CN113738149A - 一种既有钢管柱外置t型钢对称加固结构 - Google Patents

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Abstract

一种既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，包括设置在既有钢管柱上的梁柱节点，所述梁柱节点以下的既有钢管柱为下柱；所述梁柱节点以上的既有钢管柱为上柱，所述的下柱和上柱沿柱高方向设置有若干个外置T型钢，外置T型钢轴对称等角度设置，且外置T型钢在下柱、上柱截面上的布置角度保持一一对应，梁柱节点上设置有若干个梁柱节点加劲T型钢，所述的梁柱节点加劲T型钢的布置角度与所述的外置T型钢一致；所述梁柱节点的框架梁连接腹板对称设置加劲肋。本发明利用既有钢管柱，通过外置T型钢对称加固，可有效增大既有钢管柱的截面特性，包括截面的惯性矩、抵抗矩和面积，使加固后的钢管柱承载力和抗侧刚度显著提高。

Description

一种既有钢管柱外置T型钢对称加固结构
技术领域
本发明属于土木工程领域，具体涉及一种既有钢管柱外置T型钢对称加固结构。
背景技术
钢管柱作为框架柱的一种截面形式，广泛应用于实际工程。对于既有钢管柱承重的结构而言，由于超期服役、外界环境影响或建筑使用功能发生改变，导致其承载力、刚度不能满足结构受力要求时，便需要对既有钢管柱进行加固。传统加固常采用外包钢或内置混凝土的加固方法，这样仅仅解决了钢管柱的承载力问题，而对刚度的贡献很小。因此，有必要对既有钢管柱的加固进行改进和创新，实现钢管柱外置T型钢对称加固结构。
发明内容
本发明针对上述现有技术中的问题，提供一种既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其构造简单、设计合理、传力可靠，能显著提高既有钢管柱的承载力和刚度。
为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
一种既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，包括设置在既有钢管柱上的梁柱节点，所述梁柱节点以下的既有钢管柱为下柱；所述梁柱节点以上的既有钢管柱为上柱，所述的下柱和上柱沿柱高方向设置有若干个外置T型钢，外置T型钢轴对称等角度设置，且外置T型钢在下柱、上柱截面上的布置角度保持一一对应，梁柱节点上设置有若干个梁柱节点加劲T型钢，所述的梁柱节点加劲T型钢的布置角度与所述的外置T型钢一致；所述梁柱节点的框架梁连接腹板对称设置加劲肋。
作为本发明所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的一种优选方案，所述的既有钢管柱为圆柱形钢管柱，所述的既有钢管柱内部能够填充混凝土。
作为本发明所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的一种优选方案，所述的外置T型钢为轧制、剖分H型钢或焊接成型；所述外置T型钢在下柱、上柱截面上按轴对称等角度30°或45°设置，并保证外置T型钢与框架梁位于同一竖向平面。
作为本发明所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的一种优选方案，所述的梁柱节点加劲T型钢为轧制、剖分H型钢或焊接成型。
作为本发明所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的一种优选方案，所述外置T型钢的腹板与下柱和上柱之间，以及外置T型钢的翼缘与梁柱节点区外连式水平加劲板之间均采用焊接连接。
作为本发明所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的一种优选方案，当下柱为等截面时，若外置T型钢采用变截面T型钢，加固后的截面形式为变截面，若采用等截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面；当下柱为变截面时，若外置T型钢采用等截面T型钢，加固后的截面形式为变截面，若采用变截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面。
作为本发明所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的一种优选方案，当上柱为等截面时，若外置T型钢采用变截面T型钢，加固后的截面形式为变截面，若采用等截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面；当上柱为变截面时，若外置T型钢采用等截面T型钢，加固后的截面形式为变截面，若采用变截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面。
作为本发明所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的一种优选方案，所述梁柱节点加劲T型钢的截面规格与外置T型钢相同；所述梁柱节点加劲T型钢的腹板与梁柱节点区钢管、翼缘与梁柱节点区外连式水平加劲板均采用焊缝连接。
作为本发明所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的一种优选方案，所述加劲肋的宽度和板厚分别等于外置T型钢的翼缘自由外伸宽度和厚度；所述加劲肋与框架梁连接腹板、梁柱节点区外连式水平加劲板均采用焊缝连接。
相较于现有技术，本发明有如下的有益效果：通过将外置T型钢的腹板按轴对称等角度布置在既有钢管柱的外径方向，且外置T型钢杆件长度方向与既有钢管柱高度方向一致。利用既有钢管柱，通过外置T型钢对称加固，可有效增大既有钢管柱的截面特性，包括截面的惯性矩、抵抗矩和面积，使加固后的钢管柱承载力和抗侧刚度显著提高。同时，梁柱节点上还设置了有若干个梁柱节点加劲T型钢，且梁柱节点加劲T型钢的布置角度与外置T型钢一致，在梁柱节点的框架梁连接腹板对称设置加劲肋。本发明既有钢管柱外置T型钢对称加固结构构造简单、设计合理、传力可靠、承载力高和抗侧刚度大。
附图说明
图1本发明梁柱节点设置外置T型钢的截面示意图；
图2本发明既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的正视图；
图3本发明既有钢管柱外置T型钢对称加固结构的俯视图；
附图中：1-下柱；2-上柱；3-外置T型钢；4-梁柱节点加劲T型钢；5-加劲肋；6-梁柱节点区外连式水平加劲板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图2，本发明的实施例提出一种既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，包括设置在既有钢管柱上的梁柱节点，梁柱节点以下的既有钢管柱为下柱1；梁柱节点以上的既有钢管柱为上柱2。参见图1，在下柱1和上柱2沿柱高方向设置有若干个外置T型钢3，外置T型钢3呈轴对称等角度设置，且外置T型钢3在下柱1、上柱2截面上的布置角度保持一一对应。梁柱节点上设置有若干个梁柱节点加劲T型钢4，梁柱节点加劲T型钢4的布置角度与外置T型钢3一致；梁柱节点的框架梁连接腹板对称设置加劲肋5，如图3所示。
本实施例中，既有钢管柱截面形式为圆钢管，其钢管内可内置或不内置混凝土。
本实施例中，外置T型钢3为轧制、剖分H型钢或焊接成型；外置T型钢3在下柱1、上柱2截面上按轴对称等角度30°或45°设置，并保证外置T型钢3与框架梁位于同一竖向平面。
本实施例中，梁柱节点加劲T型钢4为轧制、剖分H型钢或焊接成型，且与外置T型钢3布置角度一致；梁柱节点加劲T型钢4在框架梁连接腹板的部位不设置，而采用对称设置的加劲肋5代替。
本实施例中，外置T型钢3的腹板与上柱2、下柱1，以及外置T型钢3的翼缘与梁柱节点区外连式水平加劲板6均采用焊接连接。
本实施例中，下柱1的加固根据既有下柱截面形式和受力需要，分不同情况进行：当下柱1为等截面时，采用变截面T型钢加固，加固后的截面形式为变截面，若采用等截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面；当下柱1为变截面时，采用等截面T型钢加固，加固后的截面形式为变截面，若采用变截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面。
本实施例中，上柱2的加固根据既有上柱截面形式和受力需要，分不同情况进行：当上柱2为等截面时，采用变截面T型钢加固，加固后的截面形式为变截面，若采用等截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面；当上柱2为变截面时，采用等截面T型钢加固，加固后的截面形式为变截面，若采用变截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面。
本实施例中，梁柱节点区加劲T型钢4的截面规格与外置T型钢3相同；梁柱节点区加劲T型钢4腹板与梁柱节点区钢管、翼缘与梁柱节点区外连式水平加劲板6均采用焊缝连接。
本实施例中，加劲肋5的宽度和板厚分别取外置T型钢3的翼缘自由外伸宽度和厚度；加劲肋5与框架梁连接腹板、梁柱节点区外连式水平加劲板6均采用焊缝连接。
实际加固过程中，根据受力分析，判断既有钢管柱的承载力和刚度是否满足受力要求，若其承载力和刚度不满足，则通过外置T型钢3来补强。外置T型钢3布置数量至少为4个，且与钢框梁正交布置，保持加固后的截面形成双轴对称，或根据既有钢管柱的截面规格按轴对称等角度30°、45°设置。实际加固时，将外置T型钢3的翼缘与既有钢管柱沿柱高焊缝连接，其翼缘与梁柱节点区外连式水平加劲板6焊接；其次，进行梁柱节点区的加固，梁柱节点加劲T型钢4的布置角度与外置T型钢3一致，而在框架梁连接腹板部位采用对称设置的加劲肋5。梁柱节点加劲T型钢4与梁柱节点区钢管柱和梁柱节点区外连式水平加劲板6、加劲肋5与框架梁连接腹板均采用焊缝连接，至此完成既有钢管柱的外置T型钢对称加固。
以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其特征在于：包括设置在既有钢管柱上的梁柱节点，所述梁柱节点以下的既有钢管柱为下柱(1)；所述梁柱节点以上的既有钢管柱为上柱(2)，所述的下柱(1)和上柱(2)沿柱高方向设置有若干个外置T型钢(3)，外置T型钢(3)轴对称等角度设置，且外置T型钢(3)在下柱(1)、上柱(2)截面上的布置角度保持一一对应，梁柱节点上设置有若干个梁柱节点加劲T型钢(4)，所述的梁柱节点加劲T型钢(4)的布置角度与所述的外置T型钢(3)一致；所述梁柱节点的框架梁连接腹板对称设置加劲肋(5)。
2.根据权利要求1所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其特征在于：所述的既有钢管柱为圆柱形钢管柱，所述的既有钢管柱内部能够填充混凝土。
3.根据权利要求1所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其特征在于：所述的外置T型钢(3)为轧制、剖分H型钢或焊接成型；所述外置T型钢(3)在下柱(1)、上柱(2)截面上按轴对称等角度30°或45°设置，并保证外置T型钢(3)与框架梁位于同一竖向平面。
4.根据权利要求1或3所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其特征在于：所述的梁柱节点加劲T型钢(4)为轧制、剖分H型钢或焊接成型。
5.根据权利要求1所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其特征在于：所述外置T型钢(3)的腹板与下柱(1)和上柱(2)之间，以及外置T型钢(3)的翼缘与梁柱节点区外连式水平加劲板(6)之间均采用焊接连接。
6.根据权利要求1所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其特征在于：
当下柱(1)为等截面时，若外置T型钢(3)采用变截面T型钢，加固后的截面形式为变截面，若采用等截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面；
当下柱(1)为变截面时，若外置T型钢(3)采用等截面T型钢，加固后的截面形式为变截面，若采用变截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面。
7.根据权利要求1所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其特征在于：
当上柱(2)为等截面时，若外置T型钢(3)采用变截面T型钢，加固后的截面形式为变截面，若采用等截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面；
当上柱(2)为变截面时，若外置T型钢(3)采用等截面T型钢，加固后的截面形式为变截面，若采用变截面T型钢加固，加固后的截面形式为等截面。
8.根据权利要求1所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其特征在于：所述梁柱节点加劲T型钢(4)的截面规格与外置T型钢(3)相同；所述梁柱节点加劲T型钢(4)的腹板与梁柱节点区钢管、翼缘与梁柱节点区外连式水平加劲板(6)均采用焊缝连接。
9.根据权利要求1所述既有钢管柱外置T型钢对称加固结构，其特征在于：所述加劲肋(5)的宽度和板厚分别等于外置T型钢(3)的翼缘自由外伸宽度和厚度；所述加劲肋(5)与框架梁连接腹板、梁柱节点区外连式水平加劲板(6)均采用焊缝连接。
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