專利名稱：一種鋼結構柱的加固方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋼結構加固領域，尤其涉及一種適用于鋼結構柱的加固方法。
背景技術：
鋼結構工程，通常具有高度大、自重大的特點，對于工業(yè)廠房，長期承受機械設備動力荷載作用，結構還可能會出現(xiàn)疲勞破壞。因此對于使用多年的鋼結構工程，或者在已有結構基礎上新建、改建的工程，加固顯得尤為重要。目前鋼結構加固方法主要分為三大類，一是改變結構計算圖形的加固，二是改變構件截面的加固，三是連接的加固。當前，對于改變構件截面的加固技術，局限在改工字型為箱型、托梁換柱、CFRP技術(碳纖維粘帖鋼板)等等。而改工字型為箱型可能需要拆除新增鋼板處的斜撐等構件，托梁換柱沒有充分利用原有結構，使用碳纖維粘帖對于保持原有鋼柱和新增鋼板有效連接提出了很大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種鋼結構柱的加固方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種鋼結構柱的加固方法，該方法包括以下步驟
(1)對需要加固的鋼柱進行卸荷通過拆除結構上部設備或者通過安裝千斤頂?shù)刃遁d設備，支撐原有結構；
(2)設計外貼鋼板和點焊預留孔外貼鋼板厚度相對于鋼柱翼緣寬度小IOOmm；然后在外貼鋼板上有序布置點焊預留孔；
(3)加固施工焊接前，需要清理鋼柱翼緣外側的防銹層，焊接時，首先在點焊預留孔點焊外貼鋼板和鋼柱翼緣，等焊縫冷卻之后，再圍焊外貼鋼板和鋼柱翼緣；對于鋼梁與鋼柱的連接處，在鋼梁上部和下部分別通過兩個縱向的加勁板和鋼梁翼緣連接，同時鋼柱也通過四個加勁板和鋼梁翼緣連接，在鋼梁的翼緣間通過兩個縱向的加勁板將鋼柱翼緣和鋼梁翼緣連接；
(4)待焊縫冷卻之后，再逐級安裝結構上部設備或者拆除卸載設備，鋼柱加固完成。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的方法不拆除原結構，對鋼柱部分卸荷后在其翼緣外側焊接鋼板。既能充分利用原有結構，又可以保證新增鋼板和原有鋼柱的有效連接，最終鋼柱能通過焊縫有效傳力。本發(fā)明通過在新增鋼板和原有鋼柱的關鍵位置焊接，使得加固后鋼柱能承受新增荷載作用，是一種可以廣泛應用于鋼結構柱加固的技術，具有廣闊的應用前景。


圖1為本發(fā)明鋼柱加固的示意圖； 圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖IWB-B剖視圖； 圖4為本發(fā)明梁柱連接處的加固示意圖； 圖5為圖4的C-C剖視圖中，點焊預留孔1、外貼鋼板2、加勁板3、鋼柱4、鋼梁5。
具體實施例方式如圖1-5所示，本發(fā)明鋼結構柱的加固方法，包括以下步驟 1、對需要加固的鋼柱4進行卸荷。所需卸荷的大小按照《鋼結構加固技術規(guī)范》(CECS_77_96)計算確定。常見的卸荷方法主要有拆除結構上部設備，或者通過千斤頂?shù)刃遁d設備，支撐原有結構。2、設計外貼鋼板2和點焊預留孔1。外貼鋼板2厚度按加固后結構承受的荷載確定，其寬度建議相對于鋼柱4翼緣寬度小100mm。考慮到外貼鋼板2面積較大，為避免和鋼柱4翼緣之間產生空鼓，在外貼鋼板 2上有序布置點焊預留孔1，孔徑大小和間距可按《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)第七章第二節(jié)中螺栓孔徑和間距確定。3、加固施工。焊接前，需要清理鋼柱4翼緣外側的防銹層，首先在點焊預留孔1點焊外貼鋼板2 和鋼柱4翼緣，等焊縫冷卻之后，再圍焊外貼鋼板2和鋼柱4翼緣。對于鋼梁5與鋼柱4的連接處，無法直接采用外貼鋼板2的方法直接加固，采用如圖4所示的加固方法，在鋼梁5上部和下部分別通過兩個縱向的加勁板3和鋼梁翼緣連接， 同時鋼柱4也通過四個加勁板3和鋼梁翼緣連接，在鋼梁的翼緣間通過兩個縱向的加勁板3 將鋼柱翼緣和鋼梁翼緣連接，有限元分析證明，通過這種處理措施，梁柱連接處的能有效傳力，外貼鋼板3能充分發(fā)揮作用。4、待焊縫冷卻之后，再逐級安裝結構上部設備或者拆除卸載設備，鋼柱加固完成。
權利要求
1. 一種鋼結構柱的加固方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)對需要加固的鋼柱(4)進行卸荷通過拆除結構上部設備或者通過安裝千斤頂?shù)刃遁d設備，支撐原有結構；(2)設計外貼鋼板(2)和點焊預留孔(1)外貼鋼板(2)厚度相對于鋼柱(4)翼緣寬度小IOOmm ；然后在外貼鋼板(2)上有序布置點焊預留孔(1)；(3)加固施工焊接前，需要清理鋼柱4翼緣外側的防銹層，焊接時，首先在點焊預留孔 (1)點焊外貼鋼板(2)和鋼柱(4)翼緣，等焊縫冷卻之后，再圍焊外貼鋼板(2)和鋼柱(4)翼緣；對于鋼梁(5)與鋼柱(4)的連接處，在鋼梁(5)上部和下部分別通過兩個縱向的加勁板 (3)和鋼梁翼緣連接，同時鋼柱(4)也通過四個加勁板(3)和鋼梁翼緣連接，在鋼梁的翼緣間通過兩個縱向的加勁板(3)將鋼柱翼緣和鋼梁翼緣連接；(4)待焊縫冷卻之后，再逐級安裝結構上部設備或者拆除卸載設備，鋼柱加固完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼結構柱的加固方法，對鋼柱卸載后，在柱翼緣外側點焊和圍焊鋼板，等焊縫冷卻，再逐級恢復荷載。對于梁柱連接處，通過設置加勁板，連接鋼板和梁，以有效傳遞荷載，實現(xiàn)鋼柱加固后柱及梁柱節(jié)點承載力的提高。該技術不用拆除原有結構，通過焊接鋼板，既能利用原有結構，又可以保證新增鋼板和原有鋼柱的有效連接，最終鋼柱能通過焊縫有效傳力。
文檔編號E04C3/32GK102352694SQ20111026887
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權日2011年9月13日
發(fā)明者程江敏, 程鵬, 許峰, 邱鶴, 龔順風 申請人:浙江大學