一種鋼牛腿柱的抗疲勞加固裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種鋼牛腿柱的抗疲勞加固裝置，在鋼牛腿的上翼緣板和鋼柱的翼緣板之間利用粘鋼膠粘結有L型鋼板，其中上翼緣板的上表面和鋼柱的翼緣板之間設有一塊L型鋼板，上翼緣板的下表面和鋼柱的翼緣板之間設有關于鋼牛腿的腹板對稱并與其緊鄰設置的兩塊L型鋼板；在豎向加勁肋與上翼緣板之間利用粘鋼膠粘結有分別關于豎向加勁肋和鋼牛腿的腹板對稱設置四塊L型鋼板。通過在鋼牛腿和鋼柱的連接位置處設置L型鋼板，能夠起到降低焊縫處水平應力的作用；在鋼牛腿上與吊車梁對應的位置處設置L型鋼板并在鋼牛腿的上表面上鋪設含橡膠顆粒的瀝青混凝土板，能夠在鋼吊車梁和鋼牛腿之間形成緩沖作用層，從而提高其抗損傷性能。

Fatigue strengthening device for steel corbel column

The invention relates to an anti fatigue reinforcement device of steel bracket column, between the steel bracket flange and steel column flange by sticking steel bonded L plate, a L plate is arranged between the upper surface and the flange of the steel column flange, between the flange of the lower surface and steel the flange is provided with a column of steel corbel web and its adjacent to two block symmetric L type plate set; between vertical stiffening rib and the flange of the steel bonded web are symmetrical about the vertical stiffener and steel bracket provided with four L shaped plate. By setting the L type steel plate in steel bracket and steel column connection position, can decrease the level of weld stress; positions corresponding to the crane beam of the steel bracket arranged on the L plate and the steel bracket on the upper surface of the paving asphalt concrete plate with rubber particles, can form a buffer the role layer between the steel crane beam and steel corbel, thereby improving the anti damage performance.

【技術實現步驟摘要】
一種鋼牛腿柱的抗疲勞加固裝置
本專利技術涉及一種鋼牛腿柱的抗疲勞加固裝置，適用于鋼結構工業廠房的

技術介紹
鋼牛腿柱是工業廠房建筑中一個非常重要的結構構件,具有施工方法簡單、工期短、理論計算可靠、截面小承載力高等優點，其作為傳力構件常用于建構(筑)物的連接部位，在大跨度空間結構體系中起著重要作用。在鋼結構的工業廠房建筑物中，牛腿與立柱連接，吊車梁置于牛腿上。在吊車梁的上部設有軌道，供吊車行進使用。如圖1和2所示，顯示了現有技術中典型的鋼牛腿柱的結構裝配圖，包括鋼柱10和鋼牛腿20。鋼柱10為通長無截斷的工字鋼，在鋼柱10和鋼牛腿20的連接節點處設有上加勁板11和下加勁板12。上加勁板11和下加勁板12各兩塊，分別設置在鋼柱10的腹板兩側。位于腹板同側的上加勁板11和下加勁板12之間設有與鋼柱10的腹板平行的豎向加強板13和沿對角線分布的斜撐板14。斜撐板14緊鄰豎向加強板13設置。鋼牛腿20包括上翼緣板21、下翼緣板22、腹板23和豎向加勁肋24，上翼緣板21與上加勁板11齊平設置，下翼緣板22傾斜設置，其與上翼緣板21之間形成的銳角為30-45°。豎向加勁肋24垂直于上翼緣板21設置。在相鄰的兩個牛腿柱上設置有吊車梁30，吊車梁30直接放置在與豎向加勁肋24對應的位置。鋼柱10和鋼牛腿20之間的連接通過將上翼緣板21、下翼緣板22和腹板23焊接到鋼柱10的翼緣板上實現。圖1中的A-A面為沿上翼緣板21和上加勁板11的平面。現有技術中的上述牛腿柱在應用過程中會經常發生疲勞破壞的現象，疲勞裂紋通常出現在上翼緣板21與鋼柱10的翼緣板的焊接位置。另外，豎向加勁肋24與上翼緣板21的焊接位置也經常會出現損傷裂紋。由于使用過程中，上翼緣板21與鋼柱10的翼緣板的焊接位置處于受拉狀態，焊縫容易發生疲勞損傷。而豎向加勁肋24與上翼緣板21的焊接位置由于吊車梁30的負荷也比較容易發生損傷。實踐表明損壞的牛腿柱中，80-90％是由于疲勞失效，而非強度失效。由此可見，疲勞問題是鋼結構工業廠房中存在的最大問題，然而現有技術中的鋼結構抗疲勞加固裝置如焊接、螺栓連接均存在一定的局限性，例如焊接會導致焊縫缺陷和殘余應力、容易產生新的疲勞裂紋源、施工難度大、質量難以保證等，螺栓連接需要在原結構上開孔從而削弱截面、容易發生應力集中、受限于作業空間、容易應力松弛等。如何對現有技術中的上述結構進行抗疲勞加固成為本領域亟待解決的技術問題。
技術實現思路
本專利技術為了克服現有技術中的上述缺陷，提出了一種鋼牛腿柱的抗疲勞加固裝置，鋼牛腿柱包括鋼柱和鋼牛腿，在鋼柱和鋼牛腿的連接節點處設有上加勁板和下加勁板，上加勁板和下加勁板各兩塊，分別設置在鋼柱的腹板兩側；位于腹板同側的上加勁板和下加勁板之間設有與鋼柱的腹板平行的豎向加強板和沿對角線分布的斜撐板，斜撐板緊鄰豎向加強板設置；鋼牛腿包括上翼緣板、下翼緣板、腹板和豎向加勁肋，上翼緣板與上加勁板齊平設置，下翼緣板傾斜設置，下翼緣板與上翼緣板之間形成的銳角為30-45°，豎向加勁肋垂直于上翼緣板設置，上翼緣板、下翼緣板和腹板焊接到鋼柱的翼緣板上；在鋼牛腿的上翼緣板和鋼柱的翼緣板之間利用粘鋼膠粘結有第一類L型鋼板，其中上翼緣板的上表面和鋼柱的翼緣板之間設有一塊第一類L型鋼板，上翼緣板的下表面和鋼柱的翼緣板之間設有關于鋼牛腿的腹板對稱并與其緊鄰設置的兩塊第一類L型鋼板；在豎向加勁肋與上翼緣板之間利用粘鋼膠粘結有分別關于豎向加勁肋和鋼牛腿的腹板對稱設置的四塊第二類L型鋼板。優選地，設置在上翼緣板的上表面和鋼柱的翼緣板之間的第一類L型鋼板的寬度與上翼緣板的寬度相等，與鋼柱的翼緣板粘結的第一類L型鋼板的分肢、與上翼緣板粘結的第一類L型鋼板的分肢、以及上翼緣板的長度之比為1.5:1:5。優選地，粘鋼膠由A組分和B組分按照質量比為3.8:1混合均勻制成，其中的A組分由雙酚A型環氧樹脂45份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷12份、液體丙烯酸酯橡膠10份、環氧丙烷丁基醚3份組成；B組分由芳香胺與脂環胺復合改性固化劑25份、碳化硅粉末13份、氣相二氧化硅觸變劑17份、聚酰胺28份、膨潤土4份組成；將L型角鋼粘貼到鋼牛腿柱的施工過程包括以下步驟：(1)對待粘貼的部位進行清掃和打磨，以去除表面雜質；(2)將上述A組分放入反應釜中混合均勻后加熱至80℃，將混合均勻后的B組分加入反應釜中并充分攪拌，然后加熱至125℃使各組分充分反應后冷卻至62℃制成粘鋼膠備用；(3)在待粘貼位置處涂刷一層界面劑，然后將溫度在62℃的粘鋼膠涂抹在待粘貼位置處，使用量為5.6千克/平米；(4)等待30-50秒，將L型角鋼粘貼到吊車梁上翼緣和腹板，并在2MPa的壓力下保持至少半小時；(5)撤去壓力后靜置24小時，使得粘鋼膠充分固化。優選地，在鋼牛腿的上翼緣板上、與豎向加勁肋對應的位置設有含橡膠顆粒的預制瀝青混凝土板。優選地，預制瀝青混凝土板采用石油瀝青、雙酚A型環氧樹脂和水泥作為主粘結材料，由石油瀝青、雙酚A型環氧樹脂、聚酰胺固化劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、粒徑在1-2.5mm的丁苯橡膠顆粒、粒徑在3-5mm的碎石子、細度為50-60目的碳化硅粉末、水泥、長度為13-25mm的碳纖維、粉煤灰組成，制備時分別制備第一組分和第二組分，第一組分和第二組分的質量比為1：1.6，其中：第一組分由石油瀝青、雙酚A型環氧樹脂、聚酰胺固化劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷按照質量比為1：0.6：0.15：0.08：0.05組成；第二組分由粒徑為1-2.5mm的丁苯橡膠顆粒、粒徑為3-5mm的碎石子、碳化硅粉末、水泥、碳纖維、粉煤灰按照質量比為1：1：0.3：0.15：0.1：0.26組成；所述預制瀝青混凝土板的制備過程如下：(1)在反應釜中將石油瀝青和雙酚A型環氧樹脂混合加熱至135℃，然后間隔35-40秒依次加入甲基丙烯酸縮水甘油酯增韌劑、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和聚酰胺固化劑，充分攪拌后加熱至150℃，制得第一組分備用；(2)將第二組分中的各組分按照對應的質量比混合均勻；(3)將第一組分加熱至160℃后，放入第二組分，并混合攪拌均勻后再次加熱至160℃，將瀝青混凝土澆筑在制板模具中，瀝青混凝土的澆筑溫度為152-155℃，澆筑后振搗壓實；(4)自然冷卻、干燥后從制板模具中取出。采用本專利技術的抗疲勞加固裝置，能夠顯著提高現有技術中鋼牛腿柱的抗疲勞性能。首先，通過在鋼牛腿和鋼柱的連接位置處設置L型鋼板，能夠起到降低焊縫處水平應力的作用，從而降低焊縫的應力水平，提高其抗疲勞性能。其次，在鋼牛腿上與吊車梁對應的位置處設置L型鋼板并在鋼牛腿的上表面上鋪設含橡膠顆粒的瀝青混凝土板，能夠在鋼吊車梁和鋼牛腿之間形成緩沖作用層，從而提高其抗損傷性能。附圖說明圖1顯示了現有技術中鋼牛腿柱的結構裝配圖。圖2顯示了圖1中的A-A面剖視圖。圖3顯示了鋼牛腿和鋼柱之間的抗疲勞加固裝置的示意圖。圖4顯示了豎向加勁肋處的加固裝置的示意圖。圖5顯示了豎向加勁肋處的加固裝置的優選實施例的示意圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本專利技術的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼牛腿柱的抗疲勞加固裝置，所述鋼牛腿柱包括鋼柱和鋼牛腿，在所述鋼柱和所述鋼牛腿的連接節點處設有上加勁板和下加勁板，所述上加勁板和所述下加勁板各兩塊，分別設置在所述鋼柱的腹板兩側；位于腹板同側的上加勁板和下加勁板之間設有與所述鋼柱的腹板平行的豎向加強板和沿對角線分布的斜撐板，所述斜撐板緊鄰所述豎向加強板設置；所述鋼牛腿包括上翼緣板、下翼緣板、腹板和豎向加勁肋，所述上翼緣板與所述上加勁板齊平設置，所述下翼緣板傾斜設置，所述下翼緣板與所述上翼緣板之間形成的銳角為30?45°，所述豎向加勁肋垂直于所述上翼緣板設置，所述上翼緣板、所述下翼緣板和所述腹板焊接到所述鋼柱的翼緣板上；其特征在于：在所述鋼牛腿的上翼緣板和所述鋼柱的翼緣板之間利用粘鋼膠粘結有第一類L型鋼板，其中所述上翼緣板的上表面和所述鋼柱的翼緣板之間設有一塊第一類L型鋼板，所述上翼緣板的下表面和所述鋼柱的翼緣板之間設有關于所述鋼牛腿的腹板對稱并與其緊鄰設置的兩塊第一類L型鋼板；在所述豎向加勁肋與所述上翼緣板之間利用粘鋼膠粘結有分別關于所述豎向加勁肋和所述鋼牛腿的腹板對稱設置的四塊第二類L型鋼板。

【技術特征摘要】
1.一種鋼牛腿柱的抗疲勞加固裝置，所述鋼牛腿柱包括鋼柱和鋼牛腿，在所述鋼柱和所述鋼牛腿的連接節點處設有上加勁板和下加勁板，所述上加勁板和所述下加勁板各兩塊，分別設置在所述鋼柱的腹板兩側；位于腹板同側的上加勁板和下加勁板之間設有與所述鋼柱的腹板平行的豎向加強板和沿對角線分布的斜撐板，所述斜撐板緊鄰所述豎向加強板設置；所述鋼牛腿包括上翼緣板、下翼緣板、腹板和豎向加勁肋，所述上翼緣板與所述上加勁板齊平設置，所述下翼緣板傾斜設置，所述下翼緣板與所述上翼緣板之間形成的銳角為30-45°，所述豎向加勁肋垂直于所述上翼緣板設置，所述上翼緣板、所述下翼緣板和所述腹板焊接到所述鋼柱的翼緣板上；其特征在于：在所述鋼牛腿的上翼緣板和所述鋼柱的翼緣板之間利用粘鋼膠粘結有第一類L型鋼板，其中所述上翼緣板的上表面和所述鋼柱的翼緣板之間設有一塊第一類L型鋼板，所述上翼緣板的下表面和所述鋼柱的翼緣板之間設有關于所述鋼牛腿的腹板對稱并與其緊鄰設置的兩塊第一類L型鋼板；在所述豎向加勁肋與所述上翼緣板之間利用粘鋼膠粘結有分別關于所述豎向加勁肋和所述鋼牛腿的腹板對稱設置的四塊第二類L型鋼板。2.根據權利要求1所述的抗疲勞加固裝置，其特征在于：設置在所述上翼緣板的上表面和所述鋼柱的翼緣板之間的所述第一類L型鋼板的寬度與所述上翼緣板的寬度相等，與鋼柱的翼緣板粘結的所述第一類L型鋼板的分肢、與所述上翼緣板粘結的所述第一類L型鋼板的分肢、以及所述上翼緣板的長度之比為1.5:1:5。3.根據權利要求1或2所述的抗疲勞加固裝置，其特征在于：所述粘鋼膠由A組分和B組分按照質量比為3.8:1混合均勻制成，其中的A組分由雙酚A型環氧樹脂45份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷12份、液體丙烯酸酯橡膠10份、環氧丙烷丁基醚3份組成；B組分由芳香胺與脂環胺復合改性固化劑25份、碳化硅粉末13份、氣相二氧化硅觸變劑17份、聚酰胺28份、膨潤土4份組成；將L型角鋼粘貼到鋼牛腿柱的施工過程包括以下步驟：(1)對待粘貼的部位進行清掃和打磨，以去除表面雜質；(2)將上述A組分放入反應釜中混合均勻后加熱至80℃，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：常好誦，趙曉青，
申請(專利權)人：中冶建筑研究總院有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11