網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及網(wǎng)架承載力不足桿件的加固技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種網(wǎng)架桿件復(fù)合加固 方法，主要針對網(wǎng)架超應(yīng)力桿件、長細(xì)比不足桿件、接長桿件等。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)加固方法的研宄遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)加固的實(shí)際需要，尤其是目前 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的一些新問題，在目前的規(guī)范中就缺少合適的方法。同時(shí)，一些新技術(shù)、 新方法在鋼網(wǎng)架加固中還沒有得到應(yīng)用。目前對于鋼網(wǎng)架中不符合承載要求的桿件進(jìn)行加 固是比較經(jīng)濟(jì)和合理的選擇，而補(bǔ)強(qiáng)主要是增大截面，但截面增加自重也相應(yīng)增加。另外， 當(dāng)現(xiàn)場對焊接有嚴(yán)格限制或不允許焊接時(shí)，這些加固方法的應(yīng)用就受到了很大限制，并且 還導(dǎo)致構(gòu)件不美觀，跟不上社會(huì)發(fā)展的需要。
[0003] 現(xiàn)有網(wǎng)架桿件加固技術(shù)，采用焊接方法外包和待加固網(wǎng)架桿件等長鋼管或角鋼的 方法，該方法存在以下問題：1)桿件自重增加較多，在待加固網(wǎng)架桿件為包大一規(guī)格鋼管或 兩片角鋼，導(dǎo)致桿件自重增加，若加固桿件數(shù)量較多，必然導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)自重大量增加；2) 采用焊接連接的方法對原結(jié)構(gòu)由不利影響，焊接熱影響區(qū)對待加固網(wǎng)架桿件的承載力會(huì)有 一定影響；3)該方法的應(yīng)用有局限性，很多情況下，結(jié)構(gòu)改造時(shí)不允許或不具備焊接條件， 比如加油站或油庫；4)該方法操作復(fù)雜，尤其是需要現(xiàn)場焊接，影響加固工期，不利于大規(guī) 模推廣應(yīng)用；5)該方法主要依賴工人的焊接技術(shù)，加固質(zhì)量受人為影響因素較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法，讓加固 方法變得簡單方便且實(shí)用性強(qiáng)。
[0005] 本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法，具體步驟如下： 1) 對于待加固網(wǎng)架桿件，根據(jù)壓桿近似撓曲微分方程
I計(jì)算出桿件屈曲 方g
，k2=F/EI，根據(jù)屈曲方程可計(jì)算出待加固網(wǎng)架桿件臨界變形點(diǎn)的 位置，對應(yīng)兩個(gè)臨界變形點(diǎn)之間的部分為超出臨界變形的位置，對該部分采取外包鋼管加 固；其中y為受壓桿件對應(yīng)的撓度變形，X為受壓桿件計(jì)算點(diǎn)距原點(diǎn)長度，F(xiàn)為壓力，E為彈 性模量，I為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，A、B為根據(jù)邊界條件計(jì)算出的常數(shù)； 2) 選擇比待加固網(wǎng)架桿件大一規(guī)格的鋼管，根據(jù)步驟1)中確定的外包鋼管長度進(jìn)行下 料、剖開； 3) 在已剖開的外包鋼管內(nèi)均勻涂抹上結(jié)構(gòu)膠； 4 )將經(jīng)過步驟3 )處理后的鋼管包在待加固網(wǎng)架桿件外，外包鋼管設(shè)置在待加固網(wǎng)架桿 件的中部，外包鋼管和待加固網(wǎng)架桿件之間的結(jié)構(gòu)膠填充密實(shí)、不得漏膠； 5)待結(jié)構(gòu)膠干固后，用緊固部件或碳纖維布箍住外包鋼管。
[0006] 本發(fā)明的有益效果是：1)通過計(jì)算確定外包鋼管的長度，使得網(wǎng)架桿件現(xiàn)場加固 技術(shù)更科學(xué)合理；2)外包鋼管長度小于待加固網(wǎng)架桿件長度，可節(jié)省材料，并盡可能降低因 加固帶來的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自重增加量；3)該方法現(xiàn)場拼裝連接，不需要焊接，避免了焊接對待加 固網(wǎng)架桿件承載能力的不利影響；4)該方法操作簡單，現(xiàn)場拼裝，適用范圍廣，可有效提 高加固效率；5)該方法可有效降低操作工人技術(shù)良莠不齊帶來的質(zhì)量控制隱患。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明工作示意圖； 圖2是圖1的A-A剖視圖； 圖中：1、待加固網(wǎng)架桿件，2、結(jié)構(gòu)膠，3、外包鋼管，4、緊固部件。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 如圖1和圖2所示，一種網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法，具體步驟如下： 1) 根據(jù)待加固網(wǎng)架桿件1的規(guī)格、受力、存在的缺陷等，確定外包鋼管的長度；為保證 加固效果，外包鋼管長度可比計(jì)算長度值大200~300mm ; 2) 選取比待加固網(wǎng)架桿件1大一規(guī)格鋼管作為外包鋼管2,在工廠將外包鋼管按計(jì)算 確定的長度下料、剖開； 3) 在已剖開的外包鋼管2內(nèi)壁涂抹上結(jié)構(gòu)膠3,結(jié)構(gòu)膠3應(yīng)涂抹均勻； 4) 及時(shí)將剖開的鋼管包2在待加固網(wǎng)架桿件1外，外包鋼管應(yīng)設(shè)置在待加固網(wǎng)架桿件 1的中部； 5) 外包鋼管2和待加固網(wǎng)架桿件1之間的結(jié)構(gòu)膠3應(yīng)填充密實(shí)、不得漏膠； 6) 待結(jié)構(gòu)膠3干固后，用緊固部件4箍住外包鋼管，使外包鋼管2和待加固鋼管1能更 好的協(xié)同工作； 7) 加固完成后，檢查加固質(zhì)量，如不符合要求，及時(shí)進(jìn)行返修。
[0009] 步驟6)中的緊固部件4可以為為卡子，卡子的數(shù)量根據(jù)外包鋼管的長度確定，相 鄰的兩個(gè)卡子之間的間距不低于200mm。
[0010] 外包鋼管的長度采用如下方法計(jì)算： 根據(jù)壓桿近似撓曲微分方程
計(jì)算出桿件屈曲方程
k2=F/EI，根據(jù)屈曲方程可計(jì)算出待加固網(wǎng)架桿件臨界變形點(diǎn)的位置，對應(yīng)兩個(gè)臨界變形點(diǎn) 之間的部分為超出臨界變形的位置，對該部分采取外包鋼管加固；其中y為受壓桿件對應(yīng) 的撓度變形，X為受壓桿件計(jì)算點(diǎn)距原點(diǎn)長度，F(xiàn)為壓力，E為彈性模量，I為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，A、B 為根據(jù)邊界條件計(jì)算出的常數(shù)。
[0011] 緊固部件4也可以為碳纖維布，在外包鋼管外裹一層碳纖維布，起到約束外包鋼 管2的作用。
[0012] 為了方便操作，步驟2)中的鋼管沿著圓心剖開。
[0013] 該方法的原理是根據(jù)變形協(xié)調(diào)和受力平衡的原理，計(jì)算出外包鋼管的長度，外包 鋼管的長度小于待加固鋼管的長度，通過結(jié)構(gòu)膠將待加固鋼管和外包鋼管粘合，然后用緊 固部件緊固外包鋼管，起到約束外包鋼管的作用，使外包鋼管和待加固鋼管能更好的協(xié)同 工作。該方法的目的是通過增加待加固網(wǎng)架桿件的局部剛度(跨中附近)，進(jìn)而起到增加桿 件的整體承載能力的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法，其特征在于：具體步驟如下： 1)對于待加固網(wǎng)架桿件，根據(jù)壓桿近似撓曲微分方S計(jì)算出桿件屈曲方 程'k2=F/EI，根據(jù)屈曲方程可計(jì)算出待加固網(wǎng)架桿件臨界變形點(diǎn)的位 置，對應(yīng)兩個(gè)臨界變形點(diǎn)之間的部分為超出臨界變形的位置，對該部分采取外包鋼管加固； 其中y為受壓桿件對應(yīng)的撓度變形，X為受壓桿件計(jì)算點(diǎn)距原點(diǎn)長度，F(xiàn)為壓力，E為彈性模 量，I為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，A、B為根據(jù)邊界條件計(jì)算出的常數(shù)； 2)選擇比待加固網(wǎng)架桿件大一規(guī)格的鋼管，根據(jù)步驟1)中確定的外包鋼管長度進(jìn)行 下料、剖開； 3)在已剖開的外包鋼管內(nèi)均勻涂抹上結(jié)構(gòu)膠； 4 )將經(jīng)過步驟3 )處理后的鋼管包在待加固網(wǎng)架桿件外，外包鋼管設(shè)置在待加固網(wǎng)架桿 件的中部，外包鋼管和待加固網(wǎng)架桿件之間的結(jié)構(gòu)膠填充密實(shí)、不得漏膠； 5)待結(jié)構(gòu)膠干固后，用緊固部件箍住外包鋼管。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法，其特征在于：所述的緊固部件為卡 子，卡子的數(shù)量根據(jù)外包鋼管的長度確定，相鄰的兩個(gè)卡子之間的間距不低于200mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法，其特征在于：所述的緊固部件為碳 纖維布。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法，其特征在于：步驟2)中的鋼管沿著 圓心剖開。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法，其特征在于：外包鋼管長 度比計(jì)算長度值大200~300mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種網(wǎng)架桿件復(fù)合加固方法，涉及網(wǎng)架承載力不足桿件的加固技術(shù)領(lǐng)域。1）對于待加固網(wǎng)架桿件規(guī)格、受力、存在的缺陷等，確定外包鋼管的長度；2）選擇比待加固網(wǎng)架桿件大一規(guī)格的鋼管作為外包鋼管，根據(jù)步驟1）確定的長度下料、剖開；3）加固前，在已剖開的外包鋼管內(nèi)均勻涂抹上結(jié)構(gòu)膠；4）將經(jīng)過步驟3）處理后的鋼管包在待加固網(wǎng)架桿件外，外包鋼管設(shè)置在待加固網(wǎng)架桿件的中部，外包鋼管和待加固網(wǎng)架桿件之間的結(jié)構(gòu)膠填充密實(shí)、不得漏膠；5）待結(jié)構(gòu)膠干固后，用碳纖維布或緊固部件箍住外包鋼管。優(yōu)點(diǎn)：通過增加待加固網(wǎng)架桿件的局部剛度（跨中附近），進(jìn)而起到增加桿件的整體承載能力的目的。
【IPC分類】E04G23/02
【公開號】CN104975726
【申請?zhí)枴緾N201510318990
【發(fā)明人】王永, 王浩, 張樹勛, 馮照平, 王寧, 宋巖, 閆修安, 朱泰偉, 王鵬, 王作家
【申請人】徐州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月12日