[发明专利]型钢梁及型钢柱节点的钢筋穿孔补强方法及补强结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种型钢梁及型钢柱节点的钢筋穿孔补强方法及补强结构，特别适用于高层或中高层建筑中混凝土型钢梁/柱节点的补强。属于建筑结构技术领域。

背景技术

目前，在建筑技术领域，型钢混凝土梁、柱节点中，需要将梁、柱中使用的钢筋穿过型钢腹板。常规的做法是行在型钢腹板上预留钢筋孔，并在现场施工时对型钢的钢筋孔处进行贴板补强。所述补强设计主要是参照国家建筑标准设计图集《型钢混凝土组合结构构造》（04SG523）。此补强方法存在以下缺点：（1）为了能够在现场施工，一般要求补强板开孔直径比型钢腹板的预留钢筋孔更大，造成除了在补强板周边与型钢腹板焊接外，还需要在补强孔边的边缘处与型钢腹板焊接，造成焊接工序多、工期长、效率低。（2）由于补强板开孔直径与钢筋直径、型钢板厚、补强板板厚、钢筋与型钢的相对夹角等多个参数有关。当型钢板厚变化时，补强板厚度及开孔大小将不同，导致梁、柱钢筋间距不统一，使钢筋布置复杂且构件加工时容易出错，造成施工现场出现钢筋无法穿过的情况。（3）钢筋穿孔较多时，补强焊接也增多，造成型钢板焊接结构复杂、节点焊接残余应力和变形将较大。

因此，现有技术的补强方法施工较为复杂，特别是对复杂结构的节点（如高层建筑转换层节点等），加工制作及现场钢筋施工困难，有必要研究一种能简化施工程序的钢筋穿孔补强方法及补强结构。

发明内容

本发明的目的之一，是针对现有技术存在加工工艺复杂、型钢板焊接结构复杂、节点焊接残余应力和变形大的问题，提供一种型钢梁及型钢柱节点的钢筋穿孔补强方法，该补强方法具有工艺简单、施工技术方便和生产成本低的特点。

本发明的目的之二，是针对现有技术存在加工工艺复杂、型钢板焊接结构复杂、节点焊接残余应力和变形大的问题，提供一种型钢梁及型钢柱节点的钢筋穿孔补强结构，该补强结构具有结构简单、施工技术方便和生产成本低的特点。

本发明的目的之一可以通过以下技术方案达到：

型钢梁及型钢柱节点的钢筋穿孔补强方法，其特征在于包括如下步骤：

1）根据型钢梁/柱节点处腹板部设置的钢筋孔，在配置的补强钢板中开设对应的补补强孔，所述补强孔在补强钢板中的布置与型钢梁/柱腹板预留钢筋孔的分布位置对应，所述补强孔的形状和大小与对应的钢筋孔相同；

2）根据型钢梁/柱腹板预留钢筋孔的数量设置一块或多块补强钢板；

3）采用钢板叠合周边焊接的补强方式，对型钢梁/型钢柱节点处的型钢穿孔腹板进行补强；补强钢板与型钢梁/柱腹板接合后，在补强钢板的四周焊接、补强孔处不焊接，形成补强钢板四周与型钢梁/柱腹板的固定连接结构；

4）所述补强钢板焊接在型钢梁/柱腹板预留钢筋孔的部分的一侧或二侧、形成单补强板叠加结构或双补强板叠加结构。

本发明的目的之一还可以通过以下技术方案达到：

进一步地，所述型钢梁/柱的腹板部和补强钢板的连接处为焊接式连接结构，补强钢板的四周与型钢的腹板部焊接连接，补强孔的周边与型钢的腹板部不进行焊接连接。

进一步地，所述的每块补强钢板中，设有至少二个补强孔，即每块补强钢板至少覆盖二个钢筋孔。

进一步地，焊接在型钢梁的补强钢板中，设有二至三排竖向补强孔，每排补强孔有二至三个；焊接在型钢柱的补强钢板中，设有二至五列水平向补强孔，每列水平向补强孔有二至五个；形成矩阵式分布结构，以限制补强钢板的面积及加强补强钢板的刚度和补强效果。

进一步地，补强钢板的补强孔与型钢梁/柱腹板上的钢筋孔同时加工开孔，以保证两者开孔的形状、大小吻合精度。

本发明的目的之二可以通过以下技术方案达到：

型钢梁及型钢柱节点的钢筋穿孔补强结构，包括型钢梁及型钢柱，在型钢梁/柱节点的腹板部设有若干个钢筋孔，其结构特点在于：所述钢筋孔在型钢梁/柱的腹板部等间距分布；在腹板部的带钢筋孔处设有一块或多块补强钢板，所述补强钢板布置在型钢梁/柱节点的腹板部的一侧或两侧；每块补强钢板的四周与型钢的钢板部通过焊接固定连接、形成单补强板叠加结构或双补强板叠加结构；补强孔的大小和形状与对接部位的钢筋孔吻合对应。

本发明的目的之二还可以通过以下技术方案达到：

进一步地，所述型钢的腹板部的钢筋和补强钢板的补强孔为圆形通孔，两者对应位置的圆形通孔的直径相等。

进一步地，补强钢板的大小根据等面积原则确定，即同一截面处补强钢板的面积等于型钢开孔削弱的面积。

本发明的有益效果是：