CN112982198A - 一种工字钢加固装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工字钢加固装置，通过在上下翼缘和腹板之间设置角钢，并在腹板、角钢连接处设置阻尼板、波纹板，形成波纹板+阻尼板+角钢+腹板的受力方式，提高了工字钢腹板的受力性能，在上下翼缘之间设置支撑柱，支撑柱通过斜撑与角钢连接，有效对上下翼缘之间的集中受力进行分配，改变原有工字钢受力形式，提高工字钢的整体结构受力。

Description

一种工字钢加固装置

技术领域：本发明涉及桥梁工程领域，具体涉及一种工字钢加固装置。

背景技术：工字钢是常见的钢结构形式，其在桥梁工程中往往承担抗弯作用，工字钢一般包括上翼缘、下翼缘以及位于上下翼缘之间的腹板，由于腹板高度一般较高，因此，其容易发生破坏，对于工字钢而言其往往需要对腹板进行加固。

传统的腹板加固多采用提高腹板强度厚度、或者贴设钢板等方式，其加固效果有限，且不能解决腹板集中受力的技术问题。针对工字钢的加固，需要结合其受力方式，改变腹板的局部应力集中，实现力学体系转换，从而提高工字钢的整体受力性能。

发明内容：本发明针对现有技术的问题，提供一种工字钢加固装置。

本发明提供一种工字钢加固装置，所述工字钢包括上翼缘、下翼缘和位于上翼缘和下翼缘之间的腹板，所述上翼缘上设置有连接件，所述连接件包括第一连接板、第二连接板，所述第一连接板和第二连接板垂直设置，所述第一连接板与所述上翼缘固定连接，所述第二连接板上设置有通孔，其特征在于：在所述上翼缘与腹板连接处设置第一角钢和第二角钢，在所述下翼缘与腹板连接处设置第三角钢和第四角钢，所述第一角钢和第三角钢位于腹板左侧，所述第二角钢和第四角钢位于腹板右侧，所述第一角钢、第二角钢、第三角钢和第四角钢均包括水平肢和垂直肢，其中第一角钢、第二角钢的水平肢分别与上翼缘固定连接，所述第一角钢、第二角钢的垂直肢分别与腹板固定连接，第三角钢、第四角钢的水平肢分别与下翼缘固定连接，所述第三角钢、第四角钢的垂直肢分别与腹板固定连接，在第一角钢的垂直肢和第三角钢的垂直肢之间设置左阻尼垫，在第二角钢的垂直肢和第四角钢的垂直肢之间设置右阻尼垫，在所述腹板左侧设置左波纹板，所述左波纹板的上端与第一角钢的垂直肢固定连接，所述左波纹板的下端与第三角钢的垂直肢固定连接；在所述腹板右侧设置右波纹板，所述右波纹板的上端与第二角钢的垂直肢固定连接，所述右波纹板的下端与第四角钢的垂直肢固定连接，所述左波纹板的上端、所述右波纹板的上端、第一角钢的垂直肢和第二角钢的垂直肢通过第一螺栓固定连接，所述左波纹板的下端、所述右波纹板的下端、第三角钢的垂直肢和第四角钢的垂直肢通过第二螺栓固定连接，所述左波纹板和所述右波纹板均包括波峰段和平直段，所述左波纹板的平直段依次与第一角钢的垂直肢、左阻尼板、第三角钢的垂直肢固定连接，所述右波纹板的平直段依次与第二角钢的垂直肢、右阻尼板、第四角钢的垂直肢固定连接，在所述腹板左侧的上翼缘和下翼缘之间设置左支撑柱，在所述腹板右侧的上翼缘和下翼缘之间设置右支撑柱，在所述左支撑柱与所述第一角钢之间设置第一斜撑，所述左支撑柱与第三角钢之间设置第二斜撑，在所述右支撑柱与所述第二角钢之间设置第三斜撑，在所述右支撑柱与所述第四角钢之间设置第四斜撑，在所述第一斜撑与第二斜撑之间设置第一连接杆，在所述第三斜撑与第四斜撑之间设置第二连接杆。

作为优选，所述第一螺栓依次穿过所述左波纹板的上端、第一角钢的垂直肢、腹板、第二角钢的垂直肢、所述右波纹板的上端，所述第一螺栓的两端通过螺帽固定连接。

作为优选，所述第二螺栓依次穿过所述左波纹板的下端、第三角钢的垂直肢、腹板、第四角钢的垂直肢、所述右波纹板的下端，所述第二螺栓的两端通过螺帽固定连接。

作为优选，所述第一角钢、第二角钢、第三角钢的第四角钢的水平肢厚度相同，所述第一角钢、第二角钢、第三角钢的第四角钢的垂直肢厚度相同。

作为优选，所述左阻尼板与所述第一角钢的垂直肢、第三角钢的垂直肢厚度相同。

作为优选，所述右阻尼板与所述第二角钢的垂直肢、第四角钢的垂直肢厚度相同。

作为优选，所述第一角钢、第二角钢、第三角钢的第四角钢的材质可以选择为钢材，且其强度不低于工字钢钢材强度。

本发明的工作原理如下：

在工字钢上翼缘上设置连接件，连接件的第二连接板上设置通孔，可以穿过钢筋，从而加强工字钢结构与上部结构的连接关系，适用于钢筋混凝土结构的桥面板等结构；

在工字钢腹板与上下翼缘的结合处设置角钢，利用角钢加强工字钢翼缘与腹板结合处的强度，避免该处应力集中发生的破坏；在第一角钢、第三角钢以及第二角钢与第四角钢之间设置左阻尼板、左波纹板以及右阻尼板和右波纹板，加强工字钢腹板的抗屈曲能力，所述左阻尼板和所述右阻尼板的材质可以选择为记忆合金材料，也可以选择其他带有阻尼性能的材质，可以才发生小变形时，通过左右阻尼板吸收能量；

左右波纹板分别贴合所述角钢和左阻尼板、右阻尼板，从而提高腹板的受力性能，其形成波纹板+阻尼板+角钢+腹板的受力方式，从而形成不同体系的受力，有效避免了腹板强度过低引起的受力破坏；波纹板和阻尼板可以形成阻尼消能，而角钢和腹板则主要承受刚度变形，上述阻尼+刚度耗能体系可以显著提高工字钢腹板的受力性能；

在上下翼缘之间还设置支撑柱、支撑斜撑和连接杆，从而形成超静定加固体系，有效避免应力集中在腹板区域，而通过支撑柱等加固体系，有效分担上下翼缘之间的受力；斜撑分别与角钢连接，角钢与腹板连接，形成腹板-支撑柱-角钢-斜撑的超静定加固体系，改变了原有腹板单独受力的不稳定性，有效提高工字钢的整体受力性能。

本发明的优点在于：

本发明提供一种工字钢加固装置，通过在上下翼缘和腹板之间设置角钢，并在腹板、角钢连接处设置阻尼板、波纹板，形成波纹板+阻尼板+角钢+腹板的受力方式，提高了工字钢腹板的受力性能，在上下翼缘之间设置支撑柱，支撑柱通过斜撑与角钢连接，有效对上下翼缘之间的集中受力进行分配，改变原有工字钢受力形式，提高工字钢的整体结构受力。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为左波纹板和右波纹板设置示意图；

图3为连接件设置示意图；

图4为左波纹板与左阻尼板示意图；

图5为波纹板结构示意图；

图6为第一螺栓设置示意图。

具体实施方式：以下针对说明书附图内容，对本发明限定的结构，进行具体的解释说明。

本发明提供一种工字钢加固装置，所述工字钢包括上翼缘1、下翼缘2和位于上翼缘1和下翼缘2之间的腹板3，所述上翼缘1上设置有连接件4，所述连接件4包括第一连接板41、第二连接板42，所述第一连接板41和第二连接板42垂直设置，所述第一连接板41与所述上翼缘1固定连接，所述第二连接板42上设置有通孔43，其特征在于：在所述上翼缘1与腹板3连接处设置第一角钢5和第二角钢6，在所述下翼缘2与腹板3连接处设置第三角钢7和第四角钢8，所述第一角钢5和第三角钢7位于腹板3左侧，所述第二角钢6和第四角钢8位于腹板3右侧，所述第一角钢5、第二角钢6、第三角钢7和第四角钢8均包括水平肢和垂直肢，其中第一角钢5、第二角钢6的水平肢分别与上翼缘1固定连接，所述第一角钢5、第二角钢6的垂直肢分别与腹板3固定连接，第三角钢7、第四角钢8的水平肢分别与下翼缘2固定连接，所述第三角钢7、第四角钢8的垂直肢分别与腹板3固定连接，在第一角钢5的垂直肢和第三角钢7的垂直肢之间设置左阻尼垫，在第二角钢6的垂直肢和第四角钢8的垂直肢之间设置右阻尼垫，在所述腹板3左侧设置左波纹板11，所述左波纹板11的上端与第一角钢5的垂直肢固定连接，所述左波纹板11的下端与第三角钢7的垂直肢固定连接；在所述腹板3右侧设置右波纹板12，所述右波纹板12的上端与第二角钢6的垂直肢固定连接，所述右波纹板12的下端与第四角钢8的垂直肢固定连接，所述左波纹板11的上端、所述右波纹板12的上端、第一角钢5的垂直肢和第二角钢6的垂直肢通过第一螺栓13固定连接，所述左波纹板11的下端、所述右波纹板12的下端、第三角钢7的垂直肢和第四角钢8的垂直肢通过第二螺栓14固定连接，所述左波纹板11和所述右波纹板12均包括波峰段111和平直段112，所述左波纹板11的平直段112依次与第一角钢5的垂直肢、左阻尼板9、第三角钢7的垂直肢固定连接，所述右波纹板12的平直段112依次与第二角钢6的垂直肢、右阻尼板10、第四角钢8的垂直肢固定连接，在所述腹板3左侧的上翼缘1和下翼缘2之间设置左支撑柱15，在所述腹板3右侧的上翼缘1和下翼缘2之间设置右支撑柱16，在所述左支撑柱15与所述第一角钢5之间设置第一斜撑17，所述左支撑柱15与第三角钢7之间设置第二斜撑18，在所述右支撑柱16与所述第二角钢6之间设置第三斜撑19，在所述右支撑柱16与所述第四角钢8之间设置第四斜撑20，在所述第一斜撑17与第二斜撑18之间设置第一连接杆21，在所述第三斜撑19与第四斜撑20之间设置第二连接杆22。

作为优选，所述第一螺栓13依次穿过所述左波纹板11的上端、第一角钢5的垂直肢、腹板3、第二角钢6的垂直肢、所述右波纹板12的上端，所述第一螺栓13的两端通过螺帽固定连接。

作为优选，所述第二螺栓14依次穿过所述左波纹板11的下端、第三角钢7的垂直肢、腹板3、第四角钢8的垂直肢、所述右波纹板12的下端，所述第二螺栓14的两端通过螺帽固定连接。

作为优选，所述第一角钢5、第二角钢6、第三角钢7的第四角钢8的水平肢厚度相同，所述第一角钢5、第二角钢6、第三角钢7的第四角钢8的垂直肢厚度相同。

作为优选，所述左阻尼板9与所述第一角钢5的垂直肢、第三角钢7的垂直肢厚度相同。

作为优选，所述右阻尼板10与所述第二角钢6的垂直肢、第四角钢8的垂直肢厚度相同。

作为优选，所述第一角钢5、第二角钢6、第三角钢7的第四角钢8的材质可以选择为钢材，且其强度不低于工字钢钢材强度。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.一种工字钢加固装置，所述工字钢包括上翼缘、下翼缘和位于上翼缘和下翼缘之间的腹板，所述上翼缘上设置有连接件，所述连接件包括第一连接板、第二连接板，所述第一连接板和第二连接板垂直设置，所述第一连接板与所述上翼缘固定连接，所述第二连接板上设置有通孔，其特征在于：在所述上翼缘与腹板连接处设置第一角钢和第二角钢，在所述下翼缘与腹板连接处设置第三角钢和第四角钢，所述第一角钢和第三角钢位于腹板左侧，所述第二角钢和第四角钢位于腹板右侧，所述第一角钢、第二角钢、第三角钢和第四角钢均包括水平肢和垂直肢，其中第一角钢、第二角钢的水平肢分别与上翼缘固定连接，所述第一角钢、第二角钢的垂直肢分别与腹板固定连接，第三角钢、第四角钢的水平肢分别与下翼缘固定连接，所述第三角钢、第四角钢的垂直肢分别与腹板固定连接，在第一角钢的垂直肢和第三角钢的垂直肢之间设置左阻尼垫，在第二角钢的垂直肢和第四角钢的垂直肢之间设置右阻尼垫，在所述腹板左侧设置左波纹板，所述左波纹板的上端与第一角钢的垂直肢固定连接，所述左波纹板的下端与第三角钢的垂直肢固定连接；在所述腹板右侧设置右波纹板，所述右波纹板的上端与第二角钢的垂直肢固定连接，所述右波纹板的下端与第四角钢的垂直肢固定连接，所述左波纹板的上端、所述右波纹板的上端、第一角钢的垂直肢和第二角钢的垂直肢通过第一螺栓固定连接，所述左波纹板的下端、所述右波纹板的下端、第三角钢的垂直肢和第四角钢的垂直肢通过第二螺栓固定连接，所述左波纹板和所述右波纹板均包括波峰段和平直段，所述左波纹板的平直段依次与第一角钢的垂直肢、左阻尼板、第三角钢的垂直肢固定连接，所述右波纹板的平直段依次与第二角钢的垂直肢、右阻尼板、第四角钢的垂直肢固定连接，在所述腹板左侧的上翼缘和下翼缘之间设置左支撑柱，在所述腹板右侧的上翼缘和下翼缘之间设置右支撑柱，在所述左支撑柱与所述第一角钢之间设置第一斜撑，所述左支撑柱与第三角钢之间设置第二斜撑，在所述右支撑柱与所述第二角钢之间设置第三斜撑，在所述右支撑柱与所述第四角钢之间设置第四斜撑，在所述第一斜撑与第二斜撑之间设置第一连接杆，在所述第三斜撑与第四斜撑之间设置第二连接杆。

2.如权利要求1所述的一种工字钢加固装置，其特征在于：所述第一螺栓依次穿过所述左波纹板的上端、第一角钢的垂直肢、腹板、第二角钢的垂直肢、所述右波纹板的上端，所述第一螺栓的两端通过螺帽固定连接。

3.如权利要求2所述的一种工字钢加固装置，其特征在于：所述第二螺栓依次穿过所述左波纹板的下端、第三角钢的垂直肢、腹板、第四角钢的垂直肢、所述右波纹板的下端，所述第二螺栓的两端通过螺帽固定连接。

4.如权利要求1所述的一种工字钢加固装置，其特征在于：所述第一角钢、第二角钢、第三角钢的第四角钢的水平肢厚度相同，所述第一角钢、第二角钢、第三角钢的第四角钢的垂直肢厚度相同。

5.如权利要求4所述的一种工字钢加固装置，其特征在于：所述左阻尼板与所述第一角钢的垂直肢、第三角钢的垂直肢厚度相同。

6.如权利要求5所述的一种工字钢加固装置，其特征在于：所述右阻尼板与所述第二角钢的垂直肢、第四角钢的垂直肢厚度相同。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种工字钢加固装置，其特征在于：所述第一角钢、第二角钢、第三角钢的第四角钢的材质可以选择为钢材，且其强度不低于工字钢钢材强度。

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