一种利用约束套筒加固的钢柱结构

摘要

本发明公开了一种利用约束套筒加固的钢柱结构，在需要加固的建筑钢柱的外周粘贴脱粘层并套上用于加强的约束套筒，约束套筒横截面的内侧形状与钢柱横截面的外侧形状相似或与钢柱横截面的外侧凸包裹线形状相似，且约束套筒的内表面与钢柱的外表面之间为保留一定距离的间隔层，约束套筒为对分式结构或多片式结构并用螺栓连接；间隔层中浇灌胶结的浆料；约束套筒距离钢柱节点边缘留有一定的间隙S。本发明建筑钢柱加固结构可现场免焊接、工艺简便、加固效果优良和具有风貌保护价值。

说明书

技术领域

本发明属于建筑技术领域，具体涉及建筑钢柱加固结构。

背景技术

现有的钢结构建筑改造中，对于钢柱承载力不足常要予以加固，根据现行规范和图集，目前常用加固做法有以下四种：

1、加大截面加固法；

2、粘贴钢板加固法该方法；

3、外包钢筋混凝土加固法；

4、预应力加固法。

这几种加固方法各存在一些缺陷，如下所述：

第一种加固方法需要对被加固构件进行除锈和现场原位焊接，钢结构在承重状态下进行焊接高温会导致钢材软化，从而影响结构安全，因此在焊接加固前需要采取卸载措施。

第二种加固方法为达到较好的加固效果，需在加固前采取措施卸除或大部分卸除荷载。

第三种加固方法极大改变结构外观，难以满足建筑保留风貌的需求。

第四种加固方法预应力锚具和连接器构造复杂，施工困难。

针对上述现有技术诸种缺陷，亟需提出一种钢柱加固结构新方案，这种新方案应满足下叙要求以克服现有技术存在的缺陷：

1.现场免焊接，从而避免焊接高温对结构的影响，无需采取卸载措施；

2.加固效果可识别且可逆；

3.连接构造简单可靠；

4.较大地提升作为细长压杆的钢柱临界力；

5.具有原建筑风貌保护价值。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的钢柱加固结构所存在的缺陷，提供一种现场免焊接、工艺简便、加固效果优良和具有风貌保护价值的建筑钢柱加固结构。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种利用约束套筒加固的钢柱结构，其特征是，在需要加固的建筑钢柱的外周粘贴脱粘层并套上用于加强的约束套筒，约束套筒横截面的内侧形状与钢柱横截面的外侧形状相似或与钢柱横截面的外侧凸包裹线形状相似，且约束套筒的内表面与钢柱的外表面之间为保留一定距离的间隔层，约束套筒为对分式结构或多片式结构并用螺栓连接；间隔层中浇灌胶结的浆料；约束套筒距离钢柱节点边缘留有一定的间隙S。

优选方案，所述间隔层的间隔距离为30—50mm；所述约束套筒距离节点边缘留有间隙S为10—30mm。

优选方案，所述钢柱由方形钢管构成，相应的约束套筒由与方形钢管形状相配的对分式钢结构构成，并用螺栓连接紧固。

优选方案，所述钢柱由圆钢管构成，相应的约束套筒由与圆钢管形状相配的对分式钢结构构成，并用螺栓连接紧固。

优选方案，所述钢柱由工字钢构成，约束套筒横截面的内部形状与工字钢柱横截面的外部凸包裹线形状相似的长方形，约束套筒为对分式钢结构构成，并用螺栓连接紧固，工字钢的腹板与约束套筒之间浇灌胶结的浆料。

优选方案，所述钢柱由工字钢构成，相应的约束套筒由四部分钢板构成，包括相对应于工字钢前翼缘的前夹板和对应于后翼缘的后夹板，以及两块相对应于工字钢腹板左、右两侧对称的凹形夹套，夹板和凹形夹套利用螺栓连接紧固。

本发明的有益效果是：

1.整个结构无需现场焊接，避免构件因焊接高温对结构强度的影响从而不用采取卸载措施，提高施工过程安全，节省工期和成本；

2.本加固可逆且可识别，对于具有风貌保护价值的建筑，将钢柱采用约束套筒加固可以与原构件明显区分，并且必要的情况下，可拆除；

3.极大地提高了处于压杆状态的钢柱的临界力；

4.连接做法简单可靠。

附图说明

图1是一种方形钢柱加固实施例的示意图；

图2是图1的结构立面示意图；

图3是一种圆钢柱加固示意图；

图4是一种工字钢柱加固示意图；

图5是另一种工字钢柱加固示意图。

图中：上楼层钢梁1；下楼层钢梁2；钢柱3；约束套筒4；对分式钢板结构5；螺栓6；间隔层7；浆料8；前夹板9；后夹板10；凹形夹套11；脱粘层a；壁厚b；间隙S。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：一种利用约束套筒加固的钢柱结构，如图1所示，在需要加固的连接于上楼层钢梁1与下楼层钢梁2之间的方形钢柱3的外周粘贴脱粘层a,并套上用于加强的约束套筒4，约束套筒4由内侧形状与方形钢柱3的外侧形状相似的对分式钢板结构5构成，脱粘层a的厚度3mm，约束套筒4的壁厚b为5—8mm，并用螺栓6连接紧固，参见图2。

约束套筒4的内表面与方形钢柱3的外表面之间为保留一定距离的间隔层7，间隔层7的间隔距离为30—50mm，间隔层7中浇灌胶结的浆料8；约束套筒4距离钢柱3节点边缘留有一定的间隙S，间隙S为10—30mm。

本结构针对钢柱3承载力不足或长细比不足的压杆而采取的外约束套筒4加固尤其见效。

本结构施工参考工艺简介如下：

1)清理原构件方形钢柱3表面，去除油污；2)粘贴脱粘层a，厚3mm；3)外套由对分式钢板结构5构成约束套筒4，用高强螺栓6连接；

4)在约束套筒4与方形钢柱3之间的间隔层7浇灌胶结的浆料8和养护；

5)控制约束套筒4距离节点的边缘留有间隙S，间隙S大小为10—30mm。

实施例2：所述钢柱3由圆钢管构成，相应的约束套筒4由与圆钢管形状相配的对分式钢结构5构成，并用螺栓6连接紧固。其余结构同实施例1，参见图3。

实施例3：所述钢柱3由工字钢构成，约束套筒4横截面的内部形状与工字钢柱横截面的外部凸包裹线形状相似的长方形，约束套筒4为对分式钢结构5构成，并用螺栓6连接紧固，工字钢的腹板与约束套筒之间浇灌胶结的浆料，其余结构同实施例1，参见图4。

实施例4：所述钢柱3由工字钢构成，相应的约束套筒4由四部分钢板构成，包括相对应于工字钢前翼缘的前夹板9和对应于后翼缘的后夹板10，以及两块相对应于工字钢腹板左、右两侧对称的凹形夹套11，夹板和凹形夹套利用螺栓连接紧固，其余结构同实施例1，参见图5。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。