状态示意图；

图16为槽钢的结构示意图。

附图标记说明

框架主体101；节点板102；翼缘103；腹板104；支肋板105；

插槽106；加强肋板107；倾斜面205；外包束件301；

主槽钢302；副槽钢303；主卡槽304；副卡槽305；

限位卡槽306；限位块307；骑缝板308；节点覆盖板401；

边肋板402；固定槽501；腰部502；腿部503；柱形空腔504。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“主”、“副”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

焊接H型钢支撑件多用于对建筑框架进行加固，提高抗震能力。建筑框架的结构如图1所示，主要包括框架主体101和预先固定于框架主体101的节点板102。参阅图2，焊接H型钢支撑件主要由H型钢构成，H型钢的腹板104的长度小于H型钢的翼缘103的长度，翼缘103的两端设置有插槽106。使用时，节点板102伸入插槽106内，通过焊接等方式使插槽106与节点板102连接、固定。斜向设置的焊接H型钢支撑件提高了框架主体101承受斜向作用力的能力，从而提高框架主体101的稳定性。焊接H型钢支撑件固定框架结构的使用状态如图3所示。

该焊接H型钢支撑件对框架结构的固定作用，对H型钢的翼缘103、腹板104和节点板102之间的连接牢固程度以及相互作用力之间的受力稳定性具有高的要求。当框架主体101的抗风力、抗地震要求提高时，现有的焊接H型钢支撑件中的翼缘103与节点板102的连接容易脱落，不能承受较大的作用力，从而降低了连接的牢固程度。

为了加固现有的焊接H型钢支撑件，目前，一般采用设置加强梁柱，增加支撑或者拆除老旧支撑更换为更大截面的新支撑。这就导致了加固工程量过大、浪费钢材等问题。

基于上述考虑，发明人设计了一种施工量小，钢材损耗少的加固装置用以对焊接H型钢支撑件进行加固。

参阅图4，本实施例提供了一种焊接H型钢支撑加固装置100，包括2组加强肋板107。加强肋板107的组数可根据需要进行设置，例如，3组、4组等，本发明中并不限定其个数。H型钢支撑由H型钢和节点板组成，且H型钢通过节点板与框架结构连接。

H型钢支撑与2组加强肋板107的连接过程，请参阅图5。

H型钢包括腹板104和两个翼缘103，且翼缘103的长度大于腹板104的长度，两个翼缘103通过腹板104连接。每个翼缘103的两端伸出腹板104的部分分别设置有一个插槽106。

两组加强肋板107分别设置于H型钢腹板104的两端。

每组加强肋板107包括有两个支肋板105。加强肋板107的两个支肋板105分别与腹板104连接，腹板104位于两个支肋板105之间，且支肋板105的一端伸出腹板104外。每个加强肋板107的两个支肋板105分别位于腹板104相对两侧，每个支肋板105的一端与腹板104连接，支肋板105的另一端伸出腹板104外，并在两个支肋板105之间形成固定槽501。

使用该焊接H型钢支撑加固装置时，将节点板102伸入H型钢翼缘103的插槽106，起到固定作用。

位于腹板104一端的一组加强肋板107中的两个支肋板105之间也形成一个固定槽501，节点板102伸入插槽106时，相应也会伸入该固定槽501内。则支肋板105的两端分别与腹板104和节点板102连接，从而起到增加焊接H型钢支撑加固装置100弹性的作用，可承受更高的冲击和振动作用，加固效果更佳。

如图5所示，支肋板105为矩形结构，因此，支肋板105的端部与腹板104的连接处的作用力变化较大，造成腹板104某一局部位置的受力过大，从而，容易导致支肋板105或腹板104机械疲劳的问题。

基于上述情况考虑，参阅图6、图7，支肋板105a为设置有由倾斜面的直角梯形结构，且支肋板105a直角梯形的长底边与腹板104连接。支肋板105a的倾斜面205与腹板104之间的角度为锐角。该倾斜面205与腹板104之间的距离渐变。则支肋板105和腹板104之间的相互作用力存在一个渐变的过程，从而可以避免支肋板105、腹板104间的相互作用力过于集中或者作用力变化过快而导致腹板104或者支肋板105折断或连接处崩裂的问题。

由于，加强肋中的支肋板105的一端与腹板104连接，支肋板105的另一端伸出腹板104，因此，当支肋板105受到较大的作用力时，支肋板105与腹板104的连接处可能会发生崩裂的问题。

为了提高支肋板105与腹板104的连接稳定性，参阅图8，焊接H型钢支撑加固装置400还设置有外包束件301，外包束件301套设置于H型钢外，插槽106位于H型钢延伸到外包束件301外的翼缘103上。如图9所示，外包束件301可采用相互配合的主槽钢302和副槽钢303，主槽钢302和副槽钢303围设形成一个柱形空腔504。

参阅图8，焊接H型钢支撑加固装置500中的H型钢穿设于柱形空腔504，其中，主槽钢302的腰部跨设于H型钢的两个翼缘103之间且与腹板104平行，主槽钢302a的两个腿部分别与两个翼缘103贴合。副槽钢303的腰部跨设于H型钢的两个翼缘103之间且与腹板104平行，副槽钢303的两个腿部分别与两个翼缘103贴合。

由于H型钢的翼缘103设置有插槽106，并且通过插槽106与节点板102的连接来实现加固，则外包束件301的长度应该小于翼缘103的长度，以便使翼缘103的插槽106位于外包束件301外，便于后续与节点板102的连接。基于相同的理由，由于需要采用支肋板105伸出腹板104的部分与节点板102连接，因此，支肋板105伸出腹板104的一端也位于外包束件301外，便于后续与节点板102的连接。

外包束件301由主槽钢302和副槽钢303组合而成，则可以灵活地根据H型钢具体形状和尺寸来调整主槽钢302和副槽钢303之间的相对位置和距离，以便达到更好的固定效果。此外，由于主槽钢302和副槽钢303的分开设置，可以在H型钢固定后，再进行外包束件301的固定设置。

外包束件301的结构可以有多种，外包束件301还可采用两端开口棱柱形管。

使用两端开口的棱柱形管状外包束件301时，需要事先将外包束件301套设在H型钢外，然后再将H型钢与节点板102连接，这就会在一定程度上影响后续各个结构件的连接操作，从而增加施工难度和施工时间。因此，当外包束件301采用主槽钢302和副槽钢303分开设置的方式时，可以提高使施工的便利性和效率。

为提高外包束件与H型钢之间的连接牢固程度，避免外包束件产生滑移等问题，焊接H型钢支撑加固装置500还设置有限位结构，以固定外包束件。参阅图10，限位结构为限位块307，限位块307设置于翼缘103背离腹板104的侧壁。

参阅图11，外包束件301a中的主槽钢302a的两个腿部均设置有主卡槽304，副槽钢303a的两个腿部均设置有副卡槽305，主卡槽304与副卡槽305围设形成两个限位卡槽306，两个限位块307分别位于两个限位卡槽306内。

限位块307固定于H型钢的翼缘103，则限位块307与H型钢的相对位置固定。由主槽钢302和副槽钢303组合而成的外包束件301套设于H型钢外，限位块307位于主槽钢302的主卡槽304与副槽钢303的副卡槽305围设形成的限位卡槽306内，从而通过限位块307对主槽钢302和副槽钢303的位置进行限定。

一方面，限位块307可以作为标记以限定外包束件301的安装，从而提高外包束件301的安装速度，减少现场进行测量或者调整外包束件301的安装位置的繁琐步骤；另一方面，通过限位块307的固定作用，可提高外包束件301与H型钢之间的连接牢固程度，防止发生外包束件301移动的问题。

为了提高主槽钢302和副槽钢303之间的连接稳定和牢固程度，参阅图12，焊接H型钢支撑加固装置600还包括骑缝板308，且骑缝板308分别与主槽钢302的腿部、副槽钢303的腿部连接。

骑缝板308分别与主槽钢302a、副槽钢303a连接，从而可以大大提高外包束件301a之间的连接牢固性和稳定程度。此外，骑缝板308还可以封闭主槽钢302a和副槽钢303a之间的缝隙以及限位卡槽306和限位块307之间的缝隙，从而避免建筑材料通过上述缝隙剥离外包束件301a或破坏外包束件301a与H型钢的连接部位。

如图12所示，骑缝板308个数为4个、形状为矩形，也可以根据具体的需要增、减骑缝板308的个数为2、3、5等等，其形状也可以为多边形等等。

进一步地，参阅图13，焊接H型钢支撑加固装置700中的骑缝板308a覆盖限位卡槽306，并且完全覆盖主槽钢302a的腿部和副槽钢303a的腿部，以增强主槽钢302a和副槽钢303a之间的连接牢固程度。图14为焊接H型钢支撑加固装置700固定于框架主体101时的使用状态。

此外，还可以通过对H型钢、支肋板105与节点板102之间处进行包裹加固，从而提高焊接H型钢支撑加固装置700与节点板102的连接牢固性，进而提高对框架结构的固定效果和抗拉性能。

具体地，焊接H型钢支撑加固装置700还包括节点覆盖板401和边肋板402。其中，节点覆盖板401与H型钢翼缘103的端部连接，边肋板402与节点覆盖板401连接，具体连接状态请参阅图15。

边肋板402、节点板102、节点覆盖板401连接形成箱型结构的节点，从而对焊接H型钢支撑加固装置700与框架主体101的连接处进行加固、防护，避免受到外界的冲撞或者拉扯而导致相互脱离的问题。

槽钢的结构如图16所示，包括腰部502和腿部503，本实施例提供的主槽钢和副槽钢中的腿部、腰部的连接方式均与图16中的槽钢的腰部、腿部的连接方式相同。

通过本发明提供的加固装置对预先与建筑框架的固定的H型钢支撑进行加固，该焊接H型钢支撑加固装置(图13所示)的安装过程如下：

首先，将强肋板安装于H型钢支撑中的H型钢的腹板两端；

其次，依次安装限位块、外包束件、封板；

再次，依次将节点覆盖板与H型钢翼缘的端部连接、将边肋板与节点覆盖板连接。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (10)

1.一种焊接H型钢支撑加固装置，包括H型钢支撑，所述H型钢支撑包括H型钢和节点板，H型钢通过节点板与框架结构相连接，

其特征在于，所述焊接H型钢支撑加固装置还包括：至少两组加强肋板，所述至少两组加强肋板分别设置于所述H型钢的腹板的两端；每组所述加强肋板均包括两个支肋板，两个所述支肋板分别位于所述腹板相对两侧，每个所述支肋板的一端连接于所述腹板的中线上，所述支肋板的另一端伸出所述腹板外，并在两个所述支肋板之间形成固定槽，所述节点板插设于所述固定槽。

2.根据权利要求1所述的焊接H型钢支撑加固装置，其特征在于，所述支肋板为设置有由倾斜面的直角梯形结构，且所述支肋板直角梯形的长底边与所述腹板连接。

3.根据权利要求2所述的焊接H型钢支撑加固装置，其特征在于，所述倾斜面与所述腹板之间呈锐角。

4.根据权利要求1至3之一所述的焊接H型钢支撑加固装置，其特征在于，焊接H型钢支撑加固装置还包括：外包束件，所述外包束件设置于所述H型钢外，所述H型钢的翼缘的两端分别设置有插槽，所述插槽位于所述H型钢延伸到所述外包束件外的翼缘上，所示支肋板伸出所述腹板的一端位于所述外包束件外。

5.根据权利要求4所述的焊接H型钢支撑加固装置，其特征在于，所述外包束件包括相互配合的主槽钢和副槽钢；

所述主槽钢的腰部跨设于所述H型钢的两个翼缘之间且与所述H型钢的腹板平行，所述主槽钢的两个腿部分别与所述H型钢的两个所述翼缘贴合；

所述副槽钢的腰部跨设于所述H型钢的两个翼缘之间且与所述H型钢的腹板平行，所述副槽钢的两个腿部分别与所述H型钢的两个所述翼缘贴合；

所述主槽钢和所述副槽钢围设形成一个柱形空腔，所述H型钢穿设于所述柱形空腔。

6.根据权利要求5所述的焊接H型钢支撑加固装置，其特征在于，焊接H型钢支撑加固装置还包括：限位块，所述限位块设置于两块所述翼缘背离所述腹板的侧壁；

所述主槽钢的两个腿部均设置有主卡槽，所述副槽钢的两个腿部设置有副卡槽，所述主卡槽与所述副卡槽围设形成两个限位卡槽，两块所述限位块分别位于所述两个限位卡槽内。

7.根据权利要求6所述的焊接H型钢支撑加固装置，其特征在于，焊接H型钢支撑加固装置还包括：骑缝板，所述骑缝板分别与所述主槽钢的腿部、所述副槽钢的腿部连接。

8.根据权利要求7所述的焊接H型钢支撑加固装置，其特征在于，所述骑缝板覆盖所述限位卡槽。

9.根据权利要求8所述的焊接H型钢支撑加固装置，其特征在于，焊接H型钢支撑加固装置还包括：节点覆盖板和边肋板，所述节点覆盖板与所述H型钢翼缘的端部连接，所述边肋板与所述节点覆盖板连接。

10.一种将权利要求9所述的焊接H型钢支撑加固装置固定于建筑框架的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述H型钢的腹板两端安装所述加强肋板，之后依次安装所述限位块、所述外包束件、所述骑缝板，以及依次将所述节点覆盖板与所述H型钢翼缘的端部连接、将所述边肋板与所述节点覆盖板连接。