CN116771160A - 一种既有钢梁上立钢柱的加固结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种既有钢梁上立钢柱的加固结构及施工方法，属于建筑施工领域。针对现有原梁增新柱施工难度大且原梁承载力下降的问题，本发明提供一种既有钢梁上立钢柱的加固结构，包括呈对称设置的两个连接件，所述连接件分别设置有夹梁区和夹柱区，所述夹梁区用于夹持原梁的上翼缘；夹柱区用于夹持原梁上的新柱；夹梁区上设置有安装孔，紧固件穿过安装孔抵接在原梁的上翼缘上实现夹梁区与原梁之间的连接；夹柱区和新柱上均分别设置有紧固孔，紧固件穿过夹柱区和新柱上的紧固孔实现夹柱区和新柱之间的连接。本发明不对原梁进行开孔和焊接，避免削弱原梁截面和承载力，保证原梁自身强度；施工简便，整个过程仅依靠紧固件实现连接，无需焊接等方式。

Description

一种既有钢梁上立钢柱的加固结构及施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，更具体地说，涉及一种既有钢梁上立钢柱的加固结构及施工方法。

背景技术

由于建筑功能的改变，如既有厂房屋顶上增设光伏支架、既有结构上新增夹层等，需要在既有钢梁上新增钢柱，现有常规做法为新增钢柱下端设置连接板，连接板与原钢梁上翼缘焊接或开孔后通过螺栓连接。常规做法需要焊接，原钢梁处于受力状态，焊接高温会降低原钢梁承载力，施工过程中存在安全隐患，同时施工过程中还需考虑额外的防火措施。若采用螺栓连接，需要在原钢梁上开孔，会永久削弱原钢梁承载力。

针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号CN202111603306.2，公开日为2022年4月1日，该专利公开了一种既有结构梁的加固结构及其施工方法。既有结构梁的加固结构，包括加宽立柱、横梁支撑件、弹性连接件和安装固定件，加宽立柱固定设置在既有结构梁的顶梁柱的相对两侧，安装固定件安装在相邻两顶梁柱的加宽立柱上，横梁支撑件通过弹性连接件与安装固定件连接，横梁支撑件顶压在既有结构梁的底面对既有结构梁进行支撑。该专利的不足之处在于：操作繁琐且整体施工难度大。

又如中国专利申请号CN202310639502.8，公开日为2023年7月14日，该专利公开了一种切梁加固施工方法，属于建筑安全建造领域，包括以下步骤：S1、增设立柱：在被加固梁段切除部分两端增设立柱，作为梁体卸载后被加固梁段支撑。S2、梁体切除：梁体底部局部切除。S3、梁体包钢：将钢板包裹在被加固梁段外，在被加固梁段打入化学锚栓，将钢板与被加固梁段固定连接。S4、安装环形箍板：在被加固梁段安装环形箍板。该专利的不足之处在于：钢板以及环形箍板的现场施工难度较大。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有原梁增新柱施工难度大且易使得原梁承载力下降的问题，本发明提供一种既有钢梁上立钢柱的加固结构及施工方法。本发明不对原梁进行开孔和焊接，避免削弱原梁截面和承载力，保证原梁自身强度的同时在原梁上新增钢柱；施工简便，整个过程仅依靠紧固件实现连接，无需焊接等动火方式，节省成本。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种既有钢梁上立钢柱的加固结构，包括呈对称设置的两个连接件，所述连接件分别设置有夹梁区和夹柱区，所述夹梁区用于夹持原梁的上翼缘；夹柱区用于夹持原梁上的新柱；

夹梁区上设置有安装孔，紧固件穿过安装孔抵接在原梁的上翼缘上实现夹梁区与原梁之间的连接；夹柱区和新柱上均分别设置有紧固孔，紧固件穿过夹柱区和新柱上的紧固孔实现夹柱区和新柱之间的连接；

夹梁区与原梁的上翼缘之间的间隙、夹柱区与新柱之间的间隙内均填充有结构胶。

更进一步的，所述连接件包括从上到下依次设置的夹柱段，连接段和夹梁段；夹柱段上设置有夹柱区；

夹柱区呈U字型，U字型的开口方向朝向新柱；

夹梁段呈L形，夹梁段中的竖直段与连接段连接，且连接段的长度大于夹梁段中水平段的长度，夹梁段与连接段形成一个夹梁区，夹梁区的开口方向朝向原梁的上翼缘。

更进一步的，夹柱区的开口宽度与新柱的直径相匹配；夹梁区的开口宽度与原梁上翼缘的厚度相匹配。

更进一步的，夹梁区和夹柱区的表面均设置有胶层。

更进一步的，两个连接件上的夹柱段的非夹柱区上对应设置有连接孔，紧固件穿过两个连接件上的连接孔实现两个连接件的连接。

一种采用上述任一项所述的既有钢梁上立钢柱的加固结构的施工方法，包括以下步骤：

将两个连接件中的夹梁区分别与原梁的上翼缘进行连接；

将两个连接件中的夹柱区分别与新柱的不同侧面进行连接；

将两个连接件通过紧固件进行连接。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过连接件上设置的夹梁区和夹柱区分别对原梁和新柱进行夹持，使得连接件作为承接件实现原梁和新柱之间的连接，避免直接作用在原梁上对原梁强度造成下降；并且夹梁区与原梁之间靠紧固件进行抵接实现连接，使得不对原梁进行开孔和焊接，避免削弱原梁截面和承载力，保证原梁自身强度的同时在原梁上新增钢柱；夹柱区与新柱通过紧固件穿过夹柱区与新柱实现连接，保证夹柱区能够稳定的支撑和夹持新柱，增加新柱与连接件的稳固性和强度；夹梁区与原梁的上翼缘之间的间隙、夹柱区与新柱之间的间隙内均填充有结构胶，进一步提升整个部件之间的连接强度；整个加固结构其结构简单，且易于现场在原梁上的安装；同时施工简便，整个过程仅依靠紧固件实现连接，无需焊接等动火方式，现场不需要额外的防火措施，节省成本；

(2)本发明中的连接件从上到下依次分成三段，各段实现各自的功能，使得整个连接件自身具有较高的强度，能够稳定的与部件进行连接；同时夹柱区U字型的设置使得能够对新柱的不同侧面进行夹持和限位，进一步保证与新柱之间的连接稳固性和连接强度；且夹梁段L形的设置便于对原梁的上翼缘进行夹持，同时配合连接段形成一个类似U字型的结构，能上翼缘的上下两面以及端部均能够起到较好的夹持作用，保障连接件与原梁之间的连接稳固性和连接强度；同时夹柱区和夹梁区的尺寸分别与新柱、原梁的尺寸相适配，使其能够更好的实现夹持作用，保障连接强度；

(3)本发明在夹梁区和夹柱区的表面均设置有胶层，胶层的设置进一步增加了区与部件之间的连接强度，并且使得区与部件之间的连接更加紧密，不易相对发生移动或松动，从而使得整个结构具有较高的稳固性；同时两个对称设置的连接件在非夹柱区上对应设置有连接孔，紧固件穿过连接孔实现两个连接件之间的连接，进一步加强了两个连接件之间的稳固性，从而间接提高了连接件与其他部件之间的连接稳固性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中A-A方向的结构示意图；

图3为连接件的俯视图；

图4为图3中a-a方向的结构示意图；

图5为图3中b-b方向的结构示意图。

图中：1、原梁；2、新柱；3、连接件；31、夹柱区；32、夹梁区；4、紧固件。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种既有钢梁上立钢柱的加固结构，包括呈对称设置的两个连接件3，所述连接件3分别设置有夹梁区32和夹柱区31，所述夹梁区32用于夹持原梁1的上翼缘；夹柱区31用于夹持原梁1上的新柱2。两个连接件3呈对称设置，因此两个连接件3的夹梁区32分别夹持原梁1左右两端的上翼缘，原梁1截面为工字型，位于工字型上面的翼板为上翼缘，位于工字型下面的翼板为下翼缘，连接上下翼缘的板为腹板；两个连接件3的夹柱区31分别夹持新柱2相对的侧面。

夹梁区32上设置有安装孔，紧固件4穿过安装孔抵接在原梁1的上翼缘上实现夹梁区32与原梁1之间的连接；夹柱区31和新柱2上均分别设置有紧固孔，紧固件4穿过夹柱区31和新柱2上的紧固孔实现夹柱区31和新柱2之间的连接。夹梁区32与原梁1的上翼缘之间的间隙、夹柱区31与新柱2之间的间隙内均填充有结构胶。

在本实施例中紧固件4选用为螺栓，螺栓其结构简单，且连接快捷可靠。其他能够实现连接的紧固件4也可以选用在本申请中。在这进行说明的是，由于原梁1一般位于厂房屋顶，当厂房屋顶上需要新增光伏支架或者是新增夹层等操作时，需要在原梁1上新增钢柱，但在原梁1上新增钢柱时由于顶部施工空间有限，很难进行复杂的操作以及使用复杂的设备；现有一般直接在原梁1上焊接钢柱，但是焊接容易产生火花，造成现场具有一定的安全隐患；同时焊接也会对原梁1自身强度造成一定下降；或者是直接在原梁1上开孔实现与钢柱之间的连接，但是开孔降低原梁1自身强度，使得原梁1的承载能力下降，从而具有较大的安全隐患。结构胶具有一定强度，结构胶的设置有效弥补了因区与部件之间存在间隙导致部件易在区内晃动连接不稳固的现象。

而本实施例则是很好的避免原梁1自身强度下降的同时保证原梁1与新柱2之间能够进行稳定的连接。因此本实施例不在原梁1上进行开孔，直接采用紧固件4穿过夹梁区32抵接在原梁1的上翼缘上，抵接的方式也能够实现夹梁区32与原梁1之间的稳定连接；而面对新柱2，则直接在新柱2上进行开孔，因新柱2上开孔对其后续影响不大，紧固件4穿过夹柱区31和新柱2实现二者的连接，使得二者之间连接稳固。同时本申请施工难度较小，对施工空间要求也较低，方便现场的施工。

本发明通过连接件3上设置的夹梁区32和夹柱区31分别对原梁1和新柱2进行夹持，使得连接件3作为承接件实现原梁1和新柱2之间的连接，避免直接作用在原梁1上对原梁1强度造成下降；并且夹梁区32与原梁1之间靠紧固件4进行抵接实现连接，使得不对原梁1进行开孔和焊接，避免削弱原梁1截面和承载力，保证原梁1自身强度的同时在原梁1上新增钢柱；夹柱区31与新柱2通过紧固件4穿过夹柱区31与新柱2实现连接，保证夹柱区31能够稳定的支撑和夹持新柱2，增加新柱2与连接件3的稳固性和强度；夹梁区32与原梁1的上翼缘之间的间隙、夹柱区31与新柱2之间的间隙内均填充有结构胶，进一步提升整个部件之间的连接强度；整个加固结构其结构简单，且易于现场在原梁1上的安装；同时施工简便，整个过程仅依靠紧固件4实现连接，无需焊接等动火方式，现场不需要额外的防火措施，节省成本。

在一个实施方式中，如图3、图4和图5所示，所述连接件3包括从上到下依次设置的夹柱段，连接段和夹梁段；将连接件3设置成三段式结构，使得连接件3整体自身强度较高，能够与其他部件实现较为稳固的连接；同时每一段各自发挥各自的作用，互不干扰，便于快速实现与其他部件的连接，提高施工效率。连接件3夹柱段上设置有夹柱区31，夹柱区31呈U字型，U字型的开口方向朝向新柱2；夹柱区31呈U字型的设置使得能够对新柱2的不同侧面进行夹持，U字型的两个竖直边则对新柱2不同侧面起到限位作用；进一步保证夹柱区31与新柱2之间的连接稳固性和连接强度。

夹梁段呈L形，便于沿着上翼缘的长度方向对整个上翼缘进行夹持；夹梁段中的竖直段与连接段连接，且连接段的长度大于夹梁段中水平段的长度，连接段也呈水平设置；夹梁段与连接段形成一个夹梁区32，夹梁区32的开口方向朝向原梁1的上翼缘，连接段与夹梁段中的水平段分别夹持住原梁1上翼缘的上表面和下表面，夹梁段配合连接段形成一个类似U字型的结构，保障连接件3与原梁1之间的连接稳固性和连接强度。

在一个实施方式中，夹柱区31的开口宽度与新柱2的直径相匹配，方便对新柱2进行卡合，避免新柱2在夹柱区31内发生晃动，继而影响夹柱区31与新柱2之间连接的稳定性；夹梁区32的开口宽度与原梁1上翼缘的厚度相匹配，使得夹梁区32能够恰好卡合住原梁1上翼缘，避免原梁1上翼缘与夹梁区32之间存在间隙导致原梁1易在夹梁区32内发生晃动，继而影响夹梁区32与原梁1之间连接的稳定性。在本实施例中将夹柱区31与夹梁区32的尺寸与原梁1上翼缘尺寸以及新柱2的尺寸进行相适配，即提高了施工效率，又能够保证与部件之间连接的稳固性。

在一个实施方式中，夹梁区32和夹柱区31的表面均设置有胶层，因夹梁区32和夹柱区31不可能与原梁1上翼缘、新柱2实现无缝隙贴合，因此胶层的设置能够减小一部分区与部件之间的间隙，且能够增加区与部件之间的连接强度，进而进一步保障整体部件的稳定性。

在一个实施方式中，两个连接件3上的夹柱段的非夹柱区31上对应设置有连接孔，紧固件4穿过两个连接件3上的连接孔实现两个连接件3的连接。此处在连接件3的非夹柱区31上对应设置连接孔，通过紧固件4实现两个连接件3之间的连接，进一步加强了两个连接件3之间的稳固性，从而间接提高了连接件3与其他部件之间的连接稳固性，从而使得整个加固结构能够稳定且顺利的工作。

在一个实施方式中，一种采用上述所述的既有钢梁上立钢柱的加固结构的施工方法，包括以下步骤：

将两个连接件3中的夹梁区32分别与原梁1的上翼缘进行连接；

将两个连接件3中的夹柱区31分别与新柱2的不同侧面进行连接；

将两个连接件3通过紧固件4进行连接。

整个施工过程无需使用到焊接等采用动火的方式，且施工过程中不影响原构件受力，安装方便快捷；施工现场也不需要额外的防火措施，进而降低了施工的难度；全称采用紧固件4实现连接，施工方便且迅速，提高施工效率。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种既有钢梁上立钢柱的加固结构，其特征在于：包括呈对称设置的两个连接件(3)，所述连接件(3)分别设置有夹梁区(32)和夹柱区(31)，所述夹梁区(32)用于夹持原梁(1)的上翼缘；夹柱区(31)用于夹持原梁(1)上的新柱(2)；

夹梁区(32)上设置有安装孔，紧固件(4)穿过安装孔抵接在原梁(1)的上翼缘上实现夹梁区(32)与原梁(1)之间的连接；夹柱区(31)和新柱(2)上均分别设置有紧固孔，紧固件(4)穿过夹柱区(31)和新柱(2)上的紧固孔实现夹柱区(31)和新柱(2)之间的连接；

夹梁区(32)与原梁(1)的上翼缘之间的间隙、夹柱区(31)与新柱(2)之间的间隙内均填充有结构胶。

2.根据权利要求1所述的一种既有钢梁上立钢柱的加固结构，其特征在于：所述连接件(3)包括从上到下依次设置的夹柱段，连接段和夹梁段；夹柱段上设置有夹柱区(31)，

夹柱区(31)呈U字型，U字型的开口方向朝向新柱(2)；

夹梁段呈L形，夹梁段中的竖直段与连接段连接，且连接段的长度大于夹梁段中水平段的长度，夹梁段与连接段形成一个夹梁区(32)，夹梁区(32)的开口方向朝向原梁(1)的上翼缘。

3.根据权利要求2所述的一种既有钢梁上立钢柱的加固结构，其特征在于：夹柱区(31)的开口宽度与新柱(2)的直径相匹配；夹梁区(32)的开口宽度与原梁(1)上翼缘的厚度相匹配。

4.根据权利要求1或2所述的一种既有钢梁上立钢柱的加固结构，其特征在于：夹梁区(32)和夹柱区(31)的表面均设置有胶层。

5.根据权利要求2所述的一种既有钢梁上立钢柱的加固结构，其特征在于：两个连接件(3)上的夹柱段的非夹柱区(31)上对应设置有连接孔，紧固件(4)穿过两个连接件(3)上的连接孔实现两个连接件(3)的连接。

6.一种采用上述如权利要求1-5任一项权利要求所述的既有钢梁上立钢柱的加固结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

将两个连接件(3)中的夹梁区(32)分别与原梁(1)的上翼缘进行连接；

将两个连接件(3)中的夹柱区(31)分别与新柱(2)的不同侧面进行连接；

将两个连接件(3)通过紧固件(4)进行连接。