一种钢结构柱的加固结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种钢结构柱的加固结构及其施工方法，特别是涉及一种用于对已有钢结构柱进行加固的加固结构及其施工方法。

背景技术：

在钢结构的加固改造中，经常需要对已有的钢结构柱进行加固，这需要在钢结构柱承受负载的情况下对钢结构柱进行加固，由于已有的钢结构柱结构形状限制，而且还在承受负载，因此较难进行加固施工。如工业项目中的设备钢结构支架，由于在支架上增加设备而需进行加固，但施工中又不能将原有荷载卸载，且再受现场条件、施工可行性以及经济性等因素影响，现行的《钢结构加固技术规范》提供的改变计算图形、加大原结构构件截面等加固方式，常常难以满足客观需求。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钢结构柱的加固结构及其施工方法，能够方便地对已有钢结构柱进行加固改造，结构简单，施工方便。

为实现上述目的，本发明提供一种钢结构柱的加固结构，采用如下技术方案：一种钢结构柱的加固结构，包括：由混凝土浇注而成的加强基台和加强立柱，所述加强基台的下端连接在地基上，所述加强立柱的下端连接在加强基台上；所述加强立柱的下端与加强基台浇注为一体结构；所述加强基台中设有多根上下延伸并分布在钢结构柱周围的基台加强筋，基台加强筋的下端植入地基中；所述加强立柱中设有多根上下延伸并分布在钢结构柱周围的立柱加强筋，立柱加强筋的下端植入加强基台中。

优选地，所述基台加强筋的下端通过化学植筋的方式植入到地基中。

优选地，各基台加强筋之间还连接有多根基台箍筋，各立柱加强筋之间还连接有多根立柱箍筋。

优选地，所述钢结构柱由h型钢制成。

优选地，所述h型钢的翼板上还设有多根向外延伸的栓钉。

优选地，所述立柱加强筋的下端设有朝外侧弯折的勾脚。

与本发明的一种钢结构柱的加固结构相应地，本发明还提供一种钢结构柱的加固结构的施工方法，采用如下技术方案：一种钢结构柱的加固结构的施工方法，包括如下步骤：

1)挖除钢结构柱周围的泥土直至地基的顶部；

2)将钢结构柱需要加固的一段外侧的油漆及污渍清除；

3)在地基顶部绕钢结构柱周围钻孔并植入基础加强筋；

4)在钢结构柱外侧布置立柱加强筋，立柱加强筋的下端延伸至基础加强筋的上端以下一定位置；

5)用混凝土将钢结构柱及其外侧的基础加强筋浇注为一体结构。

优选地，在步骤4)和步骤5)之间，还包括如下步骤：a)在各基础加强筋之间绑扎基础箍筋，在各立柱加强筋之间绑扎立柱箍筋。

优选地，在步骤2)至步骤3)之间，还包括如下步骤：b)在所述钢结构柱的外侧焊接栓钉。

如上所述，本发明涉及的一种钢结构柱的加固结构及其施工方法，具有以下有益效果：将本发明的一种钢结构柱的加固结构及其施工方法用于加固已有的钢结构柱时，在钢结构柱的外侧浇注钢筋混凝土结构的加强基台和加强立柱，从而使得原有的钢结构柱的强度得以加强，浇注在加强基台中的基台加强筋和浇注在加强立柱中的立柱加强筋使得加固后的结构强度大幅度提高。由此可见，利用本发明的一种钢结构柱的加固结构及其施工方法能够方便地加固已有钢结构柱，结构简单，施工方便，施工成本低。

附图说明

图1显示为本发明的一种钢结构柱的加固结构的示意图。

图2显示为图1中a-a处的截面视图。

图3显示为外侧大箍筋的结构示意图。

图4显示为内侧小箍筋的结构示意图。

元件标号说明

1加强基台

2加强立柱

3地基

4基台加强筋

5立柱加强筋

6栓钉

7勾脚

8横梁

9上翼板

10下翼板

11上连接筒

12下连接筒

13支撑筋

14基台箍筋

15立柱箍筋

16外侧箍筋

17弯折头

18内侧箍筋

19u型筋

20钢结构柱

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1和图2所示，本发明提供一种钢结构柱的加固结构，包括：由混凝土浇注而成的加强基台1和加强立柱2，所述加强基台1的下端连接在地基3上，所述加强立柱2的下端连接在加强基台1上；所述加强立柱2的下端与加强基台1浇注为一体结构；所述加强基台1中设有多根上下延伸并分布在钢结构柱20周围的基台加强筋4，基台加强筋4的下端植入地基3中；所述加强立柱2中设有多根上下延伸并分布在钢结构柱20周围的立柱加强筋5，立柱加强筋5的下端植入加强基台1中。

将本发明的一种钢结构柱的加固结构用于加固已有的钢结构柱20时，在已有钢结构柱20的外侧浇注钢筋混凝土结构的加强基台1和加强立柱2，从而使得原有的钢结构柱20的强度得以加强，浇注在加强基台1中的基台加强筋4和浇注在加强立柱2中的立柱加强筋5使得加固后的结构强度大幅度提高。由此可见，利用本发明的一种钢结构柱的加固结构及其施工方法能够方便地加固已有钢结构柱20，结构简单，施工方便，施工成本低。

在本发明的一种钢结构柱的加固结构中，所述基台加强筋4的下端植入地基3中，浇注混凝土之后，加强基台1与地基3形成一体结构，为了使得基台加强筋4能够与地基3牢固连接，作为一种优选的实施方式，如图1所示，所述基台加强筋4的下端通过化学植筋的方式植入到地基3中，先在地基3上钻孔，将基台加强筋4插入到孔中之后并注入强力胶液，使得基台加强筋4与地基3牢固连接。为了使得各基台加强筋4之间能够相互协同受力、承载更大的符合、强度更高，优选地，各基台加强筋4之间还连接有多根基台箍筋14，同样地，为了使得各立柱加强筋5能够相互协同受力、承载更大的符合、强度更高，各立柱加强筋5之间还连接有多根立柱箍筋15。基台加强筋4和立柱加强筋5基本沿竖直方向延伸，基台箍筋14与立柱箍筋15基本沿水平方向延伸，基台箍筋14从横向支撑固定各基台加强筋4，立柱箍筋15从横向支撑固定各立柱加强筋5。这样，基台加强筋4和基台箍筋14、立柱加强筋5和立柱箍筋15形成笼状结构，在用混凝土浇注之后，基台加强筋4和立柱加强筋5增加竖直方向的负荷能力，基台箍筋14和立柱箍筋15增加纵向的负荷能力。如图1和图2所示，所述钢结构柱20由h型钢制成，所述h型钢的翼板上还设有多根向外延伸的栓钉6，这样，在用混凝土浇注之后，基台加强筋4、基台箍筋14、立柱加强筋5、立柱箍筋15、栓钉6及钢结构柱20形成的一体结构更为牢固。

在本发明的一种钢结构柱的加固结构中，加强基台1需要承受更大的重力载荷，而基台加强筋4一般难以贯穿地基3植入到很深的位置，作为一种优选的实施方式，如图1所示，所述加强基台1的横截面尺寸大于加强立柱2的横截面尺寸，这样可以使得加强基台1的承载能力和稳定性得以提高。在加强基台1的强度足够之后，加强立柱2的横截面尺寸可以根据需要减小到满足强度尺寸。

在本发明的一种钢结构柱的加固结构中，加强基台1和加强立柱2为包裹在已有钢结构柱20外侧的钢筋混凝土结构，加强立柱2的下端与加强基台1浇注在一起，为了使得加强立柱2能够与加强基台1牢固地连接，作为一种优选的实施方式，如图1所示，立柱加强筋5的下端延伸至基础加强筋的上端以下一定位置，这样，立柱加强筋5的下端和基台加强筋4的上端具有一定长度的重叠，这样就能够保证加强基台1和加强立柱2的连接部分强度较高，更为优选地，所述立柱加强筋5的下端设有朝外侧弯折的勾脚7，勾脚7钩在混凝土体中，从而使得立柱加强筋5与混凝土体连接更牢固。

如图1所示，在已有钢结构柱20上还可能设有横梁8，一般采用h型钢作为横梁8，横梁8具有上翼板9和下翼板10，而立柱加强筋5的一段在横梁8上方，另一段在横梁8下方。为了使得立柱加强筋5的竖直方向受力连续，作为一种优选的实施方式，如图1所示，在横梁8的上翼板9上表面焊接一上连接筒11，在横梁8的下翼板10下表面焊接一下连接筒12，横梁8上方的一段立柱加强筋5的下端螺纹连接在上连接筒11中，横梁8下方的另一段立柱加强筋5螺纹连接在下连接筒12中，而且在上翼板9和下翼板10之间焊接一支撑筋13，支撑筋13的上下两端分别支撑在上连接筒11和下连接筒12连接的相应部位。

在实施本发明的一种钢结构柱的加固结构时，先将竖向延伸的基台加强筋4和立柱加强筋5绑扎起来，然后在绑扎基台箍筋14和立柱箍筋15，如图3和图4所示为箍筋的两种结构，可以采用复合箍筋形式，外侧箍筋16采用两端弯折135度弯折头17的封闭箍筋，为便于施工，内侧箍筋18采用两个u型筋19搭接焊接成的封闭箍筋。箍筋遇横梁8的位置，将箍筋弯折与横梁8的腹板焊接形成封闭箍筋。

与本发明的一种钢结构柱的加固结构相应地，本发明还提供一种钢结构柱的加固结构的施工方法，采用如下技术方案：一种钢结构柱的加固结构的施工方法，包括如下步骤：

1)挖除钢结构柱20周围的泥土直至地基3的顶部；

2)将钢结构柱20需要加固的一段外侧的油漆及污渍清除，达到钢结构除锈st2的要求；这样可以使得混凝土与钢结构柱20的结合更为紧密；

3)在地基3顶部绕钢结构柱20周围钻孔并植入基础加强筋；

4)在钢结构柱20外侧布置立柱加强筋5，立柱加强筋5的下端延伸至基础加强筋的上端以下一定位置；

5)用混凝土将钢结构柱20及其外侧的基础加强筋浇注为一体结构。

本发明的一种钢结构柱的加固结构的施工方法，通过在已有的钢结构柱20外侧包覆钢筋混凝土结构而形成型钢混凝土柱，结合钢结构和混凝土结构的优点，可大幅提高钢结构柱20的竖向承载力，弥补钢柱稳定性差的缺陷，提高抗震性能。

作为一种优选的实施方式，在步骤4)和步骤5)之间，还包括如下步骤：a)在各基础加强筋之间绑扎基础箍筋，在各立柱加强筋5之间绑扎立柱箍筋15。这样可以进一步提高钢结构柱20的稳定性和支撑强度。

作为一种优选的实施方式，在步骤2)至步骤3)之间，还包括如下步骤：b)在所述钢结构柱20的外侧焊接栓钉6；在所述步骤a)中。这样可以进一步提高钢结构柱20的稳定性和支撑强度。

在上述本发明的一种钢结构柱的加固结构的施工方法中，浇注混凝土过程中还需要支模板、震捣、拆模及养护等作业，这些为现有技术的常规作业，此处不再赘述。

基于上述实施例的技术方案，利用本发明的一种钢结构柱的加固结构及其施工方法能够方便地加固已有钢结构柱，结构简单，施工方便，施工成本低；通过在已有的钢结构柱外侧包覆钢筋混凝土结构而形成型钢混凝土柱，结合钢结构和混凝土结构的优点，可大幅提高钢结构柱的竖向承载力，弥补钢柱稳定性差的缺陷，提高抗震性能。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。