[发明专利]一种弯曲压杆的加固装置及其加固方法

说明书

本发明公开了一种弯曲压杆的加固装置及其加固方法，所述加固装置包括第一U型钢和第二U型钢；第一U型钢包括第一翼缘、第一腹板和第二翼缘，第一翼缘上设置圆孔一，第二翼缘上设置槽孔一；第二U型钢包括第三翼缘、第二腹板和第四翼缘，第三翼缘上有槽孔二，第四翼缘上有圆孔二；圆孔一、槽孔二通过单边螺栓固定，槽孔一、圆孔二通过单边螺栓固定。所述加固方法包含以下步骤：分别开圆孔一、槽孔一、槽孔二、圆孔二，翼缘与弯曲压杆的初始挠度方向平行；搭接，孔、槽重叠；将孔、槽通过单边螺栓固定。本发明无需改变U型钢的尺寸，通过翼缘上的槽孔来“自适应”不同挠度的弯曲压杆，可用相同的U型钢来进行加固，有利于提高工程应用的适应性。

技术领域

本发明属于空间结构加固领域，具体为一种弯曲压杆的加固装置及其加固方法。

背景技术

目前，人们对于大型建筑物无遮挡空间的要求越来越高，原有结构形式很难满足这些要求。而大跨空间结构是目前发展最快的结构类型，作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。

空间结构的破坏通常是关键杆件失稳引起的破坏。以网架结构为例，其关键杆件一般是指跨中某些上弦杆。在强风或者强震作用下，网架跨中上弦杆首先发生弹性屈曲，承载力急剧下降，退出工作，然后部分与其相连接的腹杆和下弦杆也达到失效应变，随着杆件的相继破坏，结构中力的传递路径被破坏，网架的重力无法有效地传递到柱子上，最终网架在重力作用下发生倒塌。

现有的空间结构加固方法有直接在空间结构杆件上焊接钢板或者型钢、在杆件外围粘贴FRP以及粘钢加固法，但各自都有缺点。直接在空间结构杆件上焊接钢板或者型钢，杆件上会产生焊接残余应力，对结构产生不利影响；在杆件外围粘贴FRP，例如CFRP材料，虽然具有高强特性，但是如果用于加固轴向受力杆件，CFRP材料对于杆件的稳定承载力贡献很小；粘钢加固法，首先钢片不容易随杆件变形，不便于施工，其次粘结主要用建筑结构胶，此方法对结构胶的强度要求较高，还要求能承受疲劳荷载和抗老化。并且采用上述方法进行加固后，当轴向压力较大时构件仍会发生屈曲失稳。

申请号为201510423508.7的中国专利公开了一种空间结构关键杆件加固方法，是由钢板和型钢通过单边螺栓组成方形约束部件，当关键杆件为弯曲杆件，且初始挠度不确定时，如采用上述专利提出方法，则会需要多种规格的加固约束部件，从而为约束部件的制作带来困难。如何针对弯曲压杆的初始挠度不确定性，提出自适应加固技术是当前面临的主要问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种“自适应”不同挠度的弯曲压杆的加固装置，本发明的另一目的是提供一种施工难度小、成本低的弯曲压杆的加固方法。

技术方案：本发明所述的一种弯曲压杆的加固装置，包括第一U型钢和第二U型钢；第一U型钢包括固定连接的第一翼缘、第一腹板和第二翼缘，第一翼缘上设置圆孔一，第二翼缘上设置槽孔一；第二U型钢包括固定连接的第三翼缘、第二腹板和第四翼缘，第三翼缘上设置槽孔二，第四翼缘上设置圆孔二；所述圆孔一、槽孔二通过单边螺栓固定，槽孔一、圆孔二通过单边螺栓固定，使得第一U型钢和第二U型钢错位搭接形成用于加固弯曲压杆的约束部。

第一翼缘、第二翼缘、第三翼缘、第四翼缘与弯曲压杆的挠度方向平行时，第一腹板与弯曲压杆的中部接触，第二腹板与弯曲压杆的两端接触。第一腹板、第二腹板的宽度大于弯曲压杆的外直径。第一U型钢、第二U型钢尺寸相同。

为了进一步增加弯曲杆件两端局部稳定性，弯曲压杆两端靠近支承处沿弯曲压杆轴向焊接加劲肋。弯曲压杆的每端对称焊接两根加劲肋，加劲肋在约束部的拐角处与弯曲压杆的表面形成的空隙内。加劲肋的长度大于弯曲压杆的截面外径。

为了进一步提高约束部的约束效果，避免其相对弯曲杆件滑动，还可以在弯曲压杆中部设置定位栓，定位栓穿过第一腹板或第二腹板。