CN109339338A - 方形钢柱的加固结构 - Google Patents

方形钢柱的加固结构 Download PDF

Info

Publication number
CN109339338A
CN109339338A CN201811136360.9A CN201811136360A CN109339338A CN 109339338 A CN109339338 A CN 109339338A CN 201811136360 A CN201811136360 A CN 201811136360A CN 109339338 A CN109339338 A CN 109339338A
Authority
CN
China
Prior art keywords
square steel
column
steel column
securing plate
ruggedized construction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811136360.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109339338B (zh
Inventor
王韬
王银辉
陈闯
罗征
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Institute of Technology of ZJU
Original Assignee
Ningbo Institute of Technology of ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Institute of Technology of ZJU filed Critical Ningbo Institute of Technology of ZJU
Priority to CN201811136360.9A priority Critical patent/CN109339338B/zh
Publication of CN109339338A publication Critical patent/CN109339338A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109339338B publication Critical patent/CN109339338B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
    • E04C3/32—Columns; Pillars; Struts of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/024—Structures with steel columns and beams

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

本发明公开一种方形钢柱的加固结构，包括横向设置的梁柱连接部(1)、竖向设置的方形钢柱(2)，方形钢柱(2)通过柱端部(2.1)与梁柱连接部(1)相抵以承受梁柱整体的重量，柱端部(2.1)设有用于降低柱端部(2.1)抗弯和抗剪承载力的开孔(2.2)，加固结构还包括用于覆盖开孔(2.2)的加固板(3)，加固板(3)通过螺栓(4)与柱端部(2.1)连接，加固板(3)包括紧贴于方形钢柱(2)的本体(3.1)、凸设于本体(3.1)上且沿横向设置的多个筋条(3.2)。本发明提供一种不需对方形钢柱的整体进行加固，只需对柱端进行局部加固即可获得理想的防屈曲效果，达到提高钢结构整体抗风抗震能力的方形钢柱的加固结构。

Description

方形钢柱的加固结构
技术领域
本发明涉及建筑钢结构技术领域，特别涉及一种方形钢柱的加固结构。
背景技术
一般的钢框架结构的柱较多采用方形钢柱对对横向梁柱进行支撑的形式，方形钢管的整体稳定性较强，但局部稳定性相对较弱，特别是与方形钢柱相抵的柱端部，在狂风或者地震力带来的水平力作用于钢框架时，与梁柱连接部相抵的方形钢柱的端部产生巨大的弯矩和剪力，局部稳定性弱的方形钢柱的端部容易发生局部屈曲破坏，导致结构倒塌，而采用一般的方法对柱端进行防屈曲加固，，虽可使加固区的柱端抗弯和抗剪承载力增强而不易破坏，，但靠近方形钢柱体的加固区弯矩较大的区域仍然会出现屈曲破坏，也就是屈曲破坏区内移，因此一般的局部防屈曲的加固方法获得的效果不佳，需要对整根柱或基本上整根柱进行加固才能完全消除屈曲破坏区获得理想的防屈曲效果，但此法的缺陷在于不经济且结构重量大幅增加
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种不需对方形钢柱的整体进行加固，只需对柱端进行局部加固即可获得理想的防屈曲效果，达到提高钢结构整体抗风抗震能力的方形钢柱的加固结构。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种方形钢柱的加固结构，包括横向设置的梁柱连接部、竖向设置的方形钢柱，所述方形钢柱通过柱端部与梁柱连接部相抵以承受梁柱整体的重量，其特征在于：所述柱端部设有用于集中应力的开孔，所述加固结构还包括用于覆盖所述开孔的加固板，所述加固板通过螺栓与柱端部连接，所述加固板包括本体、凸设于本体上且沿横向设置的多个筋条。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用不改变柱端抗弯和抗剪承载力的局部防屈曲加固方法，在柱端部设置开孔，开孔用于降低原先柱端截面的抗弯和抗剪承载力，将容易受到破坏的区域控制在开孔部位，再通过加固板进行局部加固不仅弥补了开孔损失掉的微不足道的稳定性，并且加固板上横向凸起的多个筋条可以大大提高柱端的局部稳定性，从而消除了柱端部潜在的屈曲破坏区，将柱端部通过加固板加固转变为稳定的塑性区，从而提高柱端部的抗风抗震能力。
作为本发明的第一种改进，多个所述筋条沿竖向依序间隔排布，通过所述改进，筋条为多个，用于提高柱端部的稳定性，且多个筋条沿竖向依序间隔排布，使得筋条布满柱端部的全部区域，也覆盖柱端部的开孔处，以进一步提高柱端部的抗屈曲破坏能力。
优选地，所述加固板为由平钢板冷弯成形的波形钢腹板，波形钢腹板具有稳定性强的特点，而此处将波形钢腹板用于方形钢柱的柱端部，充分利用波形钢腹板抗剪屈服强度高的优点，提高了方形钢柱的稳定性，并且减少板厚和材料用量。
作为本发明的第二种改进，所述开孔为方形，所述方形的开孔的宽度bk和方形钢柱厚度tc的乘积等于波形钢腹板的宽度bs和波形钢腹板的厚度ts的乘积，即bktc＝bsts，合理设置加固区的方孔尺寸，防止屈曲破坏区内移，避免未加固区破坏，为了使加固后的柱端部截面所能承受的极限弯矩不超过未加固的柱，方孔的大小不宜过大也不宜过小，需要适当控制，故按等截面进行设计，可保证加固后开孔部位的柱端部截面所能承受的极限弯矩不增加也不减少，当bsts较大时，柱端截面所能承受的极限弯矩较大，则会出现背景技术中描述的屈曲破坏区内移的情况，达不到良好的防屈曲效果；当bktc较大时，虽能达到良好的防屈曲效果，但柱端部截面所能承受的极限弯矩较小，抗弯承载力降低。
作为本发明的第三种改进，所述波形钢腹板的厚度为ts，所述方形钢柱的厚度为tc，tc/12≤ts≤tc/6，通过所述改进，由于波形钢腹板的稳定性较强，且考虑经济型，故采用厚度在tc/12～tc/6之间的钢腹板，即可满足柱端部的稳定性需要。
作为本发明的第四种改进，所述波形钢腹板的宽度为bs，所述方形钢柱的宽度为bc，所述方形钢柱的厚度为tc，bs＝bc-2tc，通过所述改进，波形钢腹板可以设置在方形钢柱的外表面，亦可以设置在方形钢柱的内表面，当波形钢腹板设置在外表面时，bs＝bc-2tc可以避免相邻的波形钢腹板在方形钢柱的拐角处产生干涉，当设置在方形钢柱的内表面时，bs应当更小，bs＝bc-2tc-2hr-4mm，其中hr为波形钢腹板的波高，4mm为施工所需的间隙，并且波形钢腹板一般很薄很锋利，当波形钢腹板设置在方形钢柱的外表面时，施工搬运的过程中容易被割伤，特别是柱下端容易割伤人，施工完毕后如没有适当的保护措施则有安全隐患，而内部加固则没有这个安全隐患，因此，方形钢柱的下端宜采用将波形钢腹板设置在方形钢柱内表面进行加固。
作为本发明的第五种改进，所述方形的开孔的高度为hk，所述方形钢柱的宽度为bc，hk＝bc，通过所述改进，可以保证足够的塑性区高度，使得柱端部整体防屈曲破坏能力提高。
作为本发明的第六种改进，所述柱端部环绕开孔设置有多个第一连接孔，所述本体设有与第一连接孔对应设置的第二连接孔，所述螺栓通过第一连接孔、第二连接孔将方形钢柱与加固板连接固定，通过所述改进，采用螺栓连接，加固区没有焊缝，且方孔位置处于柱的端部，方便施工，可在工厂内完成加固，不需在现场进行加固，同时螺栓的截面可以抵消因开设第一连接孔而损失的柱端部的强度和因开设第二连接孔而损失的波形钢腹板的强度。
附图说明
图1为本发明整体立体结构示意图。
图2为本发明柱端部截面结构示意图。
图3为柱端部开孔处结构示意图。
1-梁柱连接部，2-方形钢柱，2.1-柱端部，2.2-开孔，2.3-第一连接孔，3-加固板，3.1-本体，3.2-筋条，4-螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1-3所示，
一种方形钢柱的加固结构，包括横向设置的梁柱连接部1、竖向设置的方形钢柱2，所述方形钢柱2通过柱端部2.1与梁柱连接部1相抵以承受梁柱整体的重量，所述柱端部2.1设有用于降低柱端部2.1抗弯和抗剪承载力的开孔2.2，所述加固结构还包括用于覆盖所述开孔2.2的加固板3，所述加固板3通过螺栓4与柱端部2.1连接，所述加固板3包括紧贴于方形钢柱2的本体3.1、凸设于本体3.1上且沿横向设置的多个筋条3.2。
其中，多个所述筋条3.2沿竖向依序间隔排布。
其中，所述加固板3为波形钢腹板。
其中，所述开孔2.2为方形，所述方形的开孔2.2的宽度bk和方形钢柱2厚度tc的乘积等于波形钢腹板的宽度bs和波形钢腹板的厚度ts的乘积，即bktc＝bsts。
其中，此处的开孔2.2也不仅限与方形，也包括了除方形外如圆形、棱形、多边形等其他非方形的结构。
其中，所述波形钢腹板的厚度为ts，所述方形钢柱2的厚度为tc，tc/12≤ts≤tc/6，根据最近的实验研究，波形钢腹板的稳定性很强，ts的厚度最多只需tc/6就够了，一般波形钢腹板厚度ts为1-2mm，方钢管板厚tc一般为十几mm，tc/12≤ts≤tc/6符合正常使用范围。
其中，所述波形钢腹板的宽度为bs，所述方形钢柱2的宽度为bc，所述方形钢柱2的厚度为tc，所述加固板设置在方形钢柱外表面时bs＝bc-2tc，设置在方形钢柱内表面时bs＝bc-2tc-2hr-4mm。
其中，所述方形的开孔2.2的高度为hk，所述方形钢柱2的宽度为bc，hk＝bc。
其中，所述柱端部2.1环绕开孔2.2设置有多个第一连接孔2.3，所述本体3.1设有与第一连接孔2.3对应设置的第二连接孔，所述螺栓4通过第一连接孔2.3、第二连接孔将方形钢柱2与加固板3连接固定。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种方形钢柱的加固结构，包括横向设置的梁柱连接部(1)、竖向设置的方形钢柱(2)，所述方形钢柱(2)通过柱端部(2.1)与梁柱连接部(1)相抵以承受梁柱整体的重量，其特征在于：所述柱端部(2.1)设有用于降低柱端部(2.1)抗弯和抗剪承载力的开孔(2.2)，所述加固结构还包括用于覆盖所述开孔(2.2)的加固板(3)，所述加固板(3)通过螺栓(4)与柱端部(2.1)连接，所述加固板(3)包括紧贴于方形钢柱(2)的本体(3.1)、凸设于本体(3.1)上且沿横向设置的多个筋条(3.2)。
2.根据权利要求1所述的方形钢柱的加固结构，其特征在于：所述加固板(3)为由平钢板冷弯成形的波形钢板。
3.根据权利要求1所述的方形钢柱的加固结构，其特征在于：所述加固板上的多个筋条(3.2)沿竖向依序间隔排布。
4.根据权利要求1所述的方形钢柱的加固结构，其特征在于：所述开孔(2.2)为方形，所述方形的开孔(2.2)的宽度bk和方形钢柱(2)厚度tc的乘积等于加固板的宽度bs和加固板的厚度ts的乘积，即bktc＝bsts。
5.根据权利要求1所述的方形钢柱的加固结构，其特征在于：所述加固板的厚度为ts，所述方形钢柱(2)的厚度为tc，tc/12≤ts≤tc/6。
6.根据权利要求1所述的方形钢柱的加固结构，其特征在于：所述加固板的宽度为bs，所述方形钢柱(2)的宽度为bc，所述方形钢柱(2)的厚度为tc，所述加固板设置在方形钢柱外表面时bs＝bc-2tc，设置在方形钢柱内表面时bs＝bc-2tc-2hr-4mm。
7.根据权利要求4所述的方形钢柱的加固结构，其特征在于：所述方孔(2.2)的高度为hk，所述方形钢柱(2)的宽度为bc，hk＝bc。
8.根据权利要求1所述的方形钢柱的加固结构，其特征在于：所述柱端部(2.1)的四个面均设有环绕方孔(2.2)设置有多个第一连接孔(2.3)，所述加固板(3)的数量为与四个面对应的四块，且加固板(3)的本体(3.1)也设置有与第一连接孔(2.3)相对应的第二连接孔，所述螺栓(4)穿过方形钢柱上的第一连接孔(2.3)以及加固板本体(3.1)上的第二连接孔将两者固定。
CN201811136360.9A 2018-09-28 2018-09-28 方形钢柱的加固结构 Active CN109339338B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811136360.9A CN109339338B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 方形钢柱的加固结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811136360.9A CN109339338B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 方形钢柱的加固结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109339338A true CN109339338A (zh) 2019-02-15
CN109339338B CN109339338B (zh) 2021-04-06

Family

ID=65307470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811136360.9A Active CN109339338B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 方形钢柱的加固结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109339338B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110230357A (zh) * 2019-07-15 2019-09-13 南京林业大学 一种装配式钢-竹组合半刚性消能节点框架
CN110295669A (zh) * 2019-07-18 2019-10-01 厦门东翔工程设计有限公司 一种钢筋混凝土结构及加固方法
CN110984607A (zh) * 2019-10-25 2020-04-10 山东省建筑科学研究院有限公司 一种方形钢柱的加固结构

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1267348A (zh) * 1997-07-21 2000-09-20 金中植 带有由加强板加强的金属壳的结构构件
JP2006063587A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Takenaka Komuten Co Ltd 木質構造材による柱梁架構の接合工法及び接合構造
CN101245619A (zh) * 2008-03-06 2008-08-20 同济大学 大高宽比组合钢板剪力墙
CN205557890U (zh) * 2016-04-21 2016-09-07 天津大学 一种局部强度降低的建筑结构全钢防屈曲支撑
CN106812366A (zh) * 2017-03-05 2017-06-09 北京工业大学 一种装配式自复位耗能支撑结构
CN207538208U (zh) * 2017-11-04 2018-06-26 深圳市子煜钢结构工程有限公司 一种装配式钢结构
CN207597918U (zh) * 2017-11-23 2018-07-10 山西华固天成建筑工程有限公司 一种震损方钢管混凝土框架边节点加固结构
CN108331365A (zh) * 2018-02-01 2018-07-27 中原工学院 一种压型钢板加固钢筋混凝土楼板方法
CN108396865A (zh) * 2018-04-26 2018-08-14 王晓军 一种装配式建筑的立柱模块及装配式笼式结构建筑
CN108457423A (zh) * 2018-03-22 2018-08-28 山东科技大学 通过承载机制的变化改善原设计破坏形态的柱子

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1267348A (zh) * 1997-07-21 2000-09-20 金中植 带有由加强板加强的金属壳的结构构件
JP2006063587A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Takenaka Komuten Co Ltd 木質構造材による柱梁架構の接合工法及び接合構造
CN101245619A (zh) * 2008-03-06 2008-08-20 同济大学 大高宽比组合钢板剪力墙
CN205557890U (zh) * 2016-04-21 2016-09-07 天津大学 一种局部强度降低的建筑结构全钢防屈曲支撑
CN106812366A (zh) * 2017-03-05 2017-06-09 北京工业大学 一种装配式自复位耗能支撑结构
CN207538208U (zh) * 2017-11-04 2018-06-26 深圳市子煜钢结构工程有限公司 一种装配式钢结构
CN207597918U (zh) * 2017-11-23 2018-07-10 山西华固天成建筑工程有限公司 一种震损方钢管混凝土框架边节点加固结构
CN108331365A (zh) * 2018-02-01 2018-07-27 中原工学院 一种压型钢板加固钢筋混凝土楼板方法
CN108457423A (zh) * 2018-03-22 2018-08-28 山东科技大学 通过承载机制的变化改善原设计破坏形态的柱子
CN108396865A (zh) * 2018-04-26 2018-08-14 王晓军 一种装配式建筑的立柱模块及装配式笼式结构建筑

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110230357A (zh) * 2019-07-15 2019-09-13 南京林业大学 一种装配式钢-竹组合半刚性消能节点框架
CN110295669A (zh) * 2019-07-18 2019-10-01 厦门东翔工程设计有限公司 一种钢筋混凝土结构及加固方法
CN110984607A (zh) * 2019-10-25 2020-04-10 山东省建筑科学研究院有限公司 一种方形钢柱的加固结构
CN110984607B (zh) * 2019-10-25 2021-07-30 山东省建筑科学研究院有限公司 一种方形钢柱的加固结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN109339338B (zh) 2021-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102359180B (zh) 桁架组合梁与上下层连接的轻钢结构及其施工方法
CN109339338A (zh) 方形钢柱的加固结构
CN109083295A (zh) 一种带可更换部件的可恢复功能联肢剪力墙结构
CN103243836B (zh) 钢板-钢支撑组合抗侧力构件及应用该构件的梁柱结构
CN105064503A (zh) 钢管核心筒混合结构
CN107386462A (zh) 单边屈曲约束式钢梁柱连接节点和钢结构建筑
CN107338873B (zh) 单边屈曲约束式钢梁柱连接节点和钢结构建筑
CN201671226U (zh) 扩大带翼缘十字型钢src柱
CN105155684A (zh) 用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件及其装配方法
CN207228351U (zh) 单边屈曲约束式钢梁柱连接节点和钢结构建筑
CN106049720A (zh) 穿孔肋拉杆约束双层钢板混凝土剪力墙
CN105064512A (zh) 圆钢管混凝土柱与钢梁的连接结构
CN109403469A (zh) 型钢混凝土梁柱节点钢结构补强结构
JP2002070326A (ja) 鉄骨構造材の補強構造
CN110409618A (zh) 塑性区钢纤维增强的型钢混凝土框架梁柱节点
KR100585855B1 (ko) 철근콘크리트 기둥 및 철골 보의 접합부
CN201671227U (zh) 对角线布置带翼缘十字型钢src柱
CN207260341U (zh) 单边屈曲约束式钢梁柱连接节点和钢结构建筑
CN105780968A (zh) 适用于高烈度地区高层/超高层建筑的钢板剪力墙结构
CN103061417B (zh) 一种型钢混凝土组合梁与钢管混凝土柱连接节点
CN214034879U (zh) 一种用于框架结构节点的抗震加固结构
CN105756229A (zh) 一种多层自防屈曲钢板剪力墙
CN111305468B (zh) 一种超强钢筋混凝土梁
CN207314527U (zh) H型钢、h型钢的连接结构及h型钢混凝土结构
CN208996501U (zh) 一种隅撑结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant