一种装配式H型钢结构加固系统及其装配方法与流程

本发明涉及一种装配式h型钢结构加固系统及其装配方法，属于工程中装配式结构领域。

背景技术：

钢材是现代结构工程使用最广泛的金属建筑材料，在生产建设中，钢结构经过检测和可靠性鉴定后，认为不满足要求时，就要进行加固处理。当钢结构出现以下情况时，就需要进行加固改造：

（a）由于使用条件的变化，荷载增大；

（b）由于设计或施工工作中的缺点，结构或其局部的承载能力达不到设计要求；

（c）由于磨损、锈蚀，结构或节点受到削弱，结构或其局部的承载能力达不到原来的要求；

（d）有时出现结构损伤事故，需要修复，修复工作也带有加固的性质。

传统的钢结构加固最常用的加固方法是增大截面法，这种方法就是在原有结构的杆件上增设新的加固构件，使杆件截面面积加大从而提高承载能力和刚度的方法。但由于增加截面法对焊接施工的过度依赖，这便造成了一系列不可避免的问题：对现有结构负荷状态下进行加固，难以避免仰焊等复杂的施工操作；轻钢结构的小角钢和圆钢杆件在负荷状态下焊接时，焊缝热影响区的强度急剧下降，将直接影响到加固施工的安全；焊接操作产生的残余应力对结构加固后的使用也将造成安全隐患。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种装配式h型钢结构加固系统及其装配方法，施工方便、结构简单、加固效果显著。

本发明提供的加固系统，其工作原理为：在待加固构件的周围增加外包单元，约束待加固构件的横向变形，引导其破坏形式，从而达到提高原杆件承载能力的目的。

本发明提供的加固系统，是一种适用于h型钢结构的装配式加固系统，包括第一组合件和第二组合件以及l型外板组成，第一组合件和第二组合件为插接固定，并紧贴待加固h型钢的腹板和翼缘内侧，l型外板设置在待加固h型钢的翼缘外侧；第一组合件和第二组合件通过螺栓连接，第一组合件和l型外板分别设在翼缘的内外侧并通过螺栓连接，第二组合件和l型外板分别设在另一端翼缘的内外侧并通过螺栓连接，翼缘外侧相邻的两块l型外板通过螺栓连接；

第一组合件由l型底板a和预留螺栓孔的矩形板b两部分焊接而成；第二组合件由l型底板c、预留滑槽的矩形板d、预留螺栓孔的矩形板e以及加劲肋f四部分焊接而成。

所述的第一组合件，l型底板a水平段紧贴待加固h型钢的腹板，竖直段紧贴待加固h型钢的翼缘内侧，矩形板b垂直焊接在l型底板a水平段，矩形板b的中部设有螺栓孔，l型底板a竖直段的上部均匀设有螺栓孔。进一步地，矩形板b包括三块大小相同的矩形板，三块板等间距设置。

所述的第二组合件，l型底板c水平段紧贴待加固h型钢的腹板，竖直段紧贴待加固h型钢的翼缘内侧，l型底板c水平段上焊接有预留滑槽的矩形板d，二者部分相接，矩形板d上方垂直焊接矩形板e，矩形板e与矩形板d靠近l型底板c的一侧设有加劲肋f，矩形板d远离l型底板c的一侧设有滑槽。

进一步地，所述l型底板c竖直段的上部均匀设有螺栓孔，矩形板e的中部均匀设有螺栓孔。

进一步地，所述矩形板b能从l型底板c的滑槽中穿过，然后将矩形板e和矩形板b之间用螺栓连接，使第一组合件和第二组合件紧固。矩形板b可在l型底板c的滑槽内滑动，在一定的范围内可以适配不同腹板高度的h型钢。

所述第一组合件和l型外板，以及第二组合件和l型外板的螺栓开孔时应与待加固h型钢的翼缘之间留出间隙，从而使翼缘同侧的两块l型外板通过螺栓连接紧固时可以使两种组合件的底板与h型钢的腹板更加贴合，更加有利于力的传导。

本发明提供了上述系统的装配方法，包括以下内容：

（1）将第一组合件放入待加固h型钢的腹板和翼缘围成的槽内；

（2）将第二组合件放入步骤（1）中所述槽内，第一组合件的矩形板b穿过第二组合件的预留滑槽并滑动调节使其适合h型钢腹板高度，并用螺栓穿过矩形板b和矩形板e的预留螺栓孔，将第一组合件和第二组合件连接紧固；

（3）螺栓穿过预留螺栓孔连接紧固第一组合件和l型外板，连接紧固第二组合件和l型外板；

（4）螺栓穿过预留螺栓孔连接翼缘同侧的两块l型外板4。

结合现场具体情况，可对以上步骤选用不同的细节处理方式。

通过本发明对梁或柱进行加固，可以大幅度提升梁或柱的承载能力，因此本技术可以应用于结构的设计中；此外，此技术也可广泛的应用于对旧结构的加固而延长结构使用寿命，并增加结构的安全储备。

本发明的有益效果：本发明为装配式施工，作业简单高效率，加固效果明显，无需特殊施工人员操作。

附图说明

图1为装配式加固系统组装后的结构效果图；

图2为装配式加固系统的平面图；

图3为装配式加固系统其他视角的效果图；

图4为装配式加固系统第一组合件示意图；

图5为装配式加固系统第二组合件示意图；

图中：1为待加固h型钢，2为第一组合件，3为第二组合件，4为l型外板，a为l型底板，b为矩形板，c为l型底板，d为矩形板，e为矩形板，f为加劲肋。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1~5所示，一种装配式h型钢结构加固系统，包括第一组合件2和第二组合件3以及l型外板4，第一组合件2和第二组合件3为插接固定，并紧贴待加固h型钢1的腹板和翼缘内侧，l型外板4设置在待加固h型钢1的翼缘外侧；第一组合件2和第二组合件3通过螺栓连接，第一组合件2和l型外板4分别设在翼缘的内外侧并通过螺栓连接，第二组合件3和l型外板4分别设在另一端翼缘的内外侧并通过螺栓连接，翼缘外侧相邻的两块l型外板4通过螺栓连接；

第一组合件2由l型底板a和预留螺栓孔的矩形板b两部分焊接而成；第二组合件3由l型底板c、预留滑槽的矩形板d、预留螺栓孔的矩形板e以及加劲肋f四部分焊接而成。

所述的第一组合件2，l型底板a水平段紧贴待加固h型钢1的腹板，竖直段紧贴待加固h型钢1的翼缘内侧，矩形板b垂直焊接在l型底板a水平段，矩形板b的中部设有螺栓孔，l型底板a竖直段的上部均匀设有螺栓孔。进一步地，矩形板b包括三块大小相同的矩形板，三块板等间距设置。

所述的第二组合件3，l型底板c水平段紧贴待加固h型钢1的腹板，竖直段紧贴待加固h型钢1的翼缘内侧，l型底板c水平段上焊接有预留滑槽的矩形板d，二者部分相接，矩形板d上方垂直焊接矩形板e，矩形板e与矩形板d靠近l型底板c的一侧设有加劲肋f，矩形板d远离l型底板c的一侧设有滑槽。

进一步地，所述l型底板c竖直段的上部均匀设有螺栓孔，矩形板e的中部均匀设有螺栓孔。

进一步地，所述矩形板b能从l型底板c的滑槽中穿过，然后将矩形板e和矩形板b之间用螺栓连接，使第一组合件2和第二组合件3紧固。矩形板b可在l型底板c的滑槽内滑动，在一定的范围内可以适配不同腹板高度的h型钢。

所述第一组合件2和l型外板4，以及第二组合件3和l型外板4的螺栓开孔时应与待加固h型钢1的翼缘之间留出间隙，从而使翼缘同侧的两块l型外板4通过螺栓连接紧固时可以使两种组合件的底板与h型钢的腹板更加贴合，更加有利于力的传导。

图1显示了装配式加固系统组装后的结构效果图，图2显示了该系统组装后的平面效果图。图3为装配式加固系统其他视角的效果图，图4为装配式加固系统组合件2示意图，组合件2由l型底板a和预留螺栓孔的矩形板b两部分焊接而成，图5为装配式加固系统组合件3示意图，组合件3由l型底板c,预留滑槽的矩形板d,预留螺栓孔的矩形板e以及加劲肋f四部分焊接而成。

装配式加固系统的施工流程包括如下几个主要步骤：

（1）将第一组合件2放入待加固h型钢1的腹板和翼缘围成的槽内；

（2）将第二组合件3放入步骤1中所述槽内，第一组合件2的矩形板b穿过第二组合件3的预留滑槽并滑动调节使其适配h型钢腹板高度，并用螺栓穿过矩形板b和矩形板e的预留螺栓孔，将第一组合件2和第二组合件3连接紧固；

（3）螺栓穿过预留螺栓孔连接紧固第一组合件2和l型外板4，连接紧固第二组合件3和l型外板4；

（4）螺栓穿过预留螺栓孔连接翼缘同侧的两块l型外板4。

结合现场具体情况，可对以上步骤选用不同的细节处理方式。