[发明专利]一种钢牛腿柱的抗疲劳加固装置

说明书

本发明涉及一种钢牛腿柱的抗疲劳加固装置，在钢牛腿的上翼缘板和钢柱的翼缘板之间利用粘钢胶粘结有L型钢板，其中上翼缘板的上表面和钢柱的翼缘板之间设有一块L型钢板，上翼缘板的下表面和钢柱的翼缘板之间设有关于钢牛腿的腹板对称并与其紧邻设置的两块L型钢板；在竖向加劲肋与上翼缘板之间利用粘钢胶粘结有分别关于竖向加劲肋和钢牛腿的腹板对称设置四块L型钢板。通过在钢牛腿和钢柱的连接位置处设置L型钢板，能够起到降低焊缝处水平应力的作用；在钢牛腿上与吊车梁对应的位置处设置L型钢板并在钢牛腿的上表面上铺设含橡胶颗粒的沥青混凝土板，能够在钢吊车梁和钢牛腿之间形成缓冲作用层，从而提高其抗损伤性能。

技术领域

本发明涉及一种钢牛腿柱的抗疲劳加固装置，适用于钢结构工业厂房的技术领域。

背景技术

钢牛腿柱是工业厂房建筑中一个非常重要的结构构件,具有施工方法简单、工期短、理论计算可靠、截面小承载力高等优点，其作为传力构件常用于建构(筑)物的连接部位，在大跨度空间结构体系中起着重要作用。在钢结构的工业厂房建筑物中，牛腿与立柱连接，吊车梁置于牛腿上。在吊车梁的上部设有轨道，供吊车行进使用。

如图1和2所示，显示了现有技术中典型的钢牛腿柱的结构装配图，包括钢柱10和钢牛腿20。钢柱10为通长无截断的工字钢，在钢柱10和钢牛腿20的连接节点处设有上加劲板11和下加劲板12。上加劲板11和下加劲板12各两块，分别设置在钢柱10的腹板两侧。位于腹板同侧的上加劲板11和下加劲板12之间设有与钢柱10的腹板平行的竖向加强板13和沿对角线分布的斜撑板14。斜撑板14紧邻竖向加强板13设置。

钢牛腿20包括上翼缘板21、下翼缘板22、腹板23和竖向加劲肋24，上翼缘板21与上加劲板11齐平设置，下翼缘板22倾斜设置，其与上翼缘板21之间形成的锐角为30-45°。竖向加劲肋24垂直于上翼缘板21设置。在相邻的两个牛腿柱上设置有吊车梁30，吊车梁30直接放置在与竖向加劲肋24对应的位置。钢柱10和钢牛腿20之间的连接通过将上翼缘板21、下翼缘板22和腹板23焊接到钢柱10的翼缘板上实现。图1中的A-A面为沿上翼缘板21和上加劲板11的平面。

现有技术中的上述牛腿柱在应用过程中会经常发生疲劳破坏的现象，疲劳裂纹通常出现在上翼缘板21与钢柱10的翼缘板的焊接位置。另外，竖向加劲肋24与上翼缘板21的焊接位置也经常会出现损伤裂纹。由于使用过程中，上翼缘板21与钢柱10的翼缘板的焊接位置处于受拉状态，焊缝容易发生疲劳损伤。而竖向加劲肋24与上翼缘板21的焊接位置由于吊车梁30的负荷也比较容易发生损伤。实践表明损坏的牛腿柱中，80-90％是由于疲劳失效，而非强度失效。由此可见，疲劳问题是钢结构工业厂房中存在的最大问题，然而现有技术中的钢结构抗疲劳加固装置如焊接、螺栓连接均存在一定的局限性，例如焊接会导致焊缝缺陷和残余应力、容易产生新的疲劳裂纹源、施工难度大、质量难以保证等，螺栓连接需要在原结构上开孔从而削弱截面、容易发生应力集中、受限于作业空间、容易应力松弛等。如何对现有技术中的上述结构进行抗疲劳加固成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的上述缺陷，提出了一种钢牛腿柱的抗疲劳加固装置，钢牛腿柱包括钢柱和钢牛腿，在钢柱和钢牛腿的连接节点处设有上加劲板和下加劲板，上加劲板和下加劲板各两块，分别设置在钢柱的腹板两侧；位于腹板同侧的上加劲板和下加劲板之间设有与钢柱的腹板平行的竖向加强板和沿对角线分布的斜撑板，斜撑板紧邻竖向加强板设置；

钢牛腿包括上翼缘板、下翼缘板、腹板和竖向加劲肋，上翼缘板与上加劲板齐平设置，下翼缘板倾斜设置，下翼缘板与上翼缘板之间形成的锐角为30-45°，竖向加劲肋垂直于上翼缘板设置，上翼缘板、下翼缘板和腹板焊接到钢柱的翼缘板上；

在钢牛腿的上翼缘板和钢柱的翼缘板之间利用粘钢胶粘结有第一类L型钢板，其中上翼缘板的上表面和钢柱的翼缘板之间设有一块第一类L型钢板，上翼缘板的下表面和钢柱的翼缘板之间设有关于钢牛腿的腹板对称并与其紧邻设置的两块第一类L型钢板；