一种钢管柱补强方法与流程

1.本发明涉及结构工程技术领域，特别涉及一种钢管柱补强方法。


背景技术：

2.型钢混凝土结构由于具有良好的力学性能和经济效益，近年来在高层结构、桥梁结构、大跨度空间结构中得到了广泛应用，而大跨度空间结构中为了满足建筑要求，型钢混凝土柱通常采用圆形钢管混凝土柱。在圆形钢管钢管混凝土梁柱节点处，梁的主筋通常要穿过圆形钢管柱，当穿孔截面较多时，会削弱圆形钢管混凝土柱的强度。
3.在实际工程中，如图1所示，补强板除侧边以周边角焊缝的形式与圆形钢管连接外，其板面在穿孔位置还要以塞焊的形式与圆形钢管连接，故补强板穿孔直径须大于圆形钢管穿筋孔直径，且直径大小与穿筋孔直径、圆形钢管壁厚、补强板板厚以及钢筋与圆形钢管的相对夹角等因素有关。该做法的制作工艺复杂，焊接工作量大，当遇上复杂节点时，还可能导致钢筋排布困难等问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种钢管柱补强方法，通过将补强板的长侧边与钢管柱进行焊接，且焊接在两个穿筋孔之间，简化了制作工艺，减轻焊接工作量。
5.根据本发明的实施例的一种钢管柱补强方法，包括以下步骤：
6.打孔，利用打孔设备在钢管柱上沿前后方向和左右方向分别开设出若干穿筋孔；
7.焊板，在每两个沿周向分布的所述穿筋孔之间放置一块补强板，使所述补强板的长侧面垂直于所述钢管柱的切线方向布置，并将所述补强板的长侧面焊接在所述钢管柱的侧面；
8.焊筋，将加强筋穿入所述穿筋孔中，并将所述加强筋与所述钢管柱进行焊接。
9.根据本发明的实施例的一种钢管柱补强方法，至少具有如下有益效果：在建造过程中，通过先在钢管柱上加工出若干穿筋孔，然后在穿筋孔之间焊接补强板，最后在穿筋孔中穿设加强筋并进行焊接，简化了制作工艺，避免了加强筋需要穿过多层孔时穿孔难度大的问题，同时补强板通过长侧面焊接在钢管柱的侧面，减轻了焊接补强板的工作量，在遇到复杂结构时，也能避免加强筋排布困难的问题。
10.根据本发明的一些实施例，所述钢管柱的上下两侧均连接有钢管混凝土梁，所述钢管混凝土梁中的钢管的厚度为t1，所述钢管柱的厚度为t2，其中t2≥1.5t1。
11.根据本发明的一些实施例，所述焊筋步骤中，所述加强筋与所述钢管柱之间的以角焊缝的形式焊接。
12.根据本发明的一些实施例，所述焊板步骤中，所述补强板居中设置在每两个所述穿筋孔之间。
13.根据本发明的一些实施例，所述焊板步骤中，所述补强板与所述钢管柱之间的焊
接方式为部分熔透焊接，当
14.t
r
＜25时，
15.t
r
≥25时，
16.其中，t1为所述钢管混凝土梁的厚度，t
r
为所述补强板的板厚。
17.根据本发明的一些实施例，所述焊板步骤中，布置所述补强板时，使所述补强板的长度边与所述穿筋孔的边缘的距离确保焊接质量。
18.根据本发明的一些实施例，所述打孔步骤中，所述穿筋孔沿所述钢管柱的轴向设置为两排，两排所述穿筋孔之间的间距设置为s1，d≤s
1≤
(12t
r
，200mm)
min
；
19.其中，t
r
为所述补强板的板厚，d为所述穿筋孔的直径。
20.根据本发明的一些实施例，所述补强板的板厚为t
r
，宽度为b，高度为h，所述补强板的厚度边到所述穿筋孔的边缘的间距为s，其中，t≤t
r
≤1.5t，50mm≤b≤t
c
/2，h≥4t
r
且s≥(d/2，20mm)
max
，d为所述穿筋孔的直径，t
c
为型钢梁的厚度。
21.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1为现有的钢管柱补强结构的结构示意图(隐藏型钢梁)；
24.图2为本发明的实施例的钢管柱补强结构的结构示意图(隐藏型钢梁)；
25.图3为图2所示的的钢管柱补强结构的半剖视图(隐藏型钢梁)；
26.图4为图2所示的的钢管柱补强结构的俯视图；
27.图5为本发明的实施例的补强板的正视图及俯视图。
28.钢管混凝土梁100，钢管110；
29.钢管柱200；
30.加强筋300；
31.补强板400；
32.型钢梁500。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是若干以上，大于、
小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
36.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
37.参照图2至图4，根据本发明实施例的一种钢管柱补强方法，包括以下步骤：
38.打孔，利用打孔设备在钢管柱200上沿前后方向和左右方向分别开设出若干穿筋孔；
39.焊板，在每两个沿周向分布的穿筋孔之间放置一块补强板400，使补强板400的长侧面垂直于钢管柱200的切线方向布置，并将补强板400的长侧面焊接在钢管柱200的侧面；
40.焊筋，将加强筋300穿入穿筋孔中，并将加强筋300与钢管柱200进行焊接。
41.在上述实施例中，加强筋300与钢管柱200的焊接形式为角焊接。
42.需要说明的是，在本实施例中，穿筋孔有若干组，每组沿钢管柱200的周向均匀分布，补强板400的长侧面指的是由补强板400的长度边与厚度边所组成的平面，长度即下文所述的高度。
43.根据本发明的实施例的一种钢管柱补强方法，至少具有如下有益效果：在建造过程中，通过先在钢管柱200上加工出若干穿筋孔，然后在穿筋孔之间焊接补强板400，最后在穿筋孔中穿设加强筋300并进行焊接，简化了制作工艺，避免了加强筋300需要穿过多层孔时穿孔难度大的问题，同时补强板400通过长侧面焊接在钢管柱200的侧面，减轻了焊接补强板400的工作量，在遇到复杂结构时，也能避免加强筋排布困难的问题。
44.需要说明的是，在下文中出现的参数在此处统一注明，下文不在赘述，其中，t1为钢管混凝土梁100中的钢管110的厚度，t2为钢管柱200的厚度，如图3中标示所示；如图5所示，t
r
为补强板的板厚，b为补强板400的宽度，h为补强板400的高度，即上下文中所提到的补强板400的长度；如图3所示，v为补强板400的长度边与穿筋孔的边缘的距离，s1为两排穿筋孔之间的间距，s为补强板400的厚度边到穿筋孔的边缘的距离；如图4所示，t
c
为型钢梁的厚度。
45.根据本发明的一些实施例，参照图3，钢管柱200的上下两侧均连接有钢管混凝土梁100，钢管混凝土梁100中的钢管110厚度为t1，钢管柱200的厚度为t2，t2≥1.5t1，即t2设置为1.5倍的t1，且钢管柱200的上端与下端均距离穿筋孔250mm，将钢管柱200厚度设置为钢管110厚度的1.5倍，可以增加开穿筋孔的断面的抵抗矩和惯性矩，达到增加开设穿筋孔处断面抵抗钢管柱内力的能力。
46.根据本发明的一些实施例，参照图3，焊板步骤中，补强板400居中设置在每两个加强筋300之间，且在最外侧的加强筋300的外侧同样设置有补强板400，以使补强强度均匀。
47.根据本发明的一些实施例，焊板步骤中，补强板与钢管柱之间的焊接方式为部分熔透焊接，且当
48.t
r
＜25时，
49.t
r
≥25时，
50.需要说明的是，部分熔透焊接是指从单面或双面焊接，其熔透比全熔透焊接尚少之焊接，可以理解的是，部分熔透焊接与完全熔透焊接是本领域技术人员可以了解到的常规焊接方式，熔深指的是指母材熔化部的最深位与母材表面之间的距离，如此设置，可以达到多高层建筑对于部分熔透焊缝的要求。
51.根据本发明的一些实施例，参照图3，焊板步骤中，补强板的长度边与穿筋孔的边缘的距离设置为v，v≥(d/2，20mm)
max
，需要说明的是，该处所指的是v取d/2与20mm对比后的最大值，从而可以避免补强板400与穿筋孔太近而影响焊接质量，为焊接提供足够的空间。
52.根据本发明的一些实施例，参照图3，打孔步骤中，穿筋孔沿钢管柱200的轴向设置为上下两排，两排穿筋孔之间的间距为s1，d≤s
1≤
(12t
r
，200mm)
min
，需要说明的是，s1不大于12t
r
和200mm之间的最小值，避免上下两排穿筋孔距离过大时导致竖向加劲板过大，增加用钢量及焊接工作量；s1大于穿筋孔的直径d，从而避免上下两排穿筋孔间距过小，导致钢管柱200发生截面破坏。
53.根据本发明的一些实施例，参照图5，补强板400的板厚为t
r
，t≤t
r
≤1.5t，避免补强板400过薄时其强度出现无法满足使用要求的情况，过厚时部分熔透时损伤原截面，补强板的宽度为b，高度为h，补强板的厚度边到穿筋孔的边缘的间距为s，50mm≤b≤t
c
/2，h≥4t
r
且s≥(d/2，20mm)
max
，如此设置，高度和宽度在该范围内可以保证应力在45
°
扩散角范围内都可以达到补强的效果，同时还能节约用钢量及焊接工作量。
54.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。