[发明专利]一种钢结构柱的加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢结构加固领域，尤其涉及一种适用于钢结构柱的加固方法。

背景技术

钢结构工程，通常具有高度大、自重大的特点，对于工业厂房，长期承受机械设备动力荷载作用，结构还可能会出现疲劳破坏。因此对于使用多年的钢结构工程，或者在已有结构基础上新建、改建的工程，加固显得尤为重要。

目前钢结构加固方法主要分为三大类，一是改变结构计算图形的加固，二是改变构件截面的加固，三是连接的加固。当前，对于改变构件截面的加固技术，局限在改工字型为箱型、托梁换柱、CFRP技术（碳纤维粘帖钢板）等等。而改工字型为箱型可能需要拆除新增钢板处的斜撑等构件，托梁换柱没有充分利用原有结构，使用碳纤维粘帖对于保持原有钢柱和新增钢板有效连接提出了很大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种钢结构柱的加固方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种钢结构柱的加固方法，该方法包括以下步骤：

（1）对需要加固的钢柱进行卸荷：通过拆除结构上部设备或者通过安装千斤顶等卸载设备，支撑原有结构；

（2）设计外贴钢板和点焊预留孔：外贴钢板厚度相对于钢柱翼缘宽度小100mm；然后在外贴钢板上有序布置点焊预留孔；

（3）加固施工：焊接前，需要清理钢柱翼缘外侧的防锈层，焊接时，首先在点焊预留孔点焊外贴钢板和钢柱翼缘，等焊缝冷却之后，再围焊外贴钢板和钢柱翼缘；对于钢梁与钢柱的连接处，在钢梁上部和下部分别通过两个纵向的加劲板和钢梁翼缘连接，同时钢柱也通过四个加劲板和钢梁翼缘连接，在钢梁的翼缘间通过两个纵向的加劲板将钢柱翼缘和钢梁翼缘连接；

（4）待焊缝冷却之后，再逐级安装结构上部设备或者拆除卸载设备，钢柱加固完成。

本发明的有益效果是，本发明的方法不拆除原结构，对钢柱部分卸荷后在其翼缘外侧焊接钢板。既能充分利用原有结构，又可以保证新增钢板和原有钢柱的有效连接，最终钢柱能通过焊缝有效传力。本发明通过在新增钢板和原有钢柱的关键位置焊接，使得加固后钢柱能承受新增荷载作用，是一种可以广泛应用于钢结构柱加固的技术，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明钢柱加固的示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为本发明梁柱连接处的加固示意图；

图5为图4的C-C剖视图；

图中，点焊预留孔1、外贴钢板2、加劲板3、钢柱4、钢梁5。

具体实施方式

如图1-5所示，本发明钢结构柱的加固方法，包括以下步骤：

1、对需要加固的钢柱4进行卸荷。

所需卸荷的大小按照《钢结构加固技术规范》（CECS_77-96）计算确定。常见的卸荷方法主要有拆除结构上部设备，或者通过千斤顶等卸载设备，支撑原有结构。

2、设计外贴钢板2和点焊预留孔1。

外贴钢板2厚度按加固后结构承受的荷载确定，其宽度建议相对于钢柱4翼缘宽度小100mm。考虑到外贴钢板2面积较大，为避免和钢柱4翼缘之间产生空鼓，在外贴钢板2上有序布置点焊预留孔1，孔径大小和间距可按《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第七章第二节中螺栓孔径和间距确定。

3、加固施工。

焊接前，需要清理钢柱4翼缘外侧的防锈层，首先在点焊预留孔1点焊外贴钢板2和钢柱4翼缘，等焊缝冷却之后，再围焊外贴钢板2和钢柱4翼缘。

对于钢梁5与钢柱4的连接处，无法直接采用外贴钢板2的方法直接加固，采用如图4所示的加固方法，在钢梁5上部和下部分别通过两个纵向的加劲板3和钢梁翼缘连接，同时钢柱4也通过四个加劲板3和钢梁翼缘连接，在钢梁的翼缘间通过两个纵向的加劲板3将钢柱翼缘和钢梁翼缘连接，有限元分析证明，通过这种处理措施，梁柱连接处的能有效传力，外贴钢板3能充分发挥作用。

4、待焊缝冷却之后，再逐级安装结构上部设备或者拆除卸载设备，钢柱加固完成。