[实用新型]局部屈曲破坏的宽翼缘H型钢柱的修复机构

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种局部屈曲破坏的宽翼缘H型钢柱的修复机构，属于结构工程领域。 

背景技术：

目前，宽翼缘H型钢柱的应用十分广泛。由于设计、安装、施工，以及部分处在长时期动力荷载的作用下，宽翼缘H型钢柱的破坏几率大大增加。其中一种重要的破坏形式是产生局部屈曲破坏。它直接影响到宽翼缘H型钢柱的性能以及建筑结构的整体稳定性。其发生局部屈曲破坏的主要原因是偏心集中荷载产生的附加弯曲应力。当宽翼缘H型钢柱翼缘出现局部屈曲后，表现为翼缘局部发生外凸或内凹现象，可能导致宽翼缘H型钢柱的承载力和工作能力的下降，继发局部出现超额应力甚至发生结构整体失稳。目前对宽翼缘H型钢柱局部屈曲破坏的加固方式有如下方案： 

[1]罗邦富，魏明钟，沈祖炎，陈明辉，《钢结构设计手册》，中国建筑工业出版社，1989年10月。 

[2]王国周，《钢结构-原理与设计》，清华大学出版社1993年11月。 

[3]“钢结构的加固设计”，《钢结构鉴定与加固文集(二)》，冶金工业部建筑研究总院建筑信息研究室，1995年6月。 

[4]郝际平，陈绍番:“钢结构在循环荷载作用下的局部屈曲和低周疲劳的试验研究”《土木工程学报》1996年第29卷第6期。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安全有效的局部屈曲破坏的宽翼缘H型钢柱的修复机构。 

技术解决方案： 

本实用新型包括H型钢的腹板、翼缘，腹板两侧沿翼缘通长方向对称布置有横向系杆，同侧两翼缘之间的横向系杆等间距设置，上、下翼缘和腹板以腹板为对称轴形成两个U形空间，U形空间内设有填充料。 

进一步：还包括设置在横向系杆外侧的模板，模板两端面紧贴于翼缘上。 

所述U形空间内的填充料为混凝土。 

所述混凝土对H型钢形成部分包裹。 

所述距翼缘外边缘20mm至30mm的位置处焊接横向系杆。 

所述横向系杆之间的间距为150mm至200mm。 

本实用新型上、下翼缘和腹板以腹板为对称轴形成的两个U形空间内浇筑有混凝土，有效抑制了宽翼缘H型钢柱局部屈曲的发展。模板垂直并紧贴于两翼缘支设，保证拆模后的混凝土与翼缘外缘平齐。对于高度较小的宽翼缘H型钢柱，支模浇筑混凝土可一次成型，浇筑后充分振捣。对于高度较大的宽翼缘H型钢柱，应分段支模，分层浇筑混凝土，并分层振捣。 

有益效果 

a、有效地抑制了宽翼缘H型钢柱局部屈曲的发展。 

b、减少了宽翼缘H型钢柱破坏的几率，对已破坏的宽翼缘H型钢柱进行了有效的修复。 

c、充分发挥了钢结构和混凝土结构各自的优势，且施工简单，可行性高。 

附图说明

图1为本实用新型主视图； 

图2为本实用新型1-1剖面图； 

图3为本实用新型模板图。 

具体实施方式

本实用新型采用横向系杆4，在腹板3两侧对称的位置，距翼缘外边缘20mm至30mm处，等间距地焊接于上翼缘1和下翼缘2间，间距为150mm至200mm。横向系杆4沿翼缘通长布置，并与上翼缘1和下翼缘2保持垂直。施焊时采用电弧焊。模板8垂直并紧贴于上翼缘1和下翼缘2支设，用螺杆7固定模板。对于高度较小的宽翼缘H型钢柱，支设模板后在U形空间浇筑混凝土5一次成型，浇筑后充分振捣。对于高度较大的宽翼缘H型钢柱，应分段支模，分层浇筑混凝土5，并分层振捣。拆模后，对于横向系杆4形成混凝土保护层6。该实用新型有效地延长了已发生局部屈曲破坏的宽翼缘H型钢柱的使用寿命。 

本实用新型横向系杆4采用8mm或10mm热轧光圆钢筋。 

本实用新型模板8采用木胶合模板。 

本实用新型横向系杆4混凝土保护层6厚度应保证不小于20mm。 

本实用新型采用疲劳试验机对工厂报废的宽翼缘H型钢柱进行了200万次疲劳试验,结果如下： 

实验前1#屈曲处最深内凹126mm；2^#屈曲处最深内凹107mm；3^#屈曲处最高外凸87mm。实验采用500kN脉动疲劳实验机进行，脉动频率200次/分钟，脉动荷载100kN-200kN，试验次数200万次。 

试验后对屈曲发展进行观察，1^#、2^#、3^#屈曲由于焊接系杆并内填混凝土，均未见发展。 

试验结果证明本修复方案能有效地延长已发生局部屈曲破坏的宽翼缘H型钢柱安全使用寿命。