一種外套鋼管混凝土加固工字形截面型鋼柱的設備及方法技術

本發明專利技術涉及土木建筑工程技術領域

【技術實現步驟摘要】
一種外套鋼管混凝土加固工字形截面型鋼柱的設備及方法


[0001]本專利技術涉及土木建筑工程
，特別是涉及一種外套鋼管混凝土加固工字形截面型鋼柱的設備及方法
。

技術介紹

[0002]型鋼結構因其強度大
、
塑性和韌性好
、
自重輕
、
施工周期短
、
經濟效益好等一系列優點，已經成為目前建筑領域最具應用前景的結構體系之一
。
然而，由于結構使用荷載增加或年久失修等原因，型鋼柱也逐漸開始暴露出各種病害問題，面臨承載力和耐久性的雙重加固需求，需要對其進行加固處理
。
[0003]對于工字形截面型鋼柱的加固方法主要包括增大截面加固法
、
粘結鋼板加固法
、
外包鋼筋混凝土加固法等，但均存在明顯的局限性
。
增大截面加固法需對原構件進行焊接
、
螺栓連接
、
鉚釘連接等處理，對原構件存在損壞，且不能整體工作，彼此單獨受力，承載力提升幅值有限，導致材料利用率低；粘結鋼板加固法的整體性同樣較差，且由于結構膠的存在，整體耐久性和抗火性均較差；外包鋼筋混凝土加固法需要支設混凝土模板與綁扎鋼筋籠，施工繁瑣不便，經濟效益差，且不能同時大幅提高被加固混凝土柱的承載力
、
剛度和延性
。
[0004]雖然類似于本專利技術提出的采用外套鋼管并夾層混凝土加固的方法已經應用于一些其他的結構體系，如鋼筋混凝土柱等，但是工字形截面型鋼柱與上述其他結構體系存在顯著不同
。
工字形截面型鋼柱屬于鋼結構，通常認為可以應用于鋼筋混凝土結構的加固技術不能夠直接移植于加固鋼結構，在柱腳處理
、
不同界面粘結處的處理都存在不同
。
由于材料的不同，工字形截面型鋼柱與夾層混凝土之間的界面粘結情況與鋼筋混凝土柱大為不同
。
并且，工字形截面型鋼柱的截面形狀與鋼筋混凝土圓柱或方柱也存在不同，因此對加固方法及加固性能也產生了很大的影響
。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的是提供一種外套鋼管混凝土加固工字形截面型鋼柱的設備及方法，以解決現有技術存在的問題，可對既有的型鋼柱本體進行加固，不僅不會大幅度增加截面
、
不會損壞原構件，還可以增強原型鋼柱的承載力
、
剛度和延性，延長使用壽命
。
[0006]為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：本專利技術提供一種外套鋼管混凝土加固工字形截面型鋼柱的設備，包括：
[0007]兩半套，兩所述半套套設在工字形截面型鋼柱本體的外部，兩所述半套開口處外壁焊接，且兩所述半套內形成空腔，所述工字形截面型鋼柱本體位于所述空腔內；所述空腔內填充設置有加固層；
[0008]鋼板，設置在所述工字形截面型鋼柱本體的底部，所述鋼板上開設有與所述工字形截面型鋼柱本體相適配的第一限位槽，所述鋼板上開設有與所述半套相適配的第二限位槽；
[0009]其中，所述鋼板
、
所述半套和所述工字形截面型鋼柱本體通過所述加固層形成一體結構
。
[0010]優選的，所述第一限位槽寬度大于所述工字形截面型鋼柱本體厚度，且所述工字形截面型鋼柱本體與所述第一限位槽內壁粘接；
[0011]所述第二限位槽寬度大于所述半套厚度，且所述半套與所述第二限位槽內壁粘接
。
[0012]優選的，還包括：
[0013]定位件，設置有四個且周向設置在所述工字形截面型鋼柱本體外壁上，相鄰兩所述定位件夾角為
90
°
，所述定位件設置為鋼條，其中兩所述定位件的一端分別固接在所述工字形截面型鋼柱本體的兩翼緣中部，且所述定位件的另一端開設有定位槽，所述半套的邊緣設置為彎折部，所述彎折部插入到所述定位槽內，另外兩所述定位件的一端與所述工字形截面型鋼柱本體的腹板中部兩側，所述定位件的另一端與所述半套內壁相抵
。
[0014]優選的，所述工字形截面型鋼柱本體的腹板中心與兩所述空腔中心重合，且所述工字形截面型鋼柱本體腹板與所述半套兩邊緣連線位于同一直線上
。
[0015]優選的，所述半套的底部開設有注漿口，所述半套的頂部開設有出漿口
。
[0016]一種外套鋼管混凝土加固工字形截面型鋼柱的方法，包括如下步驟：
[0017]在工字形截面型鋼柱本體的底部設置鋼板，并將工字形截面型鋼柱本體的底部插入到第一限位槽內；
[0018]將兩半套套設在工字形截面型鋼柱本體外部，將兩半套焊接，且將兩半套底部插入到第二限位槽內；
[0019]向空腔內填充灌注材料形成加固層，經過養護期后養護成型，完成工字形截面型鋼柱本體加固
。
[0020]優選的，在設置鋼板前對工字形截面型鋼柱本體進行打磨和除銹處理
。
[0021]優選的，完成工字形截面型鋼柱本體加固后對半套外壁進行防銹處理
。
[0022]優選的，將工字形截面型鋼柱本體的底部插入到第一限位槽內后通過粘接劑粘接
。
[0023]優選的，將半套的底部插入到第二限位槽內后通過粘接劑粘接
。
[0024]本專利技術公開了以下技術效果：本專利技術解決了既有的工字形截面型鋼柱本體無法滿足使用功能要求，需要大幅度提高構件承載力和剛度的問題，施工便捷，經濟效益顯著
。
在不增加用鋼量的前提下對后澆混凝土產生良好的約束效果，進一步提高工字形截面型鋼柱本體以及后澆混凝土的強度和變形性能，充分發揮鋼材和混凝土的優良特性，能夠快速且大幅度提高型鋼柱的承載力
、
剛度和延性等力學性能，同時受力可靠，加固系統與原結構結合緊密，整體性好，不易失效
。
附圖說明
[0025]為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖
。
[0026]圖1為本專利技術中實施例1的結構示意圖；
[0027]圖2為本專利技術實施例1中鋼板的結構示意圖；
[0028]圖3為本專利技術實施例1中定位件的結構示意圖；
[0029]圖4為圖3中
A
的局部放大圖；
[0030]圖5為本專利技術中實施例2的結構示意圖；
[0031]圖6為本專利技術中實施例3的結構示意圖；
[0032]圖7為本專利技術實施例6中半套為半圓形結構的結構示意圖；
[0033]圖8為本專利技術實施例6中半套為半矩形結構的結構示意圖；
[0034]圖9為本專利技術實施例7中半套為半圓形結構的結構示意圖；
[0035]圖
10
為本專利技術實施例7中半套為半矩形結構的結構示意本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種外套鋼管混凝土加固工字形截面型鋼柱的設備，其特征在于，包括：兩半套
(2)
，兩所述半套
(2)
套設在工字形截面型鋼柱本體
(1)
的外部，兩所述半套
(2)
開口處外壁焊接，且兩所述半套
(2)
內形成空腔，所述工字形截面型鋼柱本體
(1)
位于所述空腔內；所述空腔內填充設置有加固層
(3)
；鋼板
(5)
，設置在所述工字形截面型鋼柱本體
(1)
的底部，所述鋼板
(5)
上開設有與所述工字形截面型鋼柱本體
(1)
相適配的第一限位槽
(6)
，所述鋼板
(5)
上開設有與所述半套
(2)
相適配的第二限位槽
(7)
；其中，所述鋼板
(5)、
所述半套
(2)
和所述工字形截面型鋼柱本體
(1)
通過所述加固層
(3)
形成一體結構
。2.
根據權利要求1所述的一種外套鋼管混凝土加固工字形截面型鋼柱的設備，其特征在于：所述第一限位槽
(6)
寬度大于所述工字形截面型鋼柱本體
(1)
厚度，且所述工字形截面型鋼柱本體
(1)
與所述第一限位槽
(6)
內壁粘接；所述第二限位槽
(7)
寬度大于所述半套
(2)
厚度，且所述半套
(2)
與所述第二限位槽
(7)
內壁粘接
。3.
根據權利要求1所述的一種外套鋼管混凝土加固工字形截面型鋼柱的設備，其特征在于，還包括：定位件
(4)
，設置有四個且周向設置在所述工字形截面型鋼柱本體
(1)
外壁上，相鄰兩所述定位件
(4)
夾角為
90
°
，所述定位件
(4)
設置為鋼條，其中兩所述定位件
(4)
的一端分別固接在所述工字形截面型鋼柱本體
(1)
的兩翼緣中部，且所述定位件
(4)
的另一端開設有定位槽
(8)
，所述半套
(2)
的邊緣設置為彎折部
(9)
，所述彎折部
(9)
插入到所述定位槽
(8)
內，另外兩所述定位件
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧亦焱，王瀟俊，李杉，劉真真，顏宇鴻，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：