一种钢立柱的替换结构的制作方法

1.本实用新型属于建筑结构技术领域，特别涉及一种钢立柱的替换结构。


背景技术：

2.所有建(构)筑物在设计时都有明确的设计使用年限，当达到设计使用年限时，整体结构基本完好仍考虑继续服役时，结构就需要经过检测和鉴定。或者建(构)筑物在使用过程中由于管理维护不当、用途改变或者遭遇超越正常设计规范范围之后的地震、碰撞等荷载时，结构也需要经过检测和鉴定，判断建(构)筑物后续服役的可能性。经过综合评判之后，再确定是否可以继续服役，或者加固后服役，或者直接考虑拆除等。
3.对于已有建(构)筑物的加固，主体结构安装常规加固方案无法保证整体结构安全的情况也时有发生。此时，需要考虑整体拆除。而拆除主体结构必须要搭建临时支撑，由于已有建(构)筑物的空间布局受限，可能导致临时支撑搭建难度较大，或者根本无法搭建，从而加固方案无法实施。
4.针对上述问题，急需开发一种保证主体结构安全的钢立柱的替换结构。


技术实现要素：

5.为了至少解决上述的现有技术中的建(构)筑物的加固方案不易实施的问题，本实用新型提供如下技术方案：一种钢立柱的替换结构，所述替换结构包括：左半管、与所述左半管相对的右半管和加劲固定板；
6.所述左半管与所述右半管相互配合外包于所述钢立柱后对接为一个整管；
7.所述加劲固定板沿所述整管的轴向放置，所述加劲固定板宽度方向的一端与所述钢立柱的水平方向的轮廓相接触，所述加劲固定板宽度方向的另一端与所述左半管或所述右半管的内壁固定连接。
8.优选的，所述钢立柱的两侧分别设置有一个所述加劲固定板。
9.优选的，所述钢立柱为工字钢立柱，包括：上翼缘、腹板和下翼缘，所述腹板的一端与所述上翼缘的一侧中部固定连接，所述腹板的另一端与所述下翼缘的一侧中部固定连接；
10.所述上翼缘的另一侧的两个边缘分别与所述左半管的内壁、所述右半管的内壁相接触；
11.所述下翼缘的另一侧的两个边缘分别与所述左半管的内壁、所述右半管的内壁相接触；
12.所述腹板的两侧分别与所述加劲固定板的宽度方向的一端相接触。
13.优选的，所述钢立柱为工字钢立柱，包括：上翼缘、腹板和下翼缘，所述腹板的一端与所述上翼缘的一侧中部固定连接，所述腹板的另一端与所述下翼缘的一侧中部固定连接；
14.所述上翼缘的另一侧的两个边缘均与所述左半管的内壁或所述右半管的内壁相
接触；
15.所述下翼缘的另一侧的两个边缘均与所述右半管的内壁或所述左半管的内壁相接触；
16.一个所述加劲固定板宽度方向的一端与所述左半管的内壁中部固定连接，另一端与所述上翼缘或者所述腹板的任一位置相接触，另一个所述加劲固定板宽度方向的一端与所述右半管的内壁中部固定连接，另一端与所述下翼缘或者所述腹板的任一位置相接触。
17.优选的，所述左半管和所述右半管上均设置有坡口，所述左半管和所述右半管通过坡口焊接成一个整管。
18.优选的，所述加劲固定板的宽度方向与所述整管的径向一致。
19.优选的，沿所述钢立柱的轴向，间隔设置有多个所述加劲固定板。
20.优选的，所述钢立柱为圆钢管、双角钢、双槽钢、方钢中的一种。
21.优选的，所述加劲固定板的宽度等于所述整管的半径减去所述腹板厚度的一半。
22.优选的，在所述左半管和所述右半管的内壁的中点固定连接有所述加劲固定板，以使左半管和所述右半管均能够唯一定位。
23.本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
24.本实用新型通过在待加固钢立柱的外围增加钢管，替换原钢立柱，达到对原不安全结构体系加固的目的。当钢立柱作为主体受力结构且安全性鉴定评级不符合标准且显著影响承载能力时，同时常规加固方案无法满足要求而整体拆除前的临时支撑结构搭建难度大或者无法搭建，本替换结构可以快速完成结构受力构件替换，完成结构体系的加固；
25.本实用新型采用直接替换而非拆除的解决方案。这种替换方法不同于对构件进行补强的直接加固法，也并未采用改变结构体系此类复杂的间接加固法，不拆除原结构构件，不搭建临时支撑结构。现场实施过程简单，施工质量可控，避免了受限空间临时支撑结构的搭设，安全可靠。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例提供的一种钢立柱的替换结构的俯视结构示意图；
27.图中：1、工字钢立柱；101、上翼缘；102、腹板；103、下翼缘；2、左半管；3、加劲固定板；4、右半管；5、坡口。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
29.在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
30.请参阅图1，本实用新型提供一种钢立柱的替换结构，替换结构包括：左半管2、与左半管2相对的右半管4和加劲固定板3。左半管2与右半管4相互配合外包于钢立柱后对接为一个整管，通过在钢立柱的外围增加整管，对钢立柱进行整体替换，达到加固结构体系的目的。此处说的整管包括圆管、方管等常见形状的管材。加劲固定板3沿整管的轴向方向放置，加劲固定板3宽度方向的一端与钢立柱的水平方向的轮廓相接触，加劲固定板3宽度方向的另一端与左半管2或右半管4的内壁固定连接。也就是说在钢立柱的两侧均有加劲固定板3支撑，目的是防止左半管2或右半管4发生转动影响现场安装、焊接，整管闭合工作的进行。
31.在钢立柱的两侧分别设置有一个加劲固定板，也就是说一个加劲固定板3位于左半管2与钢立柱之间，另一个加劲固定板3位于右半管4与钢立柱之间，从而防止左半管2和右半管4发生转动。
32.实施例一
33.参照图1所示，钢立柱为工字钢立柱1，包括：上翼缘101、腹板102和下翼缘103，腹板102的一端与上翼缘101的一侧中部固定连接，腹板102的另一端与下翼缘103的一侧中部固定连接，此处的固定连接可以是焊接或者是本领域常用的加工手段均可。上翼缘101的另一侧的两个边缘，一个边缘与左半管2的内壁相接触(第一个接触点)，另一个边缘与右半管4的内壁相接触(第二个接触点)。下翼缘103的另一侧的两个边缘，一个边缘与左半管2的内壁相接触(第一个接触点)，另一个边缘与右半管4的内壁相接触(第二个接触点)，即左半管2和右半管4相互配合从外围将整个工字钢立柱1的包住，并且左半管2和右半管4与钢立柱之间均存在2个接触点。由于钢立柱与左半管2或右半管4之间仅存在两点接触，安装的时候左半管2和右半管4存在转动的情况，根据三角形的稳定性的原理，本实用新型在钢立柱与左半管2之间、钢立柱与右半管4之间再增加一个第三接触点，所以在腹板102的两侧分别与加劲固定板3的宽度方向的一端相接触，也就是腹板102的两侧各放置了一个加劲固定板3，两个加劲固定板3从两侧同时抵接腹板102(第三接触点)，通过设置加劲固定板3可以防止左半管2和右半管4转动，便于进行安装、焊接，整管闭合工作。左半管2和右半管4组成的整管与加劲固定板3相互配合，完成了工字钢立柱1的替换。
34.实施例二
35.钢立柱为工字钢立柱1，包括：上翼缘101、腹板102和下翼缘103，腹板102的一端与上翼缘101的一侧中部固定连接，腹板102的另一端与下翼缘103的一侧中部固定连接，此处的固定连接可以是焊接或者是本领域常用的加工手段均可。上翼缘101的另一侧的两个边缘均与左半管2的内壁或右半管4的内壁相接触，下翼缘103的另一侧的两个边缘均与右半管4的内壁或左半管2的内壁相接触(第一个、第二个接触点)，即一种情况是，当钢立柱(上翼缘101)与左半管2的内壁同时存在两点接触的时候，钢立柱(下翼缘103)与右半管4的内壁也是两点接触，另一种情况是，当钢立柱(上翼缘101)与右半管4的内壁存在两点接触的时候，钢立柱(下翼缘103)与左半管2的内壁也是两点接触。这两种情况的接触点位置不同，主要是因为顺时针或逆时针旋转了左半管2和右半管4，目的是寻找一个便于将左半管2和右半管4焊接在一起的适当位置。虽然接触点的位置发生了变化，但都实现了从外围将整个工字钢立柱1包住，达到加固结构体系的目的。不足的是由于钢立柱与左半管2和右半管4之间仅存在两点接触，安装的时候左半管2和右半管4还会存在转动的情况，根据三角形的稳
定性的原理，本实用新型在钢立柱与左半管2之间、钢立柱与右半管4之间再增加一个第三接触点，具体的是，位于钢立柱1一侧的加劲固定板3宽度方向的一端与左半管2的内壁中部固定连接，加劲固定板3的另一端与上翼缘101或者腹板102的任一位置相接触，位于钢立柱1另一侧的加劲固定板3宽度方向的一端与右半管4的内壁中部固定连接，加劲固定板3的另一端与下翼缘103或者腹板102的任一位置相接触。这其实也是在寻找到左半管2和右半管4的适宜焊接点以后的安装钢立柱的过程。第三个接触点是通过加劲固定板3实现的，加劲固定板3的位置跟着左半管2或右半管4变化，首先左半管2和右半管4均是根据现场便于焊接的位置顺时针、逆时针随意转动角度，根据最终确定的位置。然后，两个加劲固定板3的一端均从左半管2和右半管4的内壁中部的位置固定引出，其中一个加劲固定板3的另一端接触到上翼缘101或腹板102的任一位置，而另外一个加劲固定板3的另一端接触到下翼缘103或腹板102的任一位置，这样左半管2和右半管4均与钢立柱存在三个接触点，防止左半管2和右半管4存在转动，实现了左半管2和右半管4的唯一准确定位，并且三个接触点比较稳定。左半管2和右半管4组成的整管与加劲固定板3相互配合，完成了工字钢立柱1的替换。
36.实施例二与实施例一的区别在于，在实施例一中，上翼缘101的另一侧的两个边缘，一个边缘与左半管2的内壁相接触，另一个边缘与右半管4的内壁相接触，下翼缘103的另一侧的两个边缘，一个边缘与左半管2的内壁相接触，另一个边缘与右半管4的内壁相接触，腹板102的两侧分别与加劲固定板3的宽度方向的一端相接触。而在实施例二中，上翼缘101的另一侧的两个边缘均与左半管2的内壁或右半管4的内壁相接触；下翼缘103的另一侧的两个边缘均与右半管4的内壁或左半管2的内壁相接触，一个加劲固定板3宽度方向的一端与左半管2的内壁中部固定连接，另一端与上翼缘101或者腹板102的任一位置相接触，另一个加劲固定板3宽度方向的一端与右半管4的内壁中部固定连接，另一端与下翼缘103或者腹板102的任一位置相接触。由于存在这些区别，左半管2和右半管4与钢立柱的接触点的位置发生了变化，根据实际情况调整，便于在施工现场焊接左半管2和右半管4，同时使得加劲固定板3与钢立柱的接触点的位置不再局限于102腹板的中部，也更加灵活和实用，便于安装、焊接、整管闭合工作的进行。实施例二与实施例一相当于顺时针或逆时针转动整管。
37.为了替换原钢立柱，将原钢立柱紧紧包住，左半管2和右半管4上均加工出位置相互匹配的坡口5，左半管2和右半管4通过坡口5焊接成一个整管。
38.进一步的，钢立柱为圆钢管、双角钢、双槽钢、方钢中的一种。
39.加劲固定板3的宽度方向与整管的径向一致，也就是说加劲固定板3的长度端面与整管的长度端面平行，即加劲固定板3垂直于左半管2和右半管4的内壁。
40.当钢立柱的长度足够长时，沿钢立柱的轴向，间隔设置有多个加劲固定板3，鉴于加劲固定板3仅仅起到定位的作用，即使左半管2和右半管4的位置固定，不发生转动，因此在高度上可以不通长布置，间隔布置即可，建议可考虑间距1.5m布置一块，高度500mm，多个加劲固定板3可以给钢立柱提供均匀的支撑力。替换后的钢立柱需要重新与原支撑、横梁等结构再次进行连接。
41.进一步的，钢立柱为圆钢管、双角钢、双槽钢、方钢中的一种，本实用新型中的钢立柱几乎涵盖日常建筑物上常用的几种类型。
42.进一步的，加劲固定板3的宽度等于整管的半径减去腹板102厚度的一半，这是由于加劲固定板3的宽度方向与整管的径向一致，所以加劲固定板3的宽度可以通过计算得
到。
43.进一步地，在左半管2和右半管4的内壁的中点固定连接有加劲固定板3，通过加劲固定板3，左半管2、右半管4均能够实现唯一定位，避免发生转动，便于安装、焊接，整管闭合。
44.本实用新型还提供一种使用上述钢立柱的替换结构的方法，包括以下步骤：
45.替换前的准备工作，即准备替换钢立柱的材料：准备能构成一个整管的左半管2和右半管4，在左半管2和右半管4的内壁固定连接有加劲固定板3，此处的固定连接可以是焊接，加劲固定板3沿整管的轴向设置。
46.进一步地，在左半管2和右半管4的内壁的中点固定连接有加劲固定板3即此时加劲固定板3正好垂直于钢立柱。
47.将左半管2从钢立柱的一侧逐渐靠近钢立柱，使左半管2的内壁和加劲固定板3与钢立柱水平方向的一侧的轮廓接触，将右半管4从钢立柱的另一侧逐渐靠近钢立柱，使右半管4的内壁和加劲固定板3与钢立柱水平方向的另一侧的轮廓接触，通过挪动带有加劲固定板3的左半管2、右半管4与钢立柱之间的位置，使得右半管4和左半管2的两端对接为一个整管将钢立柱包住。
48.进一步地连接：将左半管2和右半管4相对的两端通过焊接连接，具体的是指将左半管2和右半管4相对的两端通过坡口5焊连接为一个整管。整管与加劲固定板3相互配合实现对钢立柱的替换。
49.由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。