一种钢结构梁柱节点加腋加固构造及制作方法与流程

本发明涉及结构工程钢结构技术领域，特别是涉及钢结构梁柱节点加腋加固构造及其制作方法。

背景技术：

随着经济和社会的发展和既有钢结构数量的增加，既有钢结构需要加固改造的情况逐渐增多。梁柱节点是维持钢结构承载性能的重要部分，在既有钢结构使用功能或抗震设防要求发生变化时易发生钢结构梁柱节点的承载力不能满足新的使用要求的情况，或者既有钢结构由于当时的设计施工等原因导致梁柱节点承载力不足。如何对承载力不能满足使用要求的钢结构梁柱节点进行加固、以在保证结构安全的前提下恢复结构的使用功能，是工程实际中亟待解决的一个问题。

因此希望有一种钢结构梁柱节点加腋加固构造可以克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种钢结构梁柱节点加腋加固构造来克服现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供一种钢结构梁柱节点加腋加固构造，钢结构梁柱节点由钢柱和钢梁组成，所述钢结构梁柱节点采用梁腋进行加固，其中，梁腋包括相互焊接的腋翼缘与腋腹板；腋翼缘两端设置焊接坡口，腋腹板设置第一过焊孔、第二过焊孔和避让孔；腋腹板远离梁翼缘的角点设置第一过焊孔，第一过焊孔在腋腹板上的边界由一条水平直线段、一段圆弧和一条斜直线段组成，腋腹板远离柱翼缘的角点设置第二过焊孔，第二过焊孔在腋腹板上的边界由一段圆弧组成，腋腹板靠近梁翼缘和柱翼缘相交处的角点设置避让孔，避让孔在腋腹板上的边界由一条水平直线段、一段圆弧和一条斜直线段组成；腋翼缘通过第一焊缝和第二焊缝分别与柱翼缘和梁翼缘连接，腋腹板通过第三焊缝和第四焊缝分别与柱翼缘和梁翼缘连接。

优选地，所述腋翼缘与梁翼缘之间设置30°夹角。

优选地，所述第一焊缝和第二焊缝采用全熔透焊缝，所述第三焊缝和第四焊缝采用角焊缝、全熔透焊缝、部分熔透焊缝或组合焊缝中的任意一种。

优选地，所述钢柱与腋翼缘对应截面设置腋端柱加劲肋。

优选地，所述钢梁与腋翼缘对应截面设置腋端梁加劲肋。

优选地，所述钢柱设置节点域加劲肋。

本发明还提供了一种钢结构梁柱节点加腋加固结构的制作方法，需依次执行以下步骤：第一步，加工腋翼缘和腋腹板，并将腋翼缘与腋翼缘焊接连接；第二步，在加固现场定位梁腋；第三步，使用第一焊缝连接腋翼缘和柱翼缘；第四步，使用第二焊缝连接腋翼缘和梁翼缘；第五步，使用第三焊缝连接腋腹板与柱翼缘；第六步，使用第四焊缝连接腋腹板与梁腹板。

优选地，执行所述第三步时，在腋翼缘下侧设置第一衬板，第一衬板采用钢衬板或陶瓷衬板，当第一衬板为陶瓷衬板时，在第一焊缝完成后将第一衬板摘除并清根、补焊，当第一衬板为钢衬板时，在第一焊缝完成后将第一衬板留在原处或将第一衬板摘除后清根、补焊，第一衬板留在原处时，在第一衬板与柱翼缘之间采用角焊缝补焊；执行所述第四步时，在第二过焊孔内设置第二衬板，第二衬板采用钢衬板或陶瓷衬板，当第二衬板为陶瓷衬板时，在第二焊缝完成后可将第二衬板摘除并清根、补焊，当第二衬板为钢衬板时，在第二焊缝完成后将第二衬板留在原处或将第二衬板摘除后清根、补焊，第二衬板留在原处时，在第二衬板与梁翼缘之间采用角焊缝补焊。

优选地，增加将腋端柱加劲肋与柱翼缘、柱腹板焊接连接的步骤，以设置腋端柱加劲肋；增加将腋端梁加劲肋与梁翼缘、梁腹板焊接连接的步骤，以设置腋端梁加劲肋。

优选地，所述第三步、第四步、第五步、第六步之间可任意调换执行顺序。

本发明的有益效果为：

(1)提供钢结构梁柱节点加腋加固的标准构造形式，方便工程技术人员在加固工程中使用；

(2)加固后钢结构梁柱节点的承载力可以得到有效提高；

(3)提供梁腋过焊孔的形式，可在提供加腋加固现场焊接作业空间的同时减小过焊孔边缘的应力集中；

(4)提供梁腋避让孔的形式，可在将腋腹板-柱翼缘焊缝与避钢翼缘-柱翼缘焊缝分离、避免焊缝交叉影响增大焊缝开裂风险的同时减小避让孔边缘的应力集中。

附图说明

图1是本发明钢结构梁柱节点加腋加固构造的立体结构示意图；

图2是本发明钢结构梁柱节点加腋加固构造的侧视图；

图3是本发明梁腋的俯视图；

图4是本发明梁腋第一过焊孔几何形状示意图；

图5是本发明梁腋避让孔几何形状示意图；

图中，11-柱翼缘，12-柱腹板，13-节点域加劲肋，21-梁翼缘，22-梁腹板，31-腋翼缘，32-腋腹板，33-第一过焊孔，34-第二过焊孔，35-避让孔，41-第一焊缝，42-第二焊缝，43-第三焊缝，44-第四焊缝，45-腋端柱加劲肋，46-腋端梁加劲肋，51-第一衬板，52-第二衬板。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，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。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明一宽泛实施例中：一种钢结构梁柱节点加腋加固构造，钢结构梁柱节点由钢柱和钢梁组成，所述钢结构梁柱节点采用梁腋进行加固，其中，梁腋包括相互焊接的腋翼缘与腋腹板；腋翼缘两端设置焊接坡口，腋腹板设置第一过焊孔、第二过焊孔和避让孔；腋腹板远离梁翼缘的角点设置第一过焊孔，第一过焊孔在腋腹板上的边界由一条水平直线段、一段圆弧和一条斜直线段组成，腋腹板远离柱翼缘的角点设置第二过焊孔，第二过焊孔在腋腹板上的边界由一段圆弧组成，腋腹板靠近梁翼缘和柱翼缘相交处的角点设置避让孔，避让孔在腋腹板上的边界由一条水平直线段、一段圆弧和一条斜直线段组成；腋翼缘通过第一焊缝和第二焊缝分别与柱翼缘和梁翼缘连接，腋腹板通过第三焊缝和第四焊缝分别与柱翼缘和梁翼缘连接。

如图1-5所示，所述钢结构梁柱节点由钢柱和钢梁组成。钢柱由柱翼缘11和柱腹板12组成，可设置或不设置节点域加劲肋13；钢柱可以为箱形钢柱，也可以为工字形钢柱。钢梁由梁翼缘21和梁腹板22组成，钢梁可以为箱形钢梁，也可以为工字形钢梁。梁翼缘21与柱翼缘11之间为焊接连接，梁腹板22与柱翼缘11之间可采用不设置剪切板的焊接连接、设置剪切板的焊接连接或设置剪切板的螺栓连接。

如图1-5所示，梁腋由腋翼缘31和腋腹板32组成。腋翼缘31与腋腹板32采用焊接连接，腋翼缘31与梁翼缘21之间的夹角为30°。腋翼缘31两端设置焊接坡口。腋腹板32设置第一过焊孔33、第二过焊孔34和避让孔35。第一过焊孔33在腋腹板32上的边界由一条水平直线段、一段圆弧、一条斜直线段组成，第二过焊孔34在腋腹板32上的边界由一段圆弧组成，避让孔35在腋腹板32上的边界由一条水平直线段、一段圆弧、一条斜直线段组成。

腋翼缘31与柱翼缘11通过第一焊缝41连接，腋翼缘31与梁翼缘21通过第二焊缝42连接，腋腹板32与柱翼缘11通过第三焊缝43连接，腋腹板32与梁翼缘21通过第四焊缝44连接。如所述钢柱为工字形钢柱，在钢柱与腋翼缘31对应截面可根据需要设置或不设置腋端柱加劲肋45；如所述钢梁为工字形钢梁，在钢梁与腋翼缘对应截面可根据需要设置或不设置腋端梁加劲肋46。

如图2所示，所述第一焊缝41、第二焊缝42采用全熔透焊缝；进行第一焊缝41的焊接时在腋翼缘31下侧设置第一衬板51，进行第二焊缝42的焊接时在第二过焊孔34内设置第二衬板52。所述第三焊缝43、第四焊缝44分别可以采用全熔透焊缝、部分熔透焊缝、角焊缝或组合焊缝中的任意一种。

如图2所示，腋端柱加劲肋45与柱翼缘11采用焊接连接，腋端柱加劲肋45与柱腹板12采用焊接连接；腋端梁加劲肋46与梁翼缘21采用焊接连接，腋端梁加劲肋46与梁腹板22采用焊接连接。

本发明还提供了一种钢结构梁柱节点加腋加固结构的制作方法，需依次执行以下步骤：

第一步，加工腋翼缘31和腋腹板32，并将腋翼缘31与腋翼缘32焊接连接；

第二步，在加固现场定位梁腋；

第三步，使用第一焊缝41连接腋翼缘31和柱翼缘11；

第四步，使用第二焊缝42连接腋翼缘31和梁翼缘21；

第五步，使用第三焊缝43连接腋腹板32与柱翼缘11；

第六步，使用第四焊缝44连接腋腹板32与梁腹板22。

执行所述第三步时，在腋翼缘31下侧设置第一衬板51；第一衬板51可以采用钢衬板或陶瓷衬板。如第一衬板51为陶瓷衬板，在第一焊缝41完成后可将第一衬板51摘除并清根、补焊；如第一衬板51为钢衬板，在第一焊缝41完成后可将第一衬板51留在原处，也可将第一衬板51摘除后清根、补焊；如第一衬板51留在原处，在第一衬板51与柱翼缘11之间可根据需要采用或不采用角焊缝补焊。

执行所述第四步时，在第二过焊孔34内设置第二衬板52；第二衬板52可以采用钢衬板或陶瓷衬板。如第二衬板52为陶瓷衬板，在第二焊缝42完成后可将第二衬板52摘除并清根、补焊；如第二衬板52为钢衬板，在第二焊缝42完成后可将第二衬板52留在原处，也可将第二衬板52摘除后清根、补焊；如第二衬板52留在原处，在第二衬板52与梁翼缘21之间可根据需要采用或不采用角焊缝补焊。

所述第三步、第四步、第五步、第六步之间可任意调换执行顺序。

如设置腋端柱加劲肋45，增加将腋端柱加劲肋45与柱翼缘11、柱腹板12焊接连接的步骤；如设置腋端梁加劲肋46，增加将腋端梁加劲肋46与梁翼缘21、梁腹板22焊接连接的步骤。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。