一種鋼結(jié)構網(wǎng)架構件的加固結(jié)構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋼結(jié)構加固技術領域，具體設計一種鋼結(jié)構網(wǎng)架構件的加固結(jié)構。
【背景技術】
[0002]目前為止，網(wǎng)架結(jié)構廣泛應用于鋼結(jié)構建筑領域。網(wǎng)架結(jié)構在設計、施工時大多采用的是由圓管鋼網(wǎng)架結(jié)構形式，該結(jié)構受設計、施工及使用年限的影響，局部結(jié)構會出現(xiàn)缺陷和損壞，例如構件銹蝕、涂層脫落、構件局部屈曲等損壞現(xiàn)象，給網(wǎng)架結(jié)構的整體穩(wěn)定性和安全性造成較大影響。同時，由于網(wǎng)架結(jié)構一般應用于開放性場館建筑物頂棚，如體育場、加油站等，高空作業(yè)不便且單獨拆卸更換構件容易導致結(jié)構失穩(wěn)，而整體更換施工復雜，成本高，建筑物正常使用受到影響。目前現(xiàn)有的解決方法有以下幾種:
[0003]焊接補強法:該方法主要是對鋼結(jié)構網(wǎng)架中構件銹蝕、構件局部屈曲的部分，以相同材料焊接補充，起到使構件重新承擔受力作用。但由于鋼材是高溫敏感材料，在焊接過程中其強度和剛度會隨著溫度升高而急劇下降，其承載力也會下降；同時網(wǎng)架焊接加固通常是高空作業(yè)，焊接質(zhì)量不高，焊接處會產(chǎn)生焊接缺陷及殘余應力，相對其他材質(zhì)的構件更容易開裂破壞，很可能導致失穩(wěn)，產(chǎn)生巨大的安全隱患。對于鋼結(jié)構網(wǎng)架所處的敏感建筑，如加油站，焊接補強法產(chǎn)生的火花同樣也是重要的危險源。
[0004]更換法:更換法即是對鋼結(jié)構網(wǎng)架結(jié)構中受損的構件進行局部更換，或是受損構件數(shù)量較多的網(wǎng)架進行整體更換。網(wǎng)架結(jié)構常采用螺栓球連接相鄰構件或者采用焊接法連接相鄰構件。加固過程中對受損嚴重的構件進行局部更換時，需要在場地內(nèi)架設臨時支撐，使用纜風繩對支撐柱的垂直度進行調(diào)整固定；網(wǎng)架結(jié)構中受損構件數(shù)量較多時，需要進行整體更換，采用機械吊裝的方式進行。施工手段復雜，成本較高，工期長，建筑物在加固期間基本無法正常使用。
[0005]改變結(jié)構受力點位置:通過附加支撐，通過增加受力節(jié)點，調(diào)整荷載分布情況，降低內(nèi)力水平，對超靜定結(jié)構支座進行強制位移，防止應力集中的發(fā)生等。此方法對原來結(jié)構受力有所影響，需要重新設計計算，施工過程復雜。
[0006]中國專利CN 201010292933.4公開了一種用于圓鋼管的屈曲約束加固系統(tǒng)，采用的圓管屈曲約束加固法:該方法通過兩半圓管外包待加固構件拼接而成，待加固構件與外包管片采用海綿膠帶類聚合材料包裹填充，通過扣件加固。該方法結(jié)構簡單，施工方便，但是由于兩塊半圓管片采用的是平行拼接，在加固豎直桿件時，容易出現(xiàn)拼接錯縫、軸向相互滑動，受力不均等情況；包裹在待加固桿件上的海綿膠帶為孔狀橡膠材料，不具有一定的抗壓剛度和強度，所起到的約束構件變形的能力和抗壓能力較弱，同時海綿膠帶不具有各向同性，分子結(jié)構復雜，設計時的力學分析計算復雜，不能真實反映桿件受力情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型解決的技術問題是:針對現(xiàn)有鋼結(jié)構網(wǎng)架構件具有初始彎曲、局部屈曲的受壓管件加固存在的上述不足之處，提供一種新型的鋼結(jié)構網(wǎng)架構件加固結(jié)構。
[0008]本實用新型采用如下技術方案實現(xiàn):一種鋼結(jié)構網(wǎng)架構件的加固結(jié)構，包括若干個軸向固定在網(wǎng)架構件外圈的墊塊7，所述墊塊7沿軸向緊貼網(wǎng)架構件的加固管件8外壁，并在墊塊外套有外包管，將所述墊塊夾緊固定在加固管件的外壁上；所述外包管由至少兩片軸向切割的弧形外包管片拼接而成，拼接后的外包管片外壁設有扣件3，所述外包管通過扣件將墊塊和加固管件固定壓緊在一起。
[0009]優(yōu)選的，所述墊塊7以加固管件8的軸線為中心線均勻布置。
[0010]優(yōu)選的，所述墊塊7為鋼墊塊。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述鋼墊塊采用馬氏體時效鋼。
[0012]優(yōu)選的，所述墊塊7沿軸向焊接固定在外包管片的內(nèi)壁上，通過外包管片拼接直接完成墊塊的設置。
[0013]優(yōu)選的，所述墊塊7與加固管件的連接面為對應的弧面，提高貼合度。
[0014]在本實用新型中，所述外包管片相互之間的對接側(cè)邊上設有相互嵌合的卡口 6，用于外包管片拼接后的軸向定位，防止外包管片之間軸向滑移。
[0015]優(yōu)選的，所述外包管片為兩塊，其主體為半圓形截面，兩側(cè)軸向側(cè)邊上設有卡口 6。
[0016]優(yōu)選的，所述扣件3為沿加固管件軸線布置的至少兩個外包套箍，通過連接螺栓4固定箍緊在拼接的外包管片上。
[0017]優(yōu)選的，所述外包套箍和拼接的外包管片之間設有橡膠墊層5。
[0018]本實用新型是在已有鋼結(jié)構網(wǎng)架加固方法上的一種原理和技術上的改進和創(chuàng)新，從力的傳遞入手，增加構件橫截面積和重新調(diào)整結(jié)構受力體系以達到結(jié)構受力穩(wěn)定的目的，將構件所受的力有效地傳遞，利用其材料強度降低了構件本身所承載的作用力，同時增加了構件橫截面積。
[0019]在本實用新型中，所述鋼墊塊位于外包管片和網(wǎng)架構件需要加固的加固管件之間，采用部分填充的形式，保證強度的同時，降低加固重量，鋼墊塊采用馬氏體時效鋼，具有良好的韌性和較好的焊接熱處理性能，根據(jù)鋼管片與需要加固構件之間的空間距離提前焊接在外包管片內(nèi)側(cè)，具有較好的抗壓強度。
[0020]網(wǎng)架結(jié)構需加固的加固管件與帶有鋼墊塊的外包管片的外接觸面無粘結(jié)，相互之間軸向位移變形發(fā)生時可相互分離，帶有鋼墊塊的外包管片拼接成鋼管后對需要加固的構件起到約束其變形的作用，帶有鋼墊塊的外包管位移變形協(xié)調(diào)，可以承受一定的剪力，同時對瞬時變形有良好的抵抗作用。
[0021]所述外包管片分為上下兩塊，采用卡口式設計，拼接成直徑較大的鋼管，防止外包管片之間出現(xiàn)拼接錯縫、軸向相互滑動，出現(xiàn)受力不均等情況，便于安裝和隨時更換。通過套箍和螺栓擠壓加固成為一個具有抗彎剛度的鋼管整體，對待加固的構件起到保護和約束的作用。
[0022]所述擠壓加固的具有墊層的套箍材料是采用抗拉強度較高的鋼材，墊層材質(zhì)為具有防腐作用的橡膠。套箍用兩側(cè)的螺栓連接，通過墊層對拼接好的外包管擠壓加固，結(jié)合鋼墊塊形成一個完整的具有一定抗彎剛度的鋼管整體。
[0023]本實用新型在不對需要加固的構件進行任何卸載、焊接加固或拆換桿件的情況下，通過鋼墊塊將構件上的力傳遞至外包管，在外包管、套箍共同作用下約束需網(wǎng)架結(jié)構要加固的加固管件產(chǎn)生局部平面變形、構件整體屈曲，同時對已產(chǎn)生局部變形或屈曲的構件起到一定矯正作用，使需要加固的構件處于三項受力狀態(tài)，從而提高整體的承載力。所述鋼墊塊材料采用馬氏體時效鋼，具有良好的韌性和較好的焊接熱處理性能，是預制在鋼管片內(nèi)側(cè)的；采用部分填充的形式，在高空加固時有效地減輕了自身重量。鋼墊塊厚度恰好等于外包管片與需要加固的構件之間的距離，鋼墊塊與需要加固的構件采用無粘結(jié)，構件發(fā)生軸向位移變形后兩者可相互分離，其余方向均受到變形協(xié)調(diào)約束；當構件產(chǎn)生局部彎曲時，構件所受力透過鋼墊塊傳遞至外包管，通過鋼墊塊、外包管、套箍所組成的整體結(jié)構可以有效的約束構件局部屈曲，使構件處于三項受力狀態(tài)，提高其抗彎剛度，從而達到加固構件的目的。
[0024]本實用新型加固后的加固管件既可以約束網(wǎng)架構件的受壓整體屈曲，又可以約束網(wǎng)架構件的局部屈曲，并對已產(chǎn)生局部變形的網(wǎng)架構件起到一定矯正作用。相比較傳統(tǒng)的加固方式，對需要進行高空加固的鋼網(wǎng)架結(jié)構而言，既可以提高結(jié)構本身的抗彎剛度，又可以增加構件的橫截面積，從而提高其承載力；加固施工直接有效，結(jié)構形式簡單，采用鋼管片卡口拼接，馬氏體時效鋼墊塊部分填充，有利于高空施工操作，同時不會大量增加構件自身重量；從施工方式上講，本實用新型利用套箍和鋼管片進行拼裝加固，可以不通過打孔焊接、機械吊裝或設立臨時支撐對受損構件進行加固，當本實用新型結(jié)構老化或是損壞后，可及時更換、便于拆裝。由于本實用新型加固不需要拆換構件，一方面對既有網(wǎng)架的擾動很小，對保障網(wǎng)架結(jié)構在加固施工過程中的整體安全與穩(wěn)定有利，另一方面也不會對需要加固的附近構件或相連各構件產(chǎn)生額外附加不利