[发明专利]一种建筑钢结构的加固改造结构及方法

说明书

本发明公开了一种建筑钢结构的加固改造结构及方法，改造方法包括以下步骤：预制U型加固部件；将U型加固部件安装在原钢结构钢柱的外周；在U型加固部件的侧边敞口补装纵向钢筋和箍筋；在补装的纵向钢筋和箍筋的外侧安装封板，使封板与呈U型的外定型模板形成整体的浇筑模板；向浇筑模板内浇筑混凝土，对混凝土进行养护使浇筑的混凝土硬化。这种钢结构的加固改造方法，采用外包钢筋混凝土的方式对原钢结构的钢柱进行加固，加固过程无需在钢柱上进行焊接或打孔操作，对原钢结构造成的扰动小，安全性高；且加固过程中需要采取的现场支承措施少，改造施工难度低，可实施性强，适用于既有城市工业区等老旧城区的升级改造，助力旧城改造和城市更新。

技术领域

本发明涉及钢结构建筑加固改造技术领域，具体涉及一种建筑钢结构的加固改造结构及方法。

背景技术

20世纪80年代开始，我国兴建了一批钢结构工业建筑、公共建筑及民用建筑。经调查发现，即将进入服役期的既有钢结构建筑大都出现了不同程度的损坏，严重影响了既有钢结构建筑的安全性和正常使用性，同时由于升级改造方法不当，出现了倒塌等重大安全事故。因此，研究如何对既有钢结构建筑进行加固改造，是亟待解决的技术难题。

由于钢结构具有焊接方便的特点，目前常常采用增大截面法进行焊接加固。公开号为CN109779277A的中国发明专利公开了一种钢结构厂房增大截面法焊接加固施工方法，先根据钢结构厂房上被加固构件的分布分段预制T型钢，然后将T型钢吊运至对应的被加固构件的翼缘外侧并在T型钢沿线设置U型卡，U型卡一端贴在被加固构件的翼缘内侧、另一端与T型钢的翼缘外侧存在间隙，然后在间隙内放入楔体并锤击楔体，使得U型卡将被加固构件的翼缘外侧与T型钢的腹板端面贴紧，最后将T型钢的腹板端部两侧与被加固构件的翼缘外侧焊接固定。该方法采用高空原位加固，通过U型卡和楔体实现了加固件和被加固构件的顶紧。但是这种焊接加固的方法存在很多缺陷：

其一、采用焊接加固对原钢结构损伤大，焊接时将大幅提升原有钢结构构件的局部温度，降低钢构件承载力，进而引起结构整体承载力破坏或构件失稳破坏，安全性较低；

其二、钢结构焊接的工作量大、操作面小、加固周期长；

其三、该加固方法仅适用于宽翼缘型钢的加固，不适于窄翼缘型钢、圆管及箱形等构件的加固；

其四、加固现场需要使用大型的吊车设备，增加加固改造的成本；

其五、该加固方法现场拼装难度大，安装精度、焊接质量等问题难以保证。

现有技术中还有利用外包钢筋混凝土对钢结构进行加固的方法，例如公告号为CN208415984U的中国专利公开了一种钢柱外包钢筋混凝土加固结构，包括既有钢柱、箍筋、纵筋、混凝土柱。所述既有钢柱为钢结构的矩形柱。所述纵筋为矗立在既有钢柱四角的钢结构钢筋。所述箍筋为通过铁丝连接在纵筋表面的钢结构钢筋，与纵筋形成一个长方体结构的钢筋网框架。所述混凝土柱为水泥砂浆灌注在箍筋和纵筋通过铁丝连接所组成的钢筋网框架上而成。这种钢柱外包混凝土加固结构，能在不破坏原结构的情况下，提高钢柱外包钢筋混凝土结构建筑抗压承载力。

但是，在混凝土浇筑时，需支拆模板，所需加固周期长；而且采用封闭式箍筋，受到钢柱外伸牛腿的限制，增加了箍筋穿入原钢柱的施工难度。因此，需要设计一种对原钢结构扰动小、加固方法采用支承装置少、施工难度低、可实施性强的建筑钢结构的加固改造结构及方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建筑钢结构的加固改造结构及方法，以解决现有钢结构加固方法存在的对原钢结构扰动大或采用支承装置多，施工难度大，可实施性差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提出了一种建筑钢结构的加固改造结构，包括：

钢柱，为原钢结构的既有钢柱；