鋼梁貫通孔補強方法

2023-06-08 12:23:51 2

專利名稱：鋼梁貫通孔補強方法
技術領域：
本發明涉及土木工程中的多層及高層鋼結構補強方法，尤其涉及鋼梁貫通孔補強方法。
背景技術：
現行《高層民用建築鋼結構技術規程》(JGJ99-98)中規定當圓形孔直徑小於或 等於1/3梁高時，可不予補強；當大於1/3梁高時，可用環形加勁肋加強，也可用套管或 環形補強板加強。這幾種補強措施只能設置在距梁端相當於梁高的範圍外，而且要求孔 口直徑不得大於梁高的1/2。若要求在塑性區內開洞，必須開發一種貫通孔補強方法，以 適應現代化工程實踐的需求。

發明內容
本發明的目的正是為了克服上述現有技術中的不足，提供一種在塑性區內開通孔後 鋼梁貫通孔補強方法。
本發明是通過下述技術方案予以實現的 一種鋼梁貫通孔補強方法，在鋼梁的塑性 區內開通孔；根據開孔位置、孔徑確定出所需要的補強環的結構，將補強環焊接在所述
通孔上；其中所述孔和補強環應滿足下述參數要求①偏心量e^丄^iZ-D ;②柱
2
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1
2
2
子邊緣至通孔中心點的距離Z^0.7/f-丄;③補強環孔徑Z)為100 600mm;
3
④孔徑比^S0.5;所述//為鋼梁高度，所述補強環的外圓面設置有臺階，所述臺階的
大圓直徑為A，所述臺階寬度為&，高度為、，補強環的寬度為&，補強環的厚度為62， 補強環臺階上的頂圓與臺階的小圓之間為斜面，所述斜面的傾角為"，
Z)3 2 +2(62-6,)taim + 2/z2+Z)，其中/z,12土2mm， a = 30°±5°， ^的取值 I .100^D^300mm時，/z7 = 20±4mm; n.300^"^600mm時，/z2 = 40±4mm;6^5 10mm， 62比需要補強的鋼梁腹板厚度厚10mm左右。 所述補強圓環通過正反兩面與鋼梁焊接。
本發明的有益效果是適用於現代化工程實踐的需要，解決了在塑性區內開通孔後 補強的問題，擴大了補強方法的適用範圍，不僅可以適用於普通的鋼框架梁，還可以用 於型鋼混凝土柱(CFT)鋼梁、鋼管混凝土柱(SRC)鋼梁、鋼框架組合梁等形式。


圖1是本發明實施的結構示意圖； 圖2是本發明補強環的結構示意圖； 圖3是圖2的A部放大圖； 圖4是圖2的側示意圖； 圖5是補強環焊接示意圖。
附圖標記1、柱子，2 、鋼梁，3 、補強環。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一歩描述
如圖1 圖5所示，本發明一種鋼梁貫通孔補強方法，首先根據設計要求，確定開孔 直徑以及開孔位置，根據開孔直徑和位置確定補強環的具體尺寸，即厚度、內徑、外徑 等相關參數。所選的補強環經過焊接加工技術最終形成新的鋼梁，需要對其抗彎和抗剪 承載力進行驗算，以達到強度和使用功能的雙重要求。具體方法為
在鋼梁2的塑性區內開通孔；根據開孔位置、孔徑確定出所需要的補強環3的結構， 將補強環3焊接在所述通孔上；
其中所述孔和補強環應滿足下述參數要求①偏心量e^丄f 2②柱子1
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邊緣至通孔中心點的距離12 0.7//-上一//-Z);③補強環孔徑D為100 600mm;
④孔徑比^S0.5;所述/Z為鋼梁2高度，所述補強環3的外圓面設置有臺階，所述臺 階的大圓直徑為A，所述臺階寬度為&，高度為6,，補強環3的寬度為&，補強環3的厚度為62，補強環3臺階上的頂圓與臺階的小圓之間為斜面，所述斜面的傾角為"， ￡)3 2 2/^+2(62 — A)tana + 2/z2，其中^ = 12±2mm， " = 30°±5°， /;2的取值 I . 100 S Z) S 300mm 時， / 2 = 20±4mm; II. 300 2 Z) S 600 mm時，//2 = 40±4mm; Z)^5 10mm， 62比需要補強的鋼梁腹板厚度厚10mm左右；所述補強圓環3通過在I側、 II側正反兩面位置與鋼梁焊接。
以前關於鋼梁補強措施都是要求補強部位必須位於鋼梁塑性鉸區外，而有時候有些 管道、線路等必須要通過塑性鉸區，這時塑性鉸區外的補強技術就不能完全適用了。針 對先前補強技術的這一缺點，該補強方法可以用於塑性鉸區，只要符合相關尺寸要求就 可以，這樣就給設計人員帶來了很大的方便。
通過設計後，可以統計鋼梁開洞的數量和大小，再根據工程要求按照本發明進行工 業化、部品化生產。另外，就是該方法製作安裝方便，高效，最後經過補強後的鋼梁強 度經過驗算，可以滿足強度和使用的雙重要求。
補強環3通過鑄造成型，材料性能及加工製作必須滿足現行中國工程建設標準化協 會標準《鑄鋼節點技術規程》的要求。先根據設計要求在需要開孔的地方開好通孔，允 許通孔公差15mm;安裝補強環3時先放好位置，然後通過焊接I側的外圍上下左右四 個邊緣最高點先點焊進行初步固定；確定無誤後，先進行焊接I側的自動焊接，然後再 進行焊接II側的自動焊接，形成統一整體。
儘管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述 的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領域的普
通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下， 還可以作出很多形式，這些均屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
1. 一種鋼梁貫通孔補強方法，其特徵在於，在鋼梁的塑性區內開通孔；根據開孔位置、孔徑確定出所需要的補強環的結構，將補強環焊接在所述通孔上；其中所述孔和補強環應滿足下述參數要求①偏心量②柱子邊緣至通孔中心點的距離③補強環孔徑D為100～600mm；④孔徑比所述H為鋼梁高度，所述補強環的外圓面設置有臺階，所述臺階的大圓直徑為D3，所述臺階寬度為h1，高度為b1，補強環的寬度為h2，補強環的厚度為b2，補強環臺階上的頂圓與臺階的小圓之間為斜面，所述斜面的傾角為α，D3≥2h1+2(b2-b1)tanα+2h2+D，其中h1＝12±2mm，α＝30°±5°，h2的取值I.100≤D≤300mm時，h2＝20±4mm；II.300≤D≤600mm時，h2＝40±4mm；b1＝5～10mm，b2比需要補強的鋼梁腹板厚度厚10mm左右。
2.根據權利要求l所述的鋼梁貫通孔補強方法，其特徵是，所述補強圓環通過正反兩 面與鋼梁焊接。
全文摘要
本發明公開了一種鋼梁貫通孔補強方法，在鋼梁的塑性區內開通孔；根據開孔位置、孔徑確定出所需要的補強環的結構，將補強環焊接在所述通孔上。本發明適用於現代化工程實踐的需要，解決了在塑性區內開通孔後補強的問題，擴大了補強方法的適用範圍，不僅可以適用於普通的鋼框架梁，還可以用於型鋼混凝土柱(CFT)鋼梁、鋼管混凝土柱(SRC)鋼梁、鋼框架組合梁等形式。
文檔編號E04G23/02GK101457591SQ20081015469
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者志 楊, 金明昌, 韓慶華 申請人:天津大學