钢梁贯通孔补强方法技术

本发明专利技术公开了一种钢梁贯通孔补强方法，在钢梁的塑性区内开通孔；根据开孔位置、孔径确定出所需要的补强环的结构，将补强环焊接在所述通孔上。本发明专利技术适用于现代化工程实践的需要，解决了在塑性区内开通孔后补强的问题，扩大了补强方法的适用范围，不仅可以适用于普通的钢框架梁，还可以用于型钢混凝土柱（ＣＦＴ）钢梁、钢管混凝土柱（ＳＲＣ）钢梁、钢框架组合梁等形式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土木工程中的多层及高层钢结构补强方法，尤其涉及钢梁贯通孔补强方法。
技术介绍
现行《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)中规定：当圆形孔直径小于或等于1/3梁高时，可不予补强；当大于1/3梁高时，可用环形加劲肋加强，也可用套管或环形补强板加强。这几种补强措施只能设置在距梁端相当于梁高的范围外，而且要求孔口直径不得大于梁高的1/2。若要求在塑性区内开洞，必须开发一种贯通孔补强方法，以适应现代化工程实践的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的正是为了克服上述现有技术中的不足，提供一种在塑性区内开通孔后钢梁贯通孔补强方法。本专利技术是通过下述技术方案予以实现的：一种钢梁贯通孔补强方法，在钢梁的塑性区内开通孔；根据开孔位置、孔径确定出所需要的补强环的结构，将补强环焊接在所述通孔上；其中：所述孔和补强环应满足下述参数要求：①偏心量e≤12(23H-D);]]>②柱子边缘至通孔中心点的距离L≥0.7H-12(23H-D);]]>③补强环孔径D为：100～600mm；④孔径比DH≤0.5;]]>所述H为钢梁高度，所述补强环的外圆面设置有台阶，所述台阶的大圆直径为D3，所述台阶宽度为h1，高度为b1，补强环的宽度为h2，补强环的厚度为b2，补强环台阶上的顶圆与台阶的小圆之间为斜面，所述斜面的倾角为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时，h2＝20±4mm；II.300≤D≤600mm时，h2＝40±4mm；-->b1＝5～10mm，b2比需要补强的钢梁腹板厚度厚10mm左右。所述补强圆环通过正反两面与钢梁焊接。本专利技术的有益效果是：适用于现代化工程实践的需要，解决了在塑性区内开通孔后补强的问题，扩大了补强方法的适用范围，不仅可以适用于普通的钢框架梁，还可以用于型钢混凝土柱(CFT)钢梁、钢管混凝土柱(SRC)钢梁、钢框架组合梁等形式。附图说明图1是本专利技术实施的结构示意图；图2是本专利技术补强环的结构示意图；图3是图2的A部放大图；图4是图2的侧示意图；图5是补强环焊接示意图。附图标记：1、柱子，2、钢梁，3、补强环。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：如图1～图5所示，本专利技术一种钢梁贯通孔补强方法，首先根据设计要求，确定开孔直径以及开孔位置，根据开孔直径和位置确定补强环的具体尺寸，即厚度、内径、外径等相关参数。所选的补强环经过焊接加工技术最终形成新的钢梁，需要对其抗弯和抗剪承载力进行验算，以达到强度和使用功能的双重要求。具体方法为：在钢梁2的塑性区内开通孔；根据开孔位置、孔径确定出所需要的补强环3的结构，将补强环3焊接在所述通孔上；其中：所述孔和补强环应满足下述参数要求：①偏心量e≤12(23H-D);]]>②柱子1边缘至通孔中心点的距离L≥0.7H-12(23H-D);]]>③补强环孔径D为：100～600mm；④孔径比DH≤0.5]]>；所述H为钢梁2高度，所述补强环3的外圆面设置有台阶，所述台阶的大圆直径为D3，所述台阶宽度为h1，高度为b1，补强环3的宽度为h2，补强环3的-->厚度为b2，补强环3台阶上的顶圆与台阶的小圆之间为斜面，所述斜面的倾角为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时，h2＝20±4mm；II.300≤D≤600mm时，h2＝40±4mm；b1＝5～10mm，b2比需要补强的钢梁腹板厚度厚10mm左右；所述补强圆环3通过在I侧、II侧正反两面位置与钢梁焊接。以前关于钢梁补强措施都是要求补强部位必须位于钢梁塑性铰区外，而有时候有些管道、线路等必须要通过塑性铰区，这时塑性铰区外的补强技术就不能完全适用了。针对先前补强技术的这一缺点，该补强方法可以用于塑性铰区，只要符合相关尺寸要求就可以，这样就给设计人员带来了很大的方便。通过设计后，可以统计钢梁开洞的数量和大小，再根据工程要求按照本专利技术进行工业化、部品化生产。另外，就是该方法制作安装方便，高效，最后经过补强后的钢梁强度经过验算，可以满足强度和使用的双重要求。补强环3通过铸造成型，材料性能及加工制作必须满足现行中国工程建设标准化协会标准《铸钢节点技术规程》的要求。先根据设计要求在需要开孔的地方开好通孔，允许通孔公差15mm；安装补强环3时先放好位置，然后通过焊接I侧的外围上下左右四个边缘最高点先点焊进行初步固定；确定无误后，先进行焊接I侧的自动焊接，然后再进行焊接II侧的自动焊接，形成统一整体。尽管上面结合附图对本专利技术的优选实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本专利技术的保护范围之内。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢梁贯通孔补强方法，其特征在于，在钢梁的塑性区内开通孔；根据开孔位置、孔径确定出所需要的补强环的结构，将补强环焊接在所述通孔上；其中：所述孔和补强环应满足下述参数要求：①偏心量ｅ≤１／２（２／３Ｈ－Ｄ）；②柱子边缘至通孔中心点的距离Ｌ≥０．７Ｈ－１／２（２／３Ｈ－Ｄ）；③补强环孔径Ｄ为：１００～６００ｍｍ；④孔径比Ｄ／Ｈ≤０．５；所述Ｈ为钢梁高度，所述补强环的外圆面设置有台阶，所述台阶的大圆直径为Ｄ↓［３］，所述台阶宽度为ｈ↓［１］，高度为ｂ↓［１］，补强环的宽度为ｈ↓［２］，补强环的厚度为ｂ↓［２］，补强环台阶上的顶圆与台阶的小圆之间为斜面，所述斜面的倾角为α，Ｄ↓［３］≥２ｈ↓［１］＋２（ｂ↓［２］－ｂ↓［１］）ｔａｎα＋２ｈ↓［２］＋Ｄ，其中：ｈ↓［１］＝１２±２ｍｍ，α＝３０°±５°，ｈ↓［２］的取值：Ⅰ．１００≤Ｄ≤３００ｍｍ时，ｈ↓［２］＝２０±４ｍｍ；Ⅱ．３００≤Ｄ≤６００ｍｍ时，ｈ↓［２］＝４０±４ｍｍ；ｂ↓［１］＝５～１０ｍｍ，ｂ↓［２］比需要补强的钢梁腹板厚度厚１０ｍｍ左右。

【技术特征摘要】
1.一种钢梁贯通孔补强方法，其特征在于，在钢梁的塑性区内开通孔；根据开孔位置、孔径确定出所需要的补强环的结构，将补强环焊接在所述通孔上；其中：所述孔和补强环应满足下述参数要求：①偏心量e≤12(23H-D);]]>②柱子边缘至通孔中心点的距离L≥0.7H-12(23H-D);]]>③补强环孔径D为：100～600mm；④孔径比DH≤0.5;]]>所述H为钢梁高度，所述补强环的外圆面设置有台阶，所述台阶的大圆直径为D3，所述台阶宽度为h1...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩庆华，杨志，金明昌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]