CN220036223U - 一种方钢管混凝土柱无损加固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种方钢管混凝土柱无损加固装置，包括设置在方钢管混凝土柱长度方向每一个棱上的加固角钢，用于对多个加固角钢进行紧固的多个连接夹具组，多个连接夹具组在加固角钢长度方向上间隔平行设置，加固角钢内壁与方钢管混凝土柱外壁紧贴，加固角钢长度比方钢管混凝土柱的长度短且加固角钢两端端部与钢管方钢管混凝土柱两端端部不接触。通过夹具和螺栓使外包角钢与方钢管紧密接触，可有效提升方钢管对核心混凝土的约束作用，无需对原有结构进行打孔、焊接，通过夹具和加固件进行加固可显著提高方钢管混凝土结构的抗震性能和承载能力。

Description

一种方钢管混凝土柱无损加固装置

技术领域

本实用新型属于建筑工程中钢结构技术领域，具体属于一种方钢管混凝土柱无损加固装置。

背景技术

钢管混凝土柱与单个钢管或混凝土构件相比，提高了材料的使用效率，同时以其力学性能卓越、稳定性好、节点施工方便且易采取防火措施等优点，被广泛应用于机场和桥梁等实际工程之中。

钢管混凝土柱主要由圆钢管混凝土柱和方钢管混凝土柱两种形式，其中相较于圆形钢管混凝土，方钢管对混凝土的约束作用较弱，延性较差，在服役期间容易因环境因素遭受损伤，对承载能力和使用寿命造成一定影响。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种方钢管混凝土柱无损加固装置，通过夹具和螺栓使外包角钢与方钢管紧密接触，可有效提升方钢管对核心混凝土的约束作用，无需对原有结构进行打孔、焊接，通过夹具和加固件进行加固可显著提高方钢管混凝土结构的抗震性能和承载能力。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种方钢管混凝土柱无损加固装置，包括设置在方钢管混凝土柱长度方向每一个棱上的加固角钢，用于对多个加固角钢进行紧固的多个连接夹具组，多个连接夹具组在加固角钢长度方向上间隔平行设置，加固角钢内壁与方钢管混凝土柱外壁紧贴，加固角钢的肢长X2为方钢管混凝土柱X1的1/6～1/8，加固角钢的肢厚为6mm～12mm。

进一步的，加固角钢长度比方钢管混凝土柱的长度短10cm～20cm，加固角钢两端端部与钢管方钢管混凝土柱两端端部不接触。

进一步的，所述加固角钢沿长度方向水平间隔设置多组定位钢条用于定位连接夹具组，所述间隔距离为130cm～150cm。

进一步的，多个连接夹具组间的间隔距离为130cm～150cm。

进一步的，所述连接夹具组包括两个L形连接夹具，L形连接夹具两端均为连接端，连接端上设置有固定孔，两个L形连接夹具通过设置在固定孔中的螺栓实现两个L形连接夹具的连接以及多个加固角钢的紧固。

进一步的，L形连接夹具的厚度为8mm～10mm，宽度为20cm～40cm，单侧长度与方钢管混凝土柱的外壁宽度相同。

进一步的，L形连接夹具采用Q420高强钢制成。

进一步的，L形连接夹具的角平分线与相邻加固角钢的角平分线相互垂直，与相对加固角钢的角平分线重合。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型提供一种方钢管混凝土柱无损加固装置，采用连接夹具组将加固角钢和方钢管混凝土柱连接为整体，在不对原有结构进行削弱的前提下，通过连接夹具组的抱箍作用提升方钢管对核心混凝土的约束能力，能够有效提高方钢管混凝土柱的承载力和稳定性能，为方钢管混凝土柱加固方法提供了新的思路。

本实用新型的加固装置主要针对老旧方钢管混凝土进行持荷加固，在不影响原有结构正常运行的情况下，无须对原结构进行打孔、焊接，采用螺栓进行紧固即可快速构件加固，安装过程具有易操作，可靠性高等特点，加固装置同时具有良好的经济效益，可产生有效的加固效果。

附图说明

图1为本实用新型无损加固装置加固方钢管混凝土柱结构示意图；

图2为本实用新型无损加固装置加固方钢管混凝土柱结构剖面图；

图3为本实用新型方钢管混凝土柱无损加固装置结构示意图；

图4为本实用新型夹具结构示意图；

附图中：1-方钢管，2-核心混凝土，3-加固角钢，4-夹具，5-螺栓，6-螺母，7-定位钢条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图2所示，方钢管混凝土柱包括方钢管1，多个方钢管1沿其长度方向围成空心方形柱体，空心方形柱体内部填充核心混凝土2，本实用新型是一种针对方钢管混凝土柱的夹具加固装置，其工作原理是利用螺栓施加紧固力，通过夹具使加固材与方钢管紧密贴近，在接触面产生向内的压力和摩阻力的同时，提升方钢管对核心混凝土的约束，实现协同受力和变形，以达到提升被加固构件承载力和稳定性能的目的。针对承载能力不满足要求的方钢管混凝土柱，

如图3所示，本实用新型的一种方钢管混凝土柱的夹具加固装置，主要由加固角钢3、L形连接夹具4和螺栓5组成，加固角钢3设置四个用于对方钢管混凝土柱长度方向上四个棱角进行保护，四个加固角钢3长度方向上设置有多个连接夹具组用于在水平方向对四个加固角钢3进行约束，多个连接夹具组在加固角钢3长度方向上间隔平行设置。

优选的，加固角钢3长度比方钢管1的长度短10～20cm，加固角钢3的肢长X2取方钢管混凝土柱边长X1的1/6～1/8，加固角钢3的肢厚取6～12mm，在设计时，应确保完成加固件安装后加固角钢3的端部距离方钢管1两端端部预留高度H1控制在5～10cm，且加固角钢3单侧与方钢管的接触面积不超过方钢管总面积的1/5。

加固角钢3上沿长度方向上采用焊接方式设置定位钢条7，各组定位钢条7沿长度方向上水平间隔设置，间隔H3取130～150cm之间；

安装时沿长度方向将夹具4置于同组定位钢条7上方，使四个加固角钢3处于同一水平面，合理的加固角钢可避免由于设计和制作产生的误差给安装带来不便，同时提高安装加固装置的准确性。

优选的，使用时，加固角钢3内壁需要紧贴方钢管外壁，且各单肢加固角钢3的内夹角均采用90°，加固角钢3可用等肢单角钢进行制备，定位钢条7可取截面为10cm×10cm的L型钢条，在试件加工时将定位钢条7沿长度方向焊接在角钢3上。

如图4所示，连接夹具组进行布置定位设计和安装时，连接夹具组沿轴向均匀分布在方钢管混凝土柱上，且各连接夹具组之间隔H3建议取130～150cm之间。

优选的，连接夹具组包括两个L形连接夹具4，L形连接夹具4上设置连接端，连接端上设置有固定孔，两个L形连接夹具4通过设置在固定孔中的螺栓5实现两个L形连接夹具4的连接以及多个加固角钢3的紧固。

优选的，L形连接夹具4采用Q420高强钢制成，夹具的厚度X3在8～10mm之间，高度H4在20cm～40cm之间，单侧长度X4与方钢管混凝土柱的外壁宽度X1相同。在安装时，L形连接夹具4的内壁应紧贴加固角钢3的外壁，并确保L形连接夹具4的两对固定孔在同一轴线上，以保证螺杆5可以顺利贯穿两个固定孔完成紧固。

优选的，L形连接夹具4的角平分线需与相邻加固角钢3的角平分线相互垂直，与相对加固角钢3的角平分线重合。

优选的，螺栓5和螺母6可选取公制M8螺栓，其中M表示公制螺栓，8表示螺杆的直径取8mm。

优选的，本实用新型的加固装置可在方钢管混凝土柱持荷状态下在原位置进行加固，无须对原结构进行打孔、焊接，采用螺杆5、螺母6连接即可快速完成安装过程，具有易操作、安全性高等特点。

使用时，在钢管混凝土柱长度方向的各棱角处分别布置一个加固角钢3，使加固角钢3内壁两侧需分别与方钢管1外壁相邻两面相互贴合在一起，成对L形连接夹具4沿加固角钢3长度方向置于钢条7上方，内侧扣在加固角钢3外侧，使L形连接夹具4的内壁与加固角钢3外壁贴紧，成对夹具的固定孔同轴，同一组L形连接夹具4通过一对固定螺杆5和螺母6连接在一起，且通过施加外力将螺栓拧紧，进而通过L形连接夹具4使加固角钢3固定在被加固方钢管混凝土2上，各构件协同受力。

本实用新型能有效提升方钢管混凝土柱的刚度、屈服强度和稳定性，其中，夹具4的强约束增强了方钢管1与内部混凝土2之间的界面摩擦，加强方钢管1与核心混凝土2的协同受力，同时加固角钢3可避免方钢管1过早的局部屈曲现象，提升方钢管1的延性，且构件长细比越大时，加固装置对构件延性的提升效果越好。加固后的方钢管混凝土柱的轴向承载力相较于未加固方钢管混凝土柱提高30％左右。

Claims (8)

1.一种方钢管混凝土柱无损加固装置，其特征在于，包括设置在方钢管混凝土柱长度方向每一个棱上的加固角钢(3)，用于对多个加固角钢(3)进行紧固的多个连接夹具组，多个连接夹具组在加固角钢(3)长度方向上间隔平行设置，加固角钢(3)内壁与方钢管混凝土柱外壁紧贴，加固角钢(3)的肢长X2为方钢管混凝土柱X1的1/6～1/8，加固角钢(3)的肢厚为6mm～12mm。

2.根据权利要求1所述的一种方钢管混凝土柱无损加固装置，其特征在于，加固角钢(3)长度比方钢管混凝土柱的长度短10cm～20cm，加固角钢(3)两端端部与钢管(1)方钢管混凝土柱两端端部不接触。

3.根据权利要求1所述的一种方钢管混凝土柱无损加固装置，其特征在于，所述加固角钢(3)沿长度方向水平间隔设置多组定位钢条(7)用于定位连接夹具组，所述间隔距离为130cm～150cm。

4.根据权利要求1所述的一种方钢管混凝土柱无损加固装置，其特征在于，多个连接夹具组间的间隔距离为130cm～150cm。

5.根据权利要求1所述的一种方钢管混凝土柱无损加固装置，其特征在于，所述连接夹具组包括两个L形连接夹具(4)，L形连接夹具(4)两端均为连接端，连接端上设置有固定孔，两个L形连接夹具(4)通过设置在固定孔中的螺栓(5)实现两个L形连接夹具(4)的连接以及多个加固角钢(3)的紧固。

6.根据权利要求5所述的一种方钢管混凝土柱无损加固装置，其特征在于，L形连接夹具(4)的厚度为8mm～10mm，宽度为20cm～40cm，单侧长度与方钢管混凝土柱的外壁宽度相同。

7.根据权利要求5所述的一种方钢管混凝土柱无损加固装置，其特征在于，L形连接夹具(4)采用Q420高强钢制成。

8.根据权利要求5所述的一种方钢管混凝土柱无损加固装置，其特征在于，L形连接夹具(4)的角平分线与相邻加固角钢(3)的角平分线相互垂直，与相对加固角钢(3)的角平分线重合。