CN205369973U - 一种网架结构屈曲约束加固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种网架结构屈曲约束加固装置，包括筋条，所述筋条沿着网架结构中杆件的长度方向固定于杆件上，所述筋条包括第一筋条及第二筋条，所述第一筋条及第二筋条均为呈条形的槽状结构；所述第一筋条及第二筋条上均设置有多个连接螺栓孔，且第一筋条上连接螺栓孔的数量与第二筋条上连接螺栓孔的数量相等，第一筋条上的连接螺栓孔与第二筋条上的连接螺栓孔位置一一对应。本实用新型中，本装置本身固定于杆件上不影响杆件本身的力学性能；同时本装置拆装方便，非常适合对现有网架中杆件的加固；杆件各向的抗失稳性能均能够得到同步强化。

Description

一种网架结构屈曲约束加固装置

技术领域

本实用新型涉及钢结构加固技术领域，特别是涉及一种网架结构屈曲约束加固装置。

背景技术

空间网架结构因其造型灵活多变、结构自重轻、施工安装快捷简单等优点，近二十年来在诸如体育馆、火车站、汽车站、会展中心、加油站等公共建筑中得到了大量应用。此类建筑经过多年使用后，由于前期设计、施工及后期使用及保养过程中存在的问题导致结构部分构件存在因承载力不足所引起的安全隐患。美国的哈特福特体育馆的网架结构顶棚在建成3年后因遭受连续风雨而发生倒塌。在保持正常使用功能的前提下，对既有网架结构进行加固改造提高其整体性能成为新时期建设工程一项重要内容。以较少的投资获得显著的加固效果，同时降低对周围环境和结构本身的影响是网架加固方法研究的重点，对其展开相应的研究，对既有网架结构加固设计与施工既有积极意义。

目前常用的网架结构加固方法主要有：1)改变网架支承条件；2)替换局部杆件；3)增加部分杆件；4)球节点外侧加焊加劲助；5)引入体外预应力等。各种加固方法都在具体加固工程中得到了实际的应用，并取得了良好的加固效果。随着加固技术的发展以及材料科学的进步，诸如套管加固法、粘贴FRP加固法等结构快速修复技术也得到了较快地发展。

现有工程实践中对空间网架结构的加固处理以引入体外预应力和采用焊接方法加大杆件截面为主。考虑到网架多由壁厚较薄的轻型钢管组成，若进行焊接施工有可能对杆件承载力产生不利影响，且网架结构中绝大部分需加固的杆件存在的问题均为稳定承载力不足。提供一种不影响网架中杆件自身承载力、同时安装方便的加固装置，有利于推动对既有网架结构加固改造的步伐，利于提高网架结构的整体性能。

实用新型内容

针对上述现有技术中考虑到网架多由壁厚较薄的轻型钢管组成，若进行焊接施工有可能对杆件承载力产生不利影响，且网架结构中绝大部分需加固的杆件存在的问题均为稳定承载力不足。提供一种不影响网架中杆件自身承载力、同时安装方便的加固装置，有利于推动对既有网架结构加固改造的步伐，利于提高网架结构的整体性能的问题，本实用新型提供了一种网架结构屈曲约束加固装置。

本实用新型提供的一种网架结构屈曲约束加固装置通过以下技术要点来解决问题：一种网架结构屈曲约束加固装置，包括筋条，所述筋条沿着网架结构中杆件的长度方向固定于杆件上，所述筋条包括第一筋条及第二筋条，所述第一筋条及第二筋条均为呈条形的槽状结构；

所述第一筋条及第二筋条上均设置有多个连接螺栓孔，且第一筋条上连接螺栓孔的数量与第二筋条上连接螺栓孔的数量相等，第一筋条上的连接螺栓孔与第二筋条上的连接螺栓孔位置一一对应。

具体的，在网架的杆件上，杆件稳定承载力不足时，表现的形式多为杆件的中部过度弯曲，当以上弯曲达到一定的程度，网架则可能发生局部或全部垮塌。这样，本实用新型提供的装置多用于固定于杆件的中部。本装置中，所述第一筋条及第二筋条上的连接螺栓孔均用以穿设连接螺栓，以在连接螺栓的拧紧过程中，第一筋条与第二筋条之间间距逐渐变小，第一筋条与第二筋条均与杆件的表面有相互作用力时，杆件被夹持于第一筋条与第二筋条之间这样，此过程中，第一筋条及第二筋条相当于分别为一块夹板，在夹板夹紧杆件时，即完成筋条在杆件上的固定。本装置固定于杆件上后，由于与杆件配合，增大了该部分的截面积，故本装置实现了对对应杆件部分的加固。

本装置中，由于采用螺栓连接实现本装置与杆件之间的配合，故本装置本身固定于杆件上不影响杆件本身的力学性能；同时本装置拆装方便，非常适合对现有网架中杆件的加固；本装置中设置为第一筋条及第二筋条均为呈条形的槽状结构，可使得本装置加固于杆件上后，杆件各向的抗失稳性能均能够得到同步强化。

更进一步的技术方案为：

作为第一筋条及第二筋条的具体实现形式，所述第一筋条及第二筋条均呈槽钢状，所述第一筋条及第二筋条均包括处于两侧的腿板及位于两块腿板之间的腰板，所述第一筋条及第二筋条的腰板上均设置有两排连接螺栓孔，各腰板上的两排连接螺栓孔均沿着腰板的长度方向排列，且各腰板上的两排连接螺栓孔分别位于该腰板不同侧的边缘。本结构中，即将杆件约束与对应两排连接螺栓之间，第一筋条与第二筋条的实现形式中，使得本装置在截面面积较小时，本装置的前、后方与左、右方均具有良好的抗弯强度。本装置中，第一筋条及第二筋条可采用C型钢、薄壁矩管、槽钢等。

为减小第一筋条和第二筋条的安装受空间大小约束的影响，所述第一筋条上的槽与第二筋条上的槽呈面对面相对位置关系。

作为一种不影响第一筋条和第二筋条所占空间大小的对第一筋条及第二筋条的加强形式，所述第一筋条上的槽内与第二筋条上的槽内均设置有多块腹板，各腹板上均设置有弧面槽，所述弧面槽均位于对应槽的开口端，且弧面槽的弧面直径与杆件的外径相等。以上结构在使用时，弧面槽的壁面与杆件的壁面接触，腹板即为对应的加强件。优选的，腹板与对应第一筋条或第二筋条的长度走向方向垂直。即第一筋条或第二筋条为直杆状时，对应腹板与直杆状结构的长度方向垂直；当第一筋条或第二筋条或弧形杆时，腹板与该腹板设置点处圆弧的切线垂直。

为使得由第一筋条及第二筋条组装连接而成的筋条在前、后方与左、右方均具有相近或相等的屈服抗弯强度，所述第一筋条及第二筋条固定于杆件上后，由第一筋条及第二筋条组成的筋条截面呈正方形。

由于在网架中，可能存在不同长度的杆件，这样，在杆件长度不同时，可看作杆件的端部弯矩为零，针对不同长度的杆件，其中间段需要进行抗弯加固的长度短不等。这样，为便于本装置批规模化生产、使得本装置之间具有互换性：所述第一筋条的任意一端上和/或第二筋条的任意一端上还设置有端部尺寸缩小部，所述端部尺寸缩小部用于同一根杆件上需要固定多根本装置时，相邻的两个本装置中，其中一个装置上的端部尺寸缩小部插入另一个装置上第一筋条的槽内或第二筋条的槽内，以使得相邻的两个装置在变形时相互约束。

以上结构中，同一根杆件上相邻的本装置之间，可通过其中一个装置上的端部尺寸缩小部插入另一个装置，实现两个装置的相互约束。这样，便于将同一根杆件上的多根本装置连接成整体，避免在杆件的中间形成薄弱区域而影响加固效果。作为具体的一种实现方式：在第一筋条和第二筋条均才采用呈角钢状的槽状结构时，可设置为端部尺寸缩小部的外形与第一筋条、第二筋条的外形形状一致，端部尺寸缩小部的外形尺寸与开设于第一筋条或第二筋条上槽的尺寸相等，即端部尺寸缩小部的宽度和深度与槽的宽度及深度相等。

作为端部尺寸缩小部的具体实现形式，同时使得端部尺寸缩小部具有良好的力学性能，第一筋条的左端和第二筋条的左端均设置有端部尺寸缩小部。

作为端部尺寸缩小部的具体实现形式，同时使得端部尺寸缩小部具有良好的力学性能，第一筋条的右端和第二筋条的右端均设置有端部尺寸缩小部。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型中，由于采用螺栓连接实现本装置与杆件之间的配合，故本装置本身固定于杆件上不影响杆件本身的力学性能；同时本装置拆装方便，非常适合对现有网架中杆件的加固；本装置中设置为第一筋条及第二筋条均为呈条形的槽状结构，可使得本装置加固于杆件上后，杆件各向的抗失稳性能均能够得到同步强化。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种网架结构屈曲约束加固装置一个具体实施例的侧视图。

图中的编号依次为：1、第一筋条，2、第二筋条，3、连接螺栓孔，4、腹板，5、弧面槽，6、杆件，7、腿板，8、腰板，9、端部尺寸缩小部。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，一种网架结构屈曲约束加固装置，包括筋条，所述筋条沿着网架结构中杆件6的长度方向固定于杆件6上，所述筋条包括第一筋条1及第二筋条2，所述第一筋条1及第二筋条2均为呈条形的槽状结构；

所述第一筋条1及第二筋条2上均设置有多个连接螺栓孔3，且第一筋条1上连接螺栓孔3的数量与第二筋条2上连接螺栓孔3的数量相等，第一筋条1上的连接螺栓孔3与第二筋条2上的连接螺栓孔3位置一一对应。

本实施例中，在网架的杆件6上，杆件6稳定承载力不足时，表现的形式多为杆件6的中部过度弯曲，当以上弯曲达到一定的程度，网架则可能发生局部或全部垮塌。这样，本实用新型提供的装置多用于固定于杆件6的中部。本装置中，所述第一筋条1及第二筋条2上的连接螺栓孔3均用以穿设连接螺栓，以在连接螺栓的拧紧过程中，第一筋条1与第二筋条2之间间距逐渐变小，第一筋条1与第二筋条2均与杆件6的表面有相互作用力时，杆件6被夹持于第一筋条1与第二筋条2之间这样，此过程中，第一筋条1及第二筋条2相当于分别为一块夹板，在夹板夹紧杆件6时，即完成筋条在杆件6上的固定。本装置固定于杆件6上后，由于与杆件6配合，增大了该部分的截面积，故本装置实现了对对应杆件6部分的加固。

本实施例中，由于采用螺栓连接实现本装置与杆件6之间的配合，故本装置本身固定于杆件6上不影响杆件6本身的力学性能；同时本装置拆装方便，非常适合对现有网架中杆件6的加固；本装置中设置为第一筋条1及第二筋条2均为呈条形的槽状结构，可使得本装置加固于杆件6上后，杆件6各向的抗失稳性能均能够得到同步强化。

实施例2：

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为第一筋条1及第二筋条2的具体实现形式，所述第一筋条1及第二筋条2均呈槽钢状，所述第一筋条1及第二筋条2均包括处于两侧的腿板7及位于两块腿板7之间的腰板8，所述第一筋条1及第二筋条2的腰板8上均设置有两排连接螺栓孔3，各腰板8上的两排连接螺栓孔3均沿着腰板8的长度方向排列，且各腰板8上的两排连接螺栓孔3分别位于该腰板8不同侧的边缘。本结构中，即将杆件6约束与对应两排连接螺栓之间，第一筋条1与第二筋条2的实现形式中，使得本装置在截面面积较小时，本装置的前、后方与左、右方均具有良好的抗弯强度。本装置中，第一筋条1及第二筋条2可采用C型钢、薄壁矩管、槽钢等。

为减小第一筋条1和第二筋条2的安装受空间大小约束的影响，所述第一筋条1上的槽与第二筋条2上的槽呈面对面相对位置关系。

作为一种不影响第一筋条1和第二筋条2所占空间大小的对第一筋条1及第二筋条2的加强形式，所述第一筋条1上的槽内与第二筋条2上的槽内均设置有多块腹板4，各腹板4上均设置有弧面槽5，所述弧面槽5均位于对应槽的开口端，且弧面槽5的弧面直径与杆件6的外径相等。以上结构在使用时，弧面槽5的壁面与杆件6的壁面接触，腹板4即为对应的加强件。优选的，腹板4与对应第一筋条1或第二筋条2的长度走向方向垂直。即第一筋条1或第二筋条2为直杆状时，对应腹板4与直杆状结构的长度方向垂直；当第一筋条1或第二筋条2或弧形杆时，腹板4与该腹板4设置点处圆弧的切线垂直。

为使得由第一筋条1及第二筋条2组装连接而成的筋条在前、后方与左、右方均具有相近或相等的屈服抗弯强度，所述第一筋条1及第二筋条2固定于杆件6上后，由第一筋条1及第二筋条2组成的筋条截面呈正方形。

实施例3：

本实施例在以上实施例提供的任意一个技术方案的基础上作进一步限定：如图1，由于在网架中，可能存在不同长度的杆件6，这样，在杆件6长度不同时，可看作杆件6的端部弯矩为零，针对不同长度的杆件6，其中间段需要进行抗弯加固的长度短不等。这样，为便于本装置批规模化生产、使得本装置之间具有互换性：所述第一筋条1的任意一端上和/或第二筋条2的任意一端上还设置有端部尺寸缩小部9，所述端部尺寸缩小部9用于同一根杆件6上需要固定多根本装置时，相邻的两个本装置中，其中一个装置上的端部尺寸缩小部9插入另一个装置上第一筋条1的槽内或第二筋条2的槽内，以使得相邻的两个装置在变形时相互约束。

以上结构中，同一根杆件6上相邻的本装置之间，可通过其中一个装置上的端部尺寸缩小部9插入另一个装置，实现两个装置的相互约束。这样，便于将同一根杆件6上的多根本装置连接成整体，避免在杆件6的中间形成薄弱区域而影响加固效果。作为具体的一种实现方式：在第一筋条1和第二筋条2均才采用呈角钢状的槽状结构时，可设置为端部尺寸缩小部9的外形与第一筋条1、第二筋条2的外形形状一致，端部尺寸缩小部9的外形尺寸与开设于第一筋条1或第二筋条2上槽的尺寸相等，即端部尺寸缩小部9的宽度和深度与槽的宽度及深度相等。

作为端部尺寸缩小部9的具体实现形式，同时使得端部尺寸缩小部9具有良好的力学性能，第一筋条1的左端和第二筋条2的左端均设置有端部尺寸缩小部9。

作为端部尺寸缩小部9的具体实现形式，同时使得端部尺寸缩小部9具有良好的力学性能，第一筋条1的右端和第二筋条2的右端均设置有端部尺寸缩小部9。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种网架结构屈曲约束加固装置，包括筋条，所述筋条沿着网架结构中杆件（6）的长度方向固定于杆件（6）上，其特征在于，所述筋条包括第一筋条（1）及第二筋条（2），所述第一筋条（1）及第二筋条（2）均为呈条形的槽状结构；

所述第一筋条（1）及第二筋条（2）上均设置有多个连接螺栓孔（3），且第一筋条（1）上连接螺栓孔（3）的数量与第二筋条（2）上连接螺栓孔（3）的数量相等，第一筋条（1）上的连接螺栓孔（3）与第二筋条（2）上的连接螺栓孔（3）位置一一对应。

2.根据权利要求1所述的一种网架结构屈曲约束加固装置，其特征在于，所述第一筋条（1）及第二筋条（2）均呈槽钢状，所述第一筋条（1）及第二筋条（2）均包括处于两侧的腿板（7）及位于两块腿板（7）之间的腰板（8），所述第一筋条（1）及第二筋条（2）的腰板（8）上均设置有两排连接螺栓孔（3），各腰板（8）上的两排连接螺栓孔（3）均沿着腰板（8）的长度方向排列，且各腰板（8）上的两排连接螺栓孔（3）分别位于该腰板（8）不同侧的边缘。

3.根据权利要求1所述的一种网架结构屈曲约束加固装置，其特征在于，所述第一筋条（1）上的槽与第二筋条（2）上的槽呈面对面相对位置关系。

4.根据权利要求1所述的一种网架结构屈曲约束加固装置，其特征在于，所述第一筋条（1）上的槽内与第二筋条（2）上的槽内均设置有多块腹板（4），各腹板（4）上均设置有弧面槽（5），所述弧面槽（5）均位于对应槽的开口端，且弧面槽（5）的弧面直径与杆件（6）的外径相等。

5.根据权利要求1所述的一种网架结构屈曲约束加固装置，其特征在于，所述第一筋条（1）及第二筋条（2）固定于杆件（6）上后，由第一筋条（1）及第二筋条（2）组成的筋条截面呈正方形。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种网架结构屈曲约束加固装置，其特征在于，所述第一筋条（1）的任意一端上和/或第二筋条（2）的任意一端上还设置有端部尺寸缩小部（9），所述端部尺寸缩小部（9）用于同一根杆件（6）上需要固定多根本装置时，相邻的两个本装置中，其中一个装置上的端部尺寸缩小部（9）插入另一个装置上第一筋条（1）的槽内或第二筋条（2）的槽内，以使得相邻的两个装置在变形时相互约束。

7.根据权利要求6所述的一种网架结构屈曲约束加固装置，其特征在于，第一筋条（1）的左端和第二筋条（2）的左端均设置有端部尺寸缩小部（9）。

8.根据权利要求6所述的一种网架结构屈曲约束加固装置，其特征在于，第一筋条（1）的右端和第二筋条（2）的右端均设置有端部尺寸缩小部（9）。