[发明专利]一种既有H型钢柱的部分预制加固结构及其施工工艺

说明书

本发明公开了一种既有H型钢柱的部分预制加固结构，包括：既有H型钢柱、预制混凝土节段、水平拉杆和灌浆料。将若干预制混凝土节段逐个叠放在既有H型钢柱的翼缘与腹板围成的两个半封闭空腔内。沿既有H型钢柱纵向按一定间隔设置水平拉杆，将水平拉杆两端分别与既有H型钢柱的两块翼缘板焊接。采用模板将既有H型钢柱包裹起来，随后向既有H型钢柱与预制混凝土节段之间的空隙填充灌浆料。撤去模板后即形成部分预制加固柱。本发明还公开了上述既有H型钢柱部分预制加固结构的施工工艺。本发明采用的预制混凝土节段，工厂化制作方便，施工效率高。灌浆料可将预制混凝土节段与既有H型钢柱组合成整体，显著提升原构件的承载能力。

技术领域

本发明属于一种建筑结构加固领域，具体涉及一种既有H型钢柱的部分预制加固结构及其施工工艺。

背景技术

钢结构是我国目前主要的建筑结构形式之一，它具有自重轻、强度高、施工便捷等优点，因而被广泛应用于各类建筑和基础设施中。随着服役时间的不断增长，我国的老旧钢结构建筑和设施日益增多，钢结构加固与修复问题愈发凸显。另外，钢结构的使用功能常会发生改变，此时对既有结构进行合理加固是回避不了的重要问题。

传统的钢结构加固方法包括增大构件截面、局部焊接板件补强、粘贴FRP布、施加预应力、添加额外支撑等。上述加固方法要么施工复杂、要么承载力提高有限、要么改变了建筑外形，因此在具体实施时总存在各种局限。

以H型钢柱加固为例，若采用钢筋混凝土包裹原构件，即通过某种增大截面的方式来加固H型钢柱，则存在施工复杂、周期长、现场湿作业困难、混凝土不易搅拌密实等缺点。另外，若采用局部粘贴或焊接板件的方法加固H型钢柱，则又存在结构胶易失效、焊接残余应力大、柱承载力提高幅度有限等不足。由此可见，目前迫切需要一种既简便可靠又能大幅提升构件受力性能的既有H型钢柱加固方法。

值得指出的是，我国建筑业正朝着建筑工业化方向迈进，其特点之一就是大力发展和应用预制技术，以实现降低人力消耗、加快施工速度、提高建筑质量等目的。本发明顺应这一发展趋势，将预制技术与钢结构加固有机结合起来，提出了一种新型的既有H型钢柱的部分预制加固方法。

发明内容

本发明提出的既有H型钢柱的部分预制加固结构和施工工艺，具有质量可控、施工简便、工期短、对现场影响小、不改变建筑外观、对构件承载力提高显著等优点。该新型加固技术充分利用预制技术的优点，不仅能大幅提高既有H型钢柱的承载能力和耐火性能，还能克服传统钢结构加固方法的固有缺点，因而具有良好的推广应用潜力。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种既有H型钢柱的部分预制加固结构，包括既有H型钢柱、若干预制混凝土节段、若干水平拉杆和灌浆料，

所述既有H型钢柱包括腹板和两相对固定设置在腹板两侧的翼缘，所述腹板的两个表面和两所述翼缘围成两个半封闭空腔，

若干所述预制混凝土节段沿所述既有H型钢柱的长度方向逐个叠放在两个所述半封闭空腔内，

若干所述水平拉杆沿所述既有H型钢柱的长度方向间隔设置且所述水平拉杆的两端分别与两所述翼缘固定焊接，且若干所述水平拉杆均位于所述预制混凝土节段的外侧，

所述灌浆料填充所述既有H型钢柱和若干所述预制混凝土节段之间的空隙以形成部分预制加固柱。

进一步地，每个所述预制混凝土节段的顶部均固定设置有吊装件，底部均固定设置有支撑件。通过设置吊装件，方便施工时通过吊装件将预制混凝土节段吊装进既有H型钢柱的两个半封闭空腔内，通过设置支撑件可以方便每个半封闭空腔内的预制混凝土节段支撑在相邻的预制混凝土节段上。

进一步地，所述吊装件为吊装弯钩，所述支撑件为支撑短钢筋，且所述吊装弯钩的高度小于所述支撑短钢筋的高度。