技术摘要：
本发明公开了一种建筑钢结构的加固改造结构及方法，改造方法包括以下步骤：预制U型加固部件；将U型加固部件安装在原钢结构钢柱的外周；在U型加固部件的侧边敞口补装纵向钢筋和箍筋；在补装的纵向钢筋和箍筋的外侧安装封板，使封板与呈U型的外定型模板形成整体的浇筑模  全部
背景技术：
20世纪80年代开始，我国兴建了一批钢结构工业建筑、公共建筑及民用建筑。经调 查发现，即将进入服役期的既有钢结构建筑大都出现了不同程度的损坏，严重影响了既有 钢结构建筑的安全性和正常使用性，同时由于升级改造方法不当，出现了倒塌等重大安全 事故。因此，研究如何对既有钢结构建筑进行加固改造，是亟待解决的技术难题。 由于钢结构具有焊接方便的特点，目前常常采用增大截面法进行焊接加固。公开 号为CN109779277A的中国发明专利公开了一种钢结构厂房增大截面法焊接加固施工方法， 先根据钢结构厂房上被加固构件的分布分段预制T型钢，然后将T型钢吊运至对应的被加固 构件的翼缘外侧并在T型钢沿线设置U型卡，U型卡一端贴在被加固构件的翼缘内侧、另一端 与T型钢的翼缘外侧存在间隙，然后在间隙内放入楔体并锤击楔体，使得U型卡将被加固构 件的翼缘外侧与T型钢的腹板端面贴紧，最后将T型钢的腹板端部两侧与被加固构件的翼缘 外侧焊接固定。该方法采用高空原位加固，通过U型卡和楔体实现了加固件和被加固构件的 顶紧。但是这种焊接加固的方法存在很多缺陷： 其一、采用焊接加固对原钢结构损伤大，焊接时将大幅提升原有钢结构构件的局 部温度，降低钢构件承载力，进而引起结构整体承载力破坏或构件失稳破坏，安全性较低； 其二、钢结构焊接的工作量大、操作面小、加固周期长； 其三、该加固方法仅适用于宽翼缘型钢的加固，不适于窄翼缘型钢、圆管及箱形等 构件的加固； 其四、加固现场需要使用大型的吊车设备，增加加固改造的成本； 其五、该加固方法现场拼装难度大，安装精度、焊接质量等问题难以保证。 现有技术中还有利用外包钢筋混凝土对钢结构进行加固的方法，例如公告号为 CN208415984U的中国专利公开了一种钢柱外包钢筋混凝土加固结构，包括既有钢柱、箍筋、 纵筋、混凝土柱。所述既有钢柱为钢结构的矩形柱。所述纵筋为矗立在既有钢柱四角的钢结 构钢筋。所述箍筋为通过铁丝连接在纵筋表面的钢结构钢筋，与纵筋形成一个长方体结构 的钢筋网框架。所述混凝土柱为水泥砂浆灌注在箍筋和纵筋通过铁丝连接所组成的钢筋网 框架上而成。这种钢柱外包混凝土加固结构，能在不破坏原结构的情况下，提高钢柱外包钢 筋混凝土结构建筑抗压承载力。 但是，在混凝土浇筑时，需支拆模板，所需加固周期长；而且采用封闭式箍筋，受到 钢柱外伸牛腿的限制，增加了箍筋穿入原钢柱的施工难度。因此，需要设计一种对原钢结构 扰动小、加固方法采用支承装置少、施工难度低、可实施性强的建筑钢结构的加固改造结构 及方法。 3 CN 111608414 A 说　明　书 2/7 页
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建筑钢结构的加固改造结构及方法，以解 决现有钢结构加固方法存在的对原钢结构扰动大或采用支承装置多，施工难度大，可实施 性差的技术问题。 为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下： 第一方面，本发明提出了一种建筑钢结构的加固改造结构，包括： 钢柱，为原钢结构的既有钢柱； U型加固部件，包括具有侧边敞口的U型钢筋笼和连接在所述U型钢筋笼外侧的外 定型模板；所述外定型模板的侧边敞口与所述U型钢筋笼的侧边敞口对应设置；所述钢柱可 自所述U型钢筋笼的侧边敞口伸进所述U型钢筋笼的内部空腔中； 补装钢筋网架，包括连接于所述U型钢筋笼的侧边敞口处、并与所述U型钢筋笼配 合形成闭合的柱形钢筋笼的后补钢筋网架，以及连接于所述外定型模板的侧边敞口处、并 与所述外定型模板形成封闭浇筑模板的封板； 混凝土柱，浇筑成型于所述钢柱、所述柱形钢筋笼和所述浇筑模板之间的柱形空 间中。 进一步地，所述后补钢筋网架包括矗立在所述U型钢筋笼设有侧边敞口的一侧边 上的多根后补纵向钢筋、以及用于连接多根后补纵向钢筋的后补箍筋；所述后补箍筋的两 端焊接固定于所述U型钢筋笼。 另一方面，本发明提出了一种建筑钢结构的加固改造方法，包括以下步骤： 1)预制U型加固部件：采用多根纵向钢筋和U型箍筋制作具有侧边敞口的U型钢筋 笼，在U型钢筋笼的外侧连接整体呈U型的外定型模板，所述外定型模板的侧边敞口与所述U 型钢筋笼的侧边敞口对应设置； 2)安装U型加固部件：推动U型加固部件，使钢结构的钢柱自所述U型加固部件的侧 边敞口进入所述U型钢筋笼的内部空腔中； 3)补装纵向钢筋和箍筋：在U型钢筋笼具有侧边敞口的一侧补装纵向钢筋和箍筋， 并将箍筋固定在U型箍筋上，补装的纵向钢筋和箍筋封堵所述U型加固部件的侧边敞口； 4)安装封板：在补装的纵向钢筋和箍筋的外侧安装封板，使封板与呈U型的外定型 模板形成整体的浇筑模板； 5)浇筑混凝土：向浇筑模板内浇筑混凝土，对混凝土进行养护使浇筑的混凝土硬 化。 进一步地，在所述预制U型加固部件的步骤中，所述U型加固部件在工厂预制成型， 然后运输至施工现场。 进一步地，在所述预制U型加固部件的步骤中，所述纵向钢筋和所述U型箍筋通过 钢丝连接，所述U型钢筋笼通过角部的连接钢板或角钢连接所述外定型模板。 进一步地，在所述安装U型加固部件的步骤之后，还包括：对U型加固部件进行定位 和临时支撑。 进一步地，在所述补装纵向钢筋和箍筋的步骤中，补装箍筋的两端分别通过焊接 与U型箍筋固定连接。 进一步地，在所述安装封板的步骤中，所述封板和所述外定型模板的连接部位通 4 CN 111608414 A 说　明　书 3/7 页 过纵向间隔设置的自攻螺钉固定连接，以形成稳固的浇筑模板。 进一步地，所述浇筑模板上设有浇筑口，混凝土经过所述浇筑口进入所述浇筑模 板的内部。 进一步地，所述外定型模板和所述封板均采用镀锌钢板。 本发明技术方案，具有如下优点： 1.本发明提供的建筑钢结构的加固改造结构，采用外包钢筋混凝土对原钢结构的 钢柱进行加固的结构形式，可以很好提高钢柱的抗压承载力；整个加固过程无需在原钢结 构的钢柱上进行焊接操作，也无需在原钢结构的钢柱上打孔，加固过程中对原钢结构造成 的扰动小，避免了现有建筑钢结构改造时因受到扰动而发生失稳的问题；另一方面，由于加 固结构的钢筋网架结构由具有侧边敞口的U型钢筋笼和后补钢筋网架组成，可以不受钢柱 外伸牛腿的限制，大大降低了将柱形钢筋笼安装在钢柱上的施工难度，可实施性强。 2.本发明提供的建筑钢结构的加固改造结构，由后补纵向钢筋和后补箍筋组成的 后补钢筋网架，可以根据钢柱长度以及钢柱上是否有外伸牛腿及外伸牛腿在钢柱上的位置 及大小，选择后补纵向钢筋的长度，两端后补纵向钢筋之间可以形成供钢柱上外伸牛腿向 外伸出的空间，从而可以不受钢柱外伸牛腿的限制；而且推动U型加固部件，钢结构的钢柱 可以自U型加固部件的侧边敞口进入U型钢筋笼的内部空腔中，然后补装后补钢筋网架，即 可形成闭合的柱形钢筋笼围绕在钢柱的外周，加固过程无需使用大型吊装设备，降低了在 钢柱上加装柱形钢筋笼的施工难度，减少了加固改造成本和改造周期。 3.本发明提供的建筑钢结构的加固改造方法，采用外包钢筋混凝土的方式对原钢 结构的钢柱进行加固，整个加固过程无需在原钢结构的钢柱上进行焊接操作，也无需在原 钢结构的钢柱上打孔，加固过程中对原钢结构造成的扰动小，避免了现有建筑钢结构改造 时因受到扰动而发生失稳的问题；另一方面，加固过程中需要采取的现场支承措施少，加固 改造施工难度低，可实施性强，改造过程中无需使用大型吊装设备，改造成本低，改造周期 短。 4.本发明提供的建筑钢结构的加固改造方法，U型加固部件采用工厂预制成型，然 后运输至施工现场的方式，可以克服加固改造施工现场场地小，材料堆积的难题。 5.本发明提供的建筑钢结构的加固改造方法，适用面广，可适应于窄翼缘型钢柱、 宽翼缘型钢柱、箱型柱等多种形式钢柱的加固改造场景中，可以用于各种工业建筑、民用建 筑的改造升级，助力城市更新和旧工业区的升级改造。 6.本发明提供的建筑钢结构的加固改造方法，由外定型模板和封板通过自攻螺钉 固定而成的浇筑模板体系，结构稳定性高；且外定型模板和封板均由镀锌钢板制成，可以作 为建筑钢柱的永久装饰面，加固改造后无需对加固结构进行额外的装饰施工。 附图说明 为了更清楚地说明本发明