既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法及鋼結(jié)構(gòu)組合梁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法及鋼結(jié)構(gòu)組合梁。
【背景技術(shù)】
[0002]在水利、交通、民用建筑等工程領(lǐng)域，有時(shí)需要對既有鋼梁在實(shí)際載荷下提高其工程結(jié)構(gòu)可靠度或者需要在既有鋼梁上增大使用載荷。但是，目前國內(nèi)外尚無一定的、統(tǒng)一的增大既有鋼梁承載能力的加固方法和加固裝置來滿足此類工程結(jié)構(gòu)現(xiàn)場的實(shí)際要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服上述不足而提供一種既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法及鋼結(jié)構(gòu)組合梁。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，加固步驟如下:在既有鋼梁下方平行的設(shè)置副鋼梁，在兩者之間設(shè)置錨具，既有鋼梁、副鋼梁及錨具牢固連接，共同組成增大承載能力的鋼結(jié)構(gòu)組合梁；副鋼梁一端固定，以另一端錨具作為支撐，用施力裝置對副鋼梁預(yù)留一定變形或施加初應(yīng)力或在加固過程中施加應(yīng)力，然后固定，使鋼結(jié)構(gòu)組合梁達(dá)到承擔(dān)增大后的總荷載的能力。
[0005]錨具位置在既有鋼梁端部起O?1/3處。
[0006]副鋼梁與既有鋼梁之間的間距d小于1.5倍的既有鋼梁高度。
[0007]既有鋼梁與副鋼梁之間還設(shè)置有至少一個(gè)引力支撐架。
[0008]所述引力支撐架為可調(diào)整高度的引力支撐架，高度調(diào)整范圍為既有鋼梁與副鋼梁之間距d的I?3倍，同時(shí)為既有鋼梁高度的0.5?3倍。
[0009]副鋼梁最大承載拉力<100kN，副鋼梁上設(shè)置緊固裝置，此時(shí)緊固裝置為施力裝置，緊固裝置作為鋼結(jié)構(gòu)組合梁的一部分，用以完成對副鋼梁預(yù)留一定變形或施加初應(yīng)力或在加固過程中施加應(yīng)力。
[0010]所述既有鋼梁是型鋼或鋼構(gòu)組合梁。
[0011]副鋼梁是鋼筋或鋼絞線或型鋼或扁鋼。
[0012]—種現(xiàn)場加固鋼結(jié)構(gòu)組合梁，由所述的加固方法獲得。
[0013]既有鋼梁、副鋼梁及第一錨具、第二錨具牢固連接，共同組成鋼結(jié)構(gòu)組合梁，承受通過既有鋼梁傳遞的全部載荷，與既有鋼梁單獨(dú)承受載荷區(qū)別在于，副鋼梁承擔(dān)了部分載荷傳來的內(nèi)力，使既有鋼梁承受載荷時(shí)主要力學(xué)參數(shù)降低了，而可靠度增加了，因此達(dá)到增大其結(jié)構(gòu)的承載能力的目的。
[0014]本發(fā)明公開了一種水利、交通、民用建筑等工程領(lǐng)域中工程現(xiàn)狀下既有鋼梁的現(xiàn)場加固方法，借助于簡便的方法就可以實(shí)現(xiàn)既有鋼梁進(jìn)行增大承載能力和提高結(jié)構(gòu)可靠度的目的。本方法通過了既有鋼梁和鋼絞線(或鋼筋或型鋼或扁鋼)組成鋼結(jié)構(gòu)組合梁的有限元模型，經(jīng)ANSYS計(jì)算分析、結(jié)構(gòu)實(shí)際模型模擬試驗(yàn)、工程結(jié)構(gòu)現(xiàn)場載荷試驗(yàn)等檢驗(yàn)、驗(yàn)證。采用本加固方法可以對工程現(xiàn)狀下既有鋼梁進(jìn)行現(xiàn)場加固、改造，以增大其工程結(jié)構(gòu)的承載能力，方法簡便易行，鋼結(jié)構(gòu)組合梁結(jié)構(gòu)簡單，能夠滿足工程設(shè)計(jì)與使用要求。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0016]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0017]圖3是既有鋼梁與副鋼梁間距為零的示意圖。
[0018]圖4是既有鋼梁與副鋼梁間距在大于零的示意圖。
[0019]圖5是既有鋼梁與副鋼梁之間設(shè)置一個(gè)傳力支撐件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6是既有鋼梁與副鋼梁之間設(shè)置兩個(gè)傳力支撐件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖7是副鋼梁上設(shè)置緊固裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖8是本發(fā)明錨具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9是本發(fā)明緊固裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1、圖2所示，一種既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，加固步驟如下:在既有鋼梁I下方平行的設(shè)置副鋼梁2，副鋼梁2與既有鋼梁I之間的距離d小于1.5倍的既有鋼梁I高度，滿足穩(wěn)定性要求;在兩者之間設(shè)置圖8所示第一錨具3和第二錨具5，第一錨具3或第二錨具5設(shè)置在既有鋼梁I端部起O?1/3處，以減少跨中應(yīng)力與滿足撓度要求，既有鋼梁1、副鋼梁2及第一錨具3、第二錨具5牢固連接，共同組成增大承載能力的鋼結(jié)構(gòu)組合
M
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[0025]如圖3、圖4所示，根據(jù)增大承載能力的大小，可以在既有鋼梁I與副鋼梁2之間設(shè)置至少一個(gè)引力支撐架6，一個(gè)引力支撐架設(shè)置在副鋼梁2的中間，兩個(gè)或三個(gè)或多個(gè)引力支撐架6均勻設(shè)置在副鋼梁2上，也可以根據(jù)受力需要設(shè)置在副鋼梁2上特定的位置，例如兩個(gè)引力支撐架對稱設(shè)置在副鋼梁上，兩個(gè)引力支撐架的間距為1/3?1/2副鋼梁長度，所述引力支撐架6為可調(diào)整高度的引力支撐架，高度調(diào)整范圍為既有鋼梁I與副鋼梁2間距d的I?3倍，且同時(shí)滿足為既有鋼梁高度的0.5?3倍。既有鋼梁與副鋼梁之間設(shè)置引力支撐架，提高了副鋼梁分擔(dān)承載的能力。
[0026]副鋼梁2—端固定，另一端端連接施力裝置，以固定端錨具作為支撐，用施力裝置對副鋼梁2預(yù)留一定變形或施加初設(shè)應(yīng)力或在加固過程中施加應(yīng)力，使鋼結(jié)構(gòu)組合梁達(dá)到承擔(dān)增大后的總荷載的能力。如圖5、圖6、圖7所示，副鋼梁2承擔(dān)拉力較小時(shí)，如拉力<100kN，副鋼梁2上還可以設(shè)置如圖9所示緊固裝置4，此時(shí)，緊固裝置4起施力裝置的作用，緊固裝置4作為鋼結(jié)構(gòu)組合梁的一部分，用以完成對副鋼梁預(yù)留一定變形或施加初應(yīng)力或在加固過程中施加應(yīng)力。
[0027]所述既有鋼梁I可以是型鋼或鋼構(gòu)組合梁，型鋼為工字鋼、槽鋼或H型鋼，副鋼梁2可以是鋼筋或鋼絞線或型鋼或扁鋼等受拉材料。
[0028]—種現(xiàn)場加固鋼結(jié)構(gòu)組合梁，由所述的現(xiàn)場加固方法獲得。
[0029]既有鋼梁1、副鋼梁2及第一錨具3、第二錨具5牢固連接，與緊固裝置4、引力支撐架6共同組成鋼結(jié)構(gòu)組合梁，承受通過既有鋼梁傳遞的全部載荷，與既有鋼梁I單獨(dú)承受載荷區(qū)別在于，副鋼梁2承擔(dān)了部分載荷，使既有鋼梁I承受載荷時(shí)主要力學(xué)參數(shù)降低了，而可靠度增加了，因此達(dá)到增大其工程結(jié)構(gòu)的載能力的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，其特征在于，加固步驟如下:在既有鋼梁(I)下方平行的設(shè)置副鋼梁(2)，在兩者之間設(shè)置錨具(3、5)，既有鋼梁(1)、副鋼梁(2)及錨具(3、5)牢固連接，共同組成增大承載能力的鋼結(jié)構(gòu)組合梁;副鋼梁(2)—端固定，以另一端錨具(3或5)作為支撐，用施力裝置對副鋼梁(2)預(yù)留一定變形或施加初應(yīng)力或在加固過程中施加應(yīng)力，然后固定，使鋼結(jié)構(gòu)組合梁達(dá)到承擔(dān)增大后的總荷載的能力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，其特征在于:錨具(3、5)位置在既有鋼梁端部起O?1/3處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，其特征在于:gij鋼梁(2)與既有鋼梁之間的間距d小于1.5倍的既有鋼梁高度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，其特征在于:既有鋼梁(I)與副鋼梁(2)之間還設(shè)置有至少一個(gè)引力支撐架(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，其特征在于:所述引力支撐架(6)為可調(diào)整高度的引力支撐架，高度調(diào)整范圍為既有鋼梁(I)與副鋼梁(2)之間距d的I?3倍，同時(shí)為既有鋼梁(I)高度的0.5?3倍。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，其特征在于:gij鋼梁(2)最大承載拉力<100kN，副鋼梁(2)上設(shè)置緊固裝置(4)，此時(shí)緊固裝置(4)為施力裝置，緊固裝置(4)作為鋼結(jié)構(gòu)組合梁的一部分，用以完成對副鋼梁(2)預(yù)留一定變形或施加初應(yīng)力或在加固過程中施加應(yīng)力。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，其特征在于:所述既有鋼梁(I)是型鋼或鋼構(gòu)組合梁。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法，其特征在于:gij鋼梁(2)是鋼筋或鋼絞線或型鋼或扁鋼。9.一種現(xiàn)場加固鋼結(jié)構(gòu)組合梁，其特征在于:由權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的加固方法獲得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種既有鋼梁增大結(jié)構(gòu)承載能力的現(xiàn)場加固方法及右該加固方法獲得的鋼結(jié)構(gòu)組合梁，加固步驟如下：在既有鋼梁下方平行的設(shè)置副鋼梁，在兩者之間設(shè)置錨具，既有鋼梁、副鋼梁及錨具牢固連接，共同組成增大承載能力的鋼結(jié)構(gòu)組合梁；副鋼梁一端固定，以另一端錨具作為支撐，用施力裝置對副鋼梁預(yù)留一定變形或施加初應(yīng)力或在加固過程中施加應(yīng)力，然后固定，使鋼結(jié)構(gòu)組合梁達(dá)到承擔(dān)增大后的總荷載的能力。采用本加固方法可以對工程現(xiàn)狀下既有鋼梁進(jìn)行現(xiàn)場加固、改造，以增大其工程結(jié)構(gòu)的承載能力，方法簡便易行，鋼結(jié)構(gòu)組合梁結(jié)構(gòu)簡單，能夠滿足工程設(shè)計(jì)與使用要求。
【IPC分類】E04G23/02
【公開號】CN105569371
【申請?zhí)枴緾N201610020119
【發(fā)明人】關(guān)喜才
【申請人】關(guān)喜才
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月13日