【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及梁柱節(jié)點加固，具體為一種受樓板限制下h型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法。
技術(shù)介紹
1、h型鋼栓焊拼接節(jié)點具有優(yōu)良的拼裝性能，是目前鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性連接中施工最簡便、采用最多的一種連接形式。但在施工過程中，這種節(jié)點常有錯邊、氣孔、夾渣等焊接缺陷，不滿足驗收規(guī)范的要求，也嚴重影響結(jié)構(gòu)安全。為保證結(jié)構(gòu)安全，通常需對存在施工質(zhì)量缺陷的梁柱節(jié)點進行加固。
2、目前，對于焊縫存在缺陷的栓焊拼接節(jié)點，通常會將焊縫刨除、重新施焊或者完全忽略缺陷焊縫的貢獻進行等強加固。我國的《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》中常用的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點負載下加固方法主要有以下幾種：梁翼緣加蓋板加固、梁翼緣加側(cè)向蓋板加固、梁翼緣加腋加固、梁翼緣加肋板加固、端板角焊與圍焊加固、高強度螺栓加固。
3、以上加固方法實施的前提條件為節(jié)點處于裸露狀態(tài)、翼緣上焊接蓋板無障礙物。但是對于絕大部分既有建筑物而言，由于已經(jīng)完成建筑施工，鋼梁上方通常已覆蓋建筑樓板或屋面板，示意圖如圖1，導致工作空間受限，如采用常規(guī)加固方法進行加固，示意圖如圖2，由于有樓板、屋面板的存在，新加蓋板無法與母材焊接，并且當存在錯邊情況嚴重時，加固焊縫質(zhì)量更加難以保障。若要保證加固效果，需將樓板鑿除方可實施，施工難度高、工程量大。并且，常規(guī)加固方法忽略剩余承載力而加固，焊接工程量大，且會引入焊接缺陷。
4、有鑒于此，針對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)及缺失予以研究改良，提出一種受樓板限制下h型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，
2、為實現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種受樓板限制下h型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，加固方法包括以下步驟：
3、檢測節(jié)點缺陷焊縫有效深度，對節(jié)點缺陷焊縫的有效深度進行檢測，其中焊縫有效深度he定義如下：焊縫內(nèi)部缺陷出現(xiàn)的最淺位置至母材上表面的距離；
4、缺陷焊縫的有效焊縫部分提供部分抗彎能力，腹板及高強螺栓承擔部分彎矩和剪力；翼緣內(nèi)的缺陷受壓時，仍可抵抗壓力，即等效為倒t型截面，帶缺陷的拼接節(jié)點承載力分析時，受壓翼緣視為無缺陷；
5、建立帶焊縫缺陷的有限元模型對節(jié)點剩余承載力進行計算分析，根據(jù)節(jié)點缺陷焊縫有效深度的檢測結(jié)果，采用通用有限元軟件建立帶焊縫缺陷的節(jié)點有限元模型對剩余承載力進行計算分析；
6、計算加固鋼板幾何尺寸，采用有限元軟件對加固后的模型進行計算分析：首先擬定加固板的長度，加固板以原對接焊縫為中點安放，焊縫兩側(cè)等長，加固板的長度取梁高的2倍且取整，不斷調(diào)整板件厚度，直至失效時的荷載-位移曲線位于無損節(jié)點荷載-位移曲線上方，若試算出來的加固板過厚，不宜焊接時，將加固板加長，再調(diào)整板厚進行試算。
7、進一步地，h型鋼、螺栓、有效焊縫及蓋板均采用實體單元solid45模擬，螺母與蓋板、蓋板與腹板、孔壁與栓桿之間為面-面接觸，接觸對中面積較小的面定義為接觸面，采用接觸單元conta173，面積較大的面定義為目標面，采用目標單元targe170。
8、進一步地，翼緣拼接處無效焊縫采用接觸單元模擬。
9、進一步地，鋼材采用理想彈塑性本構(gòu)關(guān)系，遵循?von-mises屈服準則。
10、進一步地，根據(jù)計算得到的加固板幾何尺寸，在h型鋼腹腔內(nèi)，腹板兩側(cè)的上下翼緣加固鋼板位置處焊接固定角鋼，在上下翼緣需焊接加固板的位置焊接定位角鋼，其中加固板長度方向在原焊縫兩側(cè)，每側(cè)長度均為計算得到的加固板長度l，加固板厚度方向中心線距離翼緣邊緣為翼緣單側(cè)寬度的1/3，將定位角鋼靠近翼緣側(cè)加固板厚度范圍內(nèi)進行打磨，去掉鋼材表面涂層、浮銹，及至露出金屬光澤為止。
11、進一步地，加固鋼板開坡口并打磨，對加固鋼板靠近翼緣邊緣側(cè)上下兩端開坡口，坡口角度45°，將坡口面的油、銹、水分及其他污物打磨干凈，至露出金屬光澤為止。
12、進一步地，將加固鋼板放置于定位角鋼位置處并進行焊接，將加固鋼板放置于h型鋼腹腔定位角鋼位置處，其中坡口側(cè)位于翼緣板外側(cè)，無坡口側(cè)位于腹板側(cè)。
13、進一步地，采用單面坡口焊的形式，將加固鋼板焊接到腹板兩側(cè)，使得節(jié)點處截面由h型變?yōu)棰Ｐ汀?/p>
14、本專利技術(shù)提供了一種受樓板限制下h型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，具備以下有益效果：受樓板限制時，在h型鋼腹腔內(nèi)，腹板兩側(cè)分別焊接鋼板，使得節(jié)點處截面由h型變?yōu)棰Ｐ徒孛娴膆型栓焊拼接節(jié)點抗彎加固方法。經(jīng)承載力計算分析，該方法通過增加兩塊腹板進行抗彎切實可行，同時利用了缺陷焊縫的殘余承載力，可降低加固板的厚度，降低焊接難度，無需拆除上方覆蓋物即可進行加固，適用于梁上有樓板、操作空間受限的h型鋼栓焊拼接節(jié)點加固。
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1.一種受樓板限制下H型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：加固方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下H型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：H型鋼、螺栓、有效焊縫及蓋板均采用實體單元SOLID45模擬，螺母與蓋板、蓋板與腹板、孔壁與栓桿之間為面-面接觸，接觸對中面積較小的面定義為接觸面，采用接觸單元CONTA173，面積較大的面定義為目標面，采用目標單元TARGE170。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下H型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：翼緣拼接處無效焊縫采用接觸單元模擬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下H型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：鋼材采用理想彈塑性本構(gòu)關(guān)系，遵循?Von-Mises屈服準則。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下H型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：根據(jù)計算得到的加固板幾何尺寸，在H型鋼腹腔內(nèi)，腹板兩側(cè)的上下翼緣加固鋼板位置處焊接固定角鋼，在上下翼緣需焊接加固板的位置焊接定位角鋼，其中加固板長度方向在原焊縫兩側(cè)，每側(cè)長度均為計算得到的加固板
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下H型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：加固鋼板開坡口并打磨，對加固鋼板靠近翼緣邊緣側(cè)上下兩端開坡口，坡口角度45°，將坡口面的油、銹、水分及其他污物打磨干凈，至露出金屬光澤為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下H型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：將加固鋼板放置于定位角鋼位置處并進行焊接，將加固鋼板放置于H型鋼腹腔定位角鋼位置處，其中坡口側(cè)位于翼緣板外側(cè)，無坡口側(cè)位于腹板側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種受樓板限制下H型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：采用單面坡口焊的形式，將加固鋼板焊接到腹板兩側(cè)，使得節(jié)點處截面由H型變?yōu)棰笮汀?/p>...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種受樓板限制下h型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：加固方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下h型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：h型鋼、螺栓、有效焊縫及蓋板均采用實體單元solid45模擬，螺母與蓋板、蓋板與腹板、孔壁與栓桿之間為面-面接觸，接觸對中面積較小的面定義為接觸面，采用接觸單元conta173，面積較大的面定義為目標面，采用目標單元targe170。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下h型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：翼緣拼接處無效焊縫采用接觸單元模擬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下h型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：鋼材采用理想彈塑性本構(gòu)關(guān)系，遵循?von-mises屈服準則。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受樓板限制下h型鋼梁栓焊拼接節(jié)點加固方法，其特征在于：根據(jù)計算得到的加固板幾何尺寸，在h型鋼腹腔內(nèi)，腹板兩側(cè)的上下翼緣加固鋼板位置處焊接固定角鋼，在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮紹攀，于英俊，杜彥成，郭小華，王玲，
申請(專利權(quán))人：中冶檢測認證有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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