CN109113262A - 一种加固钢结构梁或柱的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加固钢结构梁或柱的施工方法，其要点在于，在梁或柱上安装U型槽钢：将4个U形槽钢分别插入基础型钢的上翼缘、下翼缘的四角中，U形槽钢沿基础型钢通长布置，U形槽钢和基础型钢固定，U形槽钢与翼缘之间形成有穿设预应力筋的孔道；然后，在所述基础型钢的4角的孔道中穿过预应力筋，施加预应力。采用本发明的施工方法，可以同时提高梁/柱的抗弯/压承载力和抗扭承载力，对于加固钢结构边柱、边梁的抗扭承载力具有良好的效果。

Description

一种加固钢结构梁或柱的施工方法
技术领域
本发明专利属于建筑工程领域，具体涉及一种加固钢结构梁或柱的施工方法。
背景技术
CN105926974A公开了一种增大既有钢梁承载能力的钢结构组合梁，在既有钢梁下方平行的设置副钢梁，既有钢梁与副钢梁之间设置锚具和至少一个引力支撑架，副钢梁一端固定，另一端连接施力装置或副钢梁上设有紧固装置，既有钢梁、副钢梁及锚具牢固连接，与紧固装置、引力支撑架共同组成增大承载能力的钢结构组合梁。采用该发明的钢结构组合梁，可以对工程现状下既有钢梁进行现场加固，方法简便易行，钢结构组合梁结构简单，能够满足工程设计与使用要求。上述文献中钢结构+钢绞线的结合能够提高梁的受弯承载力，但是现有技术中还没有涉及钢绞线在结构中如何提高抗扭承载力的技术方案。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷而提供一种加固钢结构梁或柱的施工方法，其目的是在加固梁/柱的抗扭承载力。
本发明的技术方案是：一种加固钢结构梁或柱的施工方法，所述梁或柱采用基础型钢，施工步骤包括：第一，制备以下构件：4个U型槽钢；所述基础型钢由上翼缘、下翼缘、腹板组成；第二，安装U型槽钢：将4个U型槽钢分别插入基础型钢的上翼缘、下翼缘的四角中，U型槽钢沿基础型钢通长布置，U型槽钢和基础型钢固定，U型槽钢与翼缘之间形成有穿设预应力筋的孔道；第三，在所述基础型钢的4角的孔道中穿过预应力筋，施加预应力。
进一步，U型槽钢和基础型钢的翼缘之间均预设有螺栓孔，U型槽钢与基础型钢的翼缘的螺栓孔对齐，两者通过螺栓螺母组件固定。
进一步，在第一步，制备构件时，在基础型钢的上翼缘、下翼缘的左右两侧分别焊接竖向钢管，竖向钢管的两端突出翼缘，竖向钢管的高度大于翼缘的厚度，竖向钢管为中空；竖向钢管的间距为15-50cm；第二步，安装U型槽钢时，U型槽钢从基础型钢的正面插入，其插入翼缘的两边侧面有突起，与竖向钢管突出于翼缘的部分相互配合以便定位U型槽钢与翼缘的相互位置；U型槽钢的上下表面与竖向钢管相对应的部分有孔，通过螺栓螺母组件固定两者。
进一步，在第二步，安装U型槽钢中，还包括：安装上外侧板和下外侧板，上外侧板设置在上翼缘的2个U型槽钢的翼缘外侧；下外侧板设置在上翼缘的2个U型槽钢的翼缘外侧。
进一步，在第二步，安装U型槽钢中，还包括：安装上内侧板和下内侧板，上内侧板、下内侧板分别设置在上翼缘、下翼缘的U型槽钢的翼缘内侧的一端和腹板之间。
进一步，4块内侧板与腹板形成形。
进一步，在第二步，安装U型槽钢中，还包括：安装左侧板和右侧板，左侧板和右侧板与腹板平行，基础型钢腹板两侧的U型槽钢分别通过左侧板和右侧板连接，上外侧板和下外侧板和左侧板和右侧边使得4角的U型槽钢连接形成“口”字形。
进一步，所述基础型钢为工字钢，上翼缘和下翼缘的结构相同，所述预应力筋采用预应力钢绞线，所述梁或柱为边梁或边柱
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果为：1.梁/柱的翼缘采用组合式的方法形成：即基础型钢+槽钢的方式来形成；2.在型钢的4角设置预应力筋，能够在提高抗弯/压承载力的同时，提高抗扭承载力；3.本申请是利用梁、柱扭转时，U型槽钢以及内部的预应力在扭矩的作用下会形成空间曲线，预应力筋长度会进一步拉伸，预应力筋在受拉的同时，预应力筋在径向会对槽钢作用力，槽钢与基础型钢翼缘连接在一起，进而抑制梁/柱的扭住；4.本发明的组合式翼缘采用基础型钢外接螺栓钢管的方式，方便槽钢与翼缘的定位连接，保证两者的稳定性；5.本发明不仅适用于新建的钢结构工程，还适用于已建工程的加固。
附图说明：
图1：实施例一的结构安装示意图。
图2：实施例一的螺栓螺母组件与U型槽钢安装详图。
图3：实施例三的结构安装示意图。
图4：实施例四的结构安装示意图。
图5：受扭时钢绞线变形示意图。
图6：本发明钢绞线与基础型钢受力示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1-2所示，一种加固钢结构边梁的施工方法，所述梁或柱采用基础型钢，其施工步骤如下：
第一，制备构件：基础型钢、4个U型槽钢1-1、1-2、1-3、1-4；基础型钢采用工字钢，由上翼缘2-1、下翼缘2-2、腹板3组成，上翼缘2-1和下翼缘2-2的结构相同；
第二，将4个U型槽钢插入基础型钢的上翼缘、下翼缘的四角中，U型槽钢和基础型钢的翼缘之间均预设有螺栓孔，U型槽钢与基础型钢的翼缘的螺栓孔对齐，两者通过螺栓螺母组件1-5固定；U型槽钢与翼缘之间形成有穿设预应力筋的孔道4；
第三，在所述基础型钢的4角的孔道中穿过预应力筋，施加预应力；所述预应力筋采用预应力钢绞线；预应力钢绞线锚固在梁两侧的柱上。
实施例2：一种加固钢结构边柱的施工方法，与实施例1的不同之处在于：所述的基础型钢为柱；预应力钢绞线锚固在柱的上、下两端。
实施例3：如图3所示，一种加固钢结构梁或柱的施工方法，所述梁或柱采用基础型钢，其施工步骤如下：
第一，制备构件：基础型钢、4个U型槽钢1-1、1-2、1-3、1-4；基础型钢采用工字钢，由上翼缘2-1、下翼缘2-2、腹板3组成，上翼缘2-1和下翼缘2-2的结构相同；在基础型钢的上翼缘、下翼缘的左右两侧分别焊接竖向钢管1-7，竖向钢管的两端突出翼缘，竖向钢管的高度大于翼缘的厚度，竖向钢管为中空；竖向钢管的间距为15-50cm；
第二，将4个U型槽钢插入基础型钢的上翼缘、下翼缘的四角中，U型槽钢和基础型钢的翼缘之间均预设有螺栓孔，U型槽钢与基础型钢的翼缘的螺栓孔对齐，两者通过螺栓螺母组件1-6固定；U型槽钢与翼缘之间形成有穿设预应力筋的孔道4；
U型槽钢从基础型钢的正面插入，其插入翼缘的两边侧面有突起，与竖向钢管突出于翼缘的部分相互配合以便定位U型槽钢与翼缘的相互位置；U型槽钢的上下表面与竖向钢管相对应的部分有孔，通过螺栓螺母组件固定两者；
焊接上、下外侧板2-1-2、上、下内侧板2-1-3，上外侧板设置在上翼缘的2个U型槽钢的翼缘外侧；下外侧板设置在下翼缘的2个U型槽钢的翼缘外侧；上内侧板、下内侧板分别设置在上翼缘、下翼缘的U型槽钢的翼缘内侧的一端和腹板之间。
第三，在所述基础型钢的4角的孔道中穿过预应力筋，施加预应力；所述预应力筋采用预应力钢绞线。
实施例4：与实施例3的不同之处在于：在U型槽钢通过与腹板平行的左侧板和右侧板2-1-4连接；使得4角的U型槽钢连接形成“口”字形，进一步提高梁/柱的抗扭承载力。
实施例5：与实施例3的不同之处在于：上、下内侧板采用斜撑的方式与腹板连接，4块内侧板与腹板形成形能够更加有利于U型槽钢与基础型钢的整体性，有利于抗扭承载力的提高。
下面从力学角度对加固原理进行阐述，第一，U型槽钢和上、下外侧板以及左、右侧板形成的口字形，口字形能够提高抗扭承载力，这一设计从力学上很容易理解，相当于是在工字钢上又增加了一个抗扭构件，并且，U型槽钢设置在基础型钢的四角上，此处的抗扭形变最大，因而在此处设置“口字形”能够最大限度的提高抗扭承载力；第二，对于预应力钢绞线而言，如果其纵向不设置在U型槽钢中，其效果仅仅是钢绞线的长度伸长，钢绞线之间为直线；但是，将其设置在U型槽钢中，在扭矩的作用下，钢绞线随着U型槽钢一起扭转，与不设置U型槽钢的情况不同，此时的钢绞线为曲线，对于预应力钢绞线而言，当其受外力变成曲线时，其必然会产生径向力，且其大小与变形程度有关。如图6所示，上述径向力作用于基础型钢F1、F2、F3、F4，F1—F4作为切力，提高了抗扭承载力。
以上已详细描述了本方面的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书的保护范围中。

Claims (3)

1.一种加固钢结构梁或柱的施工方法，所述梁或柱采用基础型钢，其特征在于：其施工步骤包括：
第一， 制备构件：基础型钢、4个U形槽钢(1-1、1-2、1-3、1-4)；基础型钢采用工字钢，由上翼缘(2-1)、下翼缘(2-2)、腹板(3)组成，上翼缘和下翼缘的结构相同；在基础型钢的上翼缘、下翼缘的左右两侧分别焊接竖向钢管，竖向钢管的两端突出翼缘，竖向钢管的高度大于翼缘的厚度，竖向钢管为中空；竖向钢管的间距为15-50cm；
第二，将4个U形槽钢插入基础型钢的上翼缘、下翼缘的四角中，U形槽钢和基础型钢的翼缘之间均预设有螺栓孔，U形槽钢与基础型钢的翼缘的螺栓孔对齐，两者通过螺栓螺母组件固定；U形槽钢与翼缘之间形成有穿设预应力筋的孔道；
U形槽钢从基础型钢的正面插入，其插入翼缘的两边侧面有突起，与竖向钢管突出于翼缘的部分相互配合以便定位U形槽钢与翼缘的相互位置；U形槽钢的上下表面与竖向钢管相对应的部分有孔，通过螺栓螺母组件固定两者；
焊接上、下外侧板、上、下内侧板，上外侧板设置在上翼缘的2个U形槽钢的翼缘外侧；下外侧板设置在上翼缘的2个U形槽钢的翼缘外侧；上内侧板、下内侧板分别设置在上翼缘、下翼缘的U形槽钢的翼缘内侧的一端和腹板之间；
第三，在所述基础型钢的4角的孔道中穿过预应力筋，施加预应力。
2.根据权利要求1任一项所述的一种加固钢结构梁或柱的施工方法，其特征在于：所述预应力筋采用预应力钢绞线。
3.根据权利要求1所述的一种加固钢结构梁或柱的施工方法，其特征在于：所述梁或柱为边梁或边柱。
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