CN113685059A

CN113685059A - 一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置

Info

Publication number: CN113685059A
Application number: CN202111093217.8A
Authority: CN
Inventors: 田利; 罗贤超; 刘俊才; 王晓阳; 杨萌; 马震; 孟祥瑞
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2021-09-17
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2041-09-17
Also published as: CN113685059B

Abstract

本发明公开了一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，所述的加固装置包括两个不等肢角钢、约束钢板和螺栓；所述的两个不等肢角钢一肢相对且贴合，置于被加固角钢的两肢之间；所述的约束钢板环绕布置在被加固角钢和不等肢角钢外部，并通过螺栓连接。本发明加固形式灵活且施工便捷，能够提高被加固角钢的局部和整体稳定性。本加固装置形式灵活，能够提高被被固角钢的局部和整体稳定性，减小被加固角钢的变形。

Description

一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置

技术领域

本发明属于土木工程的钢结构加固领域，具体涉及一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置。

背景技术

在以输电塔为代表的钢结构中，很多以角钢作为结构的受力构件，往往通过更换主材、添加副主材或添加辅助材的形式，在角钢老化或承载力要求提高后对其进行加固。传统的加固形式往往需要对原角钢进行钻孔或焊接，容易导致截面削弱及应力集中。因此，设计一种免钻孔免焊接且施工难度小的加固形式，具有重大的实际意义及应用前景。

目前在钢结构加固领域中已有雏形并进行试验的方案，如十字型复合截面加固、T型组合截面加固、FRP新材料加固和设置构件间预应力拉索等，加固效果理想，有效提升了原塔结构的承载力。但是考虑到输电塔中被加固角钢可能处于塔体中上部位，且这些加固方式形式死板，对原角钢存在截面削弱或应力集中，不利于实际的加固工作。而且对原构件不打孔和不焊接的加固方式很难保证角钢承载力的提升程度，同时材料大量使用和加工难度增加都会提高施工成本，因此为了便于施工和保持原构件特性，需要有更为灵活的加固形式，提高角钢的防屈曲能力和稳定性。

发明内容

本发明目的是提供一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，旨在约束角钢构件发生受压失稳，对角钢进行加固并提高角钢的受压承载力。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，包括两个不等肢角钢、约束钢板和螺栓；所述的两个不等肢角钢一肢相对且贴合，置于被加固角钢的两肢之间；所述的约束钢板包括连接板、第一约束板件和第二约束板件；所述连接板布置在两个不等肢角钢外部；所述的第一约束板包括两个，分别贴合在被加固角钢两肢外侧；两个第一约束板的一端通过螺栓连接，另外一端各自与对应的第二约束板件连接，所述的第二约束板件与连接板平行，且与连接板相连。

进一步的技术方案为：所述两个不等肢角钢一肢贴合，放置于被加固角钢两肢之间，接触面打磨，不等肢角钢型号根据被加固角钢确定。

进一步的技术方案为：所述的连接板上间隔焊接多个第一耳板，连接板放置于两个不等肢角钢中部，且其长度略大于不等肢角钢肢长。

进一步的技术方案为：所述的第一约束板件上焊接第二耳板，且第二耳板的排列方式与第一耳板相同。第一耳板和第二耳板对应，可以根据被加固角钢尺寸调节第一约束板件和连接板的相对位置。

进一步的技术方案为：所述第一约束板件的另一端开设多个连接孔，相邻连接孔的位置与耳板的距离相对应，从而调整第一约束板件的位置。

进一步的技术方案为：所述的第二约束板件贴合于被加固角钢两肢外侧，一端开设螺栓孔，一端开设腰型孔，调节好位置后通过锚栓将第二约束板件与第一约束板件连接，且通过螺栓将两个第二约束板件相连。

进一步的技术方案为：所述的第二约束板件与被加固角钢的贴合面上增设多个橡胶垫，保证该加固装置的装配密合度。

进一步的技术方案为：所述的连接板为一个整件，沿着被加固角钢长度方向通长设置，沿着角钢长度方向每隔一段距离设置一组第一约束板件和第二约束板件。

进一步的技术方案为：所述的连接板设置多个，多个连接板沿着被加固角钢长度方向间隔设置，每个连接板配套设置一组第一约束板件和第二约束板件

本发明的有益效果是：

(1)本发明采用新的加固形式，且加固形式灵活，能够提高被加固角钢的局部和整体稳定性，减小被加固角钢的变形。

(2)本发明装配工艺简单且施工便捷，可以根据被加固角钢尺寸调整加固装置约束位置，且可以根据加固要求选择可行的加固形式。

(3)本发明的加固方式不在原角钢上打孔或焊接，避免了对原角钢的截面削弱及应力集中，施工简单，适应多种施工环境；考虑到被加固角钢往往用于高耸的格构式结构，本发明可提高施工作业的安全性，相比于传统加固形式有显著的优越性。

(4)本发明适用于各种钢结构建筑物，老旧结构的加固或对现有结构承载力要求提升的加固都可采用此加固形式，保证结构在动荷载、静荷载及往复荷载下的稳定性与安全性，能够产生较好的社会效益和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置的剖视图；

图2为一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置的连接板详图；

图3为一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置第一约束板件详图；

图4为一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置第二约束板件详图；

图5为一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置实施例一的三维图；

图6为一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置实施例二的三维图；

图中：1被加固角钢；2不等肢角钢；3第二约束板件；4连接板；5第一约束板件；6螺栓孔；7腰型孔；8第一第一耳板；9第二第二耳板；10橡胶垫。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上问题，本申请提出了一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，如图1所示，本实施例提出的一种改善角钢稳定性能的防屈曲补强加固装置，其中被加固角钢1为格构式钢结构中常用的角钢规格，在被加固角钢1的长度方向根据具体加固要求布置多个加固装置，本申请保护的是加固装置。

本实施例中公开的加固装置包括两个不等肢角钢2、约束钢板和螺栓，其中所述的约束钢板包括连接板4、第一约束板件5和第二约束板件3。连接板4、第一约束板件5和第二约束板件3布置在被加固角钢1外侧，并通过螺栓连接，具体参见图1，在图1中，连接板4水平设置，位于两个不等肢角钢2顶部；第二约束板件3左右设置；第一约束板件5一端与第二约束板件3相连，另外一端与连接板4相连；两个不等肢角钢2一肢贴合，置于被加固角钢1中，接触面打磨，不等肢角钢1型号根据被加固角钢确定。

在连接板4上间隔焊接多个第一耳板8，连接板4放置于两个不等肢角钢2 中部，且其长度略大于不等肢角钢2肢长。第一约束板件5上焊接第二耳板9，且第二耳板9的排列方式与连接板上的第一耳板8相同，本实施例中各自设置两排多列。连接板上的第一耳板8和第一约束板件上的第二耳板9通过螺栓连接。可以根据被加固角钢1尺寸调节第一约束板件5和连接板4的相对位置。第一约束板件5另一端开设多个螺栓孔6，相邻螺栓孔6的距离与相邻第二耳板 9的距离相同，可以根据加固要求适当调整第一约束板件5的位置。

两个第二约束板件3贴合于被加固角钢1两肢外侧，第二约束板件3的一端开设螺栓孔，另一端开设腰形孔7，设置腰形孔7的目的主要是为了适应不同型号的角钢。两个第二约束板件3一端通过螺栓连接，另一端分别与连接板4 连接；如图1所示；连接板4水平设置，连接板4的两端通过第一耳板8、第二连接耳9以及第一约束板5与第二约束板件3相连。

进一步的，本实施例中第二约束板件3与被加固角钢1的贴合面上增设多个橡胶垫10，保证该加固装置的装配密合度。腰型孔7长度根据被加固角钢1 的规格确定。

本实施例公开的一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，可以根据加固要求和被加固构件规格，分为两种实施例：第一种实施例是沿被加固角钢1长度方向间隔布置连接板4、第一约束板件5和第二约束板件3，两个不等肢角钢2 在被加固角钢1内侧通长布置，具体参加图5；第二种实施例是将连接板4沿被加固角钢1长度方向通长连接板4，间隔布置不等肢角钢2、第一约束板件5和第二约束板件3，具体参见图6；两种实施例均通过附加板件改变被加固角钢1 的截面形状，改善了被加固角钢的截面特性，从而提高了被加固角钢1的承载力和稳定性能。

本发明的加固方式避免了对原角钢的施工，不在原角钢上打孔或焊接，避免了对原角钢的截面削弱及应力集中，施工简单，适应多种环境；考虑到被加固角钢往往处于高耸结构，本发明可提高施工作业的安全性，相比于传统加固形式有显著的优越性。

本发明采用新的加固形式，且加固形式灵活，能够提高被被固角钢的局部和整体稳定性，减小被加固角钢的变形。本发明装配工艺简单且施工便捷，可以根据被加固角钢尺寸调整加固装置约束位置，且可以根据加固要求选择可行的加固形式。

该加固装置可用于高耸、体型复杂、承担往复荷载和安全性要求高的钢结构，安装位置灵活，施工简易，在风荷载、地震作用及往复荷载下仍能保证结构满足所要求的安全性和耐久性，能够产生较好的社会效益和经济效益。

本专利的上述实施方案并不是对本发明保护范围的限定，本专利的实施方式不限于此，凡此种种根据本专利的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利上述基本技术思想前提下，对本专利上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本专利的保护范围之内。

Claims

1.一种提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，包括包括两个不等肢角钢、约束钢板和螺栓；所述的两个不等肢角钢一肢相对且贴合，置于被加固角钢的两肢之间；所述的约束钢板包括连接板、第一约束板件和第二约束板件；所述连接板布置在两个不等肢角钢外部；所述的第一约束板包括两个，分别贴合在被加固角钢两肢外侧；两个第一约束板的一端通过螺栓连接，另外一端各自与对应的第二约束板件连接，所述的第二约束板件与连接板平行，且与连接板相连。

2.如权利要求1所述的提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，所述的连接板上间隔焊接第一耳板，并对第一耳板进行打孔。

3.如权利要求2所述的提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，在所述的第二约束板件的一端间隔焊接有多个第二耳板，第二耳板和第一耳板的排列方式相同；在第二约束板件的另一端间隔设置有连接孔，相邻连接孔之间的距离与相邻第二耳板的距离相等。

4.如权利要求3所述的提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，在第一约束板上设有腰孔，所述的腰孔与连接孔之间通过连接件相连。

5.如权利要求3所述的提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，所述的第二耳板和第一耳板设置至少一排一列。

6.如权利要求1所述的提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，所述的第二约束板件与被加固角钢的贴合面上增设多个橡胶垫。

7.如权利要求1所述的提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，所述的连接板为一个整件，沿着被加固角钢长度方向通长设置，沿着角钢长度方向每隔一段距离设置一组第一约束板件和第二约束板件。

8.如权利要求1所述的提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，所述的连接板设置多个，多个连接板沿着被加固角钢长度方向间隔设置，每个连接板配套设置一组第一约束板件和第二约束板件。

9.如权利要求1所述的提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，所述的两个第一约束板之间通过螺栓相连。

10.如权利要求1所述的提升角钢稳定性的防屈曲加固装置，其特征在于，所述的连接板长度略大于不等肢角钢肢长。