浙江鼎固建筑技术有限公司主要从事各类建筑物的改造加固以及各种建筑物的纠偏和平移工程。
为保证经正常设计、施工的钢结构工程的可靠度,在使用阶段建设单位应对钢结构进行定期检查或维修,必要时委托***机构进行可靠性鉴定,以确保钢结构的安全性、适用性和耐久性。近几年来随着科技发展,出现了新的加固材料和加固方法,并且这些技术具有明显的优势,得到了广泛的应用,但并不能说明,新方法新技术就可以取代传统的方法。外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。在发展新技术的同时,应做好各种加固方法的优势互补,各种加固材料的取长补短,做好加固技术的开发,为建筑物加固提供切实可靠的技术支持。
加大构件截面加固法涉及面广泛,施工也较为简单,在满足一定条件下,可以在负荷状态下进行施工处理。其主要方法为粘钢加固,在采用此方法进行钢结构加固时应该考虑构件受力情况以及结构本身存在的缺陷,在便于施工的前提下选择1有效的增加截面连接形式,已达到加固的效果。在粘贴碳纤维时,将碳纤维粘贴到损伤部位的表面,使一部分荷载通过胶层传递到碳纤维上,可以降低钢结构损伤部位的名义应力,使裂纹扩展速率降低或制止裂纹的扩展,从而延长结构的使用寿命。
裂纹的修复与加固:结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复。在修复前,必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换。B、从施工的角度来讲,钢结构的加固也分为两大类:(1)卸载或部分卸荷加固:结构损伤较严重或构件的应力很高,或者补强施工不得不临时削弱承受很大内力的构件及连接时,需要暂时减轻其负荷。
纤维复合材料加固法引入我国时间还较短,但已显著地显现出其优势,成为科研院所、大专院校研究的热点,并得到了广泛的实际应用。尤其是粘贴纤维加固法较成熟,应用也比预应力纤维加固法及嵌入式纤维加固法广泛。3)负荷下用焊缝加固结构时,应尽量避免采用长度垂直于受力方向的横向焊缝,否则应采取专门的技术措施和施焊工艺,以确保结构施工时的安全。根据研究现状,这三种纤维加固方法有待解决的共同问题主要有以下几方面:
1、纤维材料加固构件的长期受力性能与纤维材料对节点加固性能的研究;
2、用纤维加固的结构在较高温度下强度严重退化,如何改进加固材料性能和加固构件的防火耐温措施是有待研究的课题;
3、如何简化施工工艺,加强质量保证,降低工程造价是一件十分紧迫的事情。
1、改变钢结构计算图形的加固法
所谓的改变钢结构计算图形的加固法就是通过改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法,增加支撑形成空间结构,并按空间结构验算,这是我们改变结构计算图形的一般方法。另外我们还会通过一些手段使得结构的承载力和结构动力特性得以改善,比如加设支撑增加结构刚度,调整结构的自震频率。为确保结构安全工作,延长使用寿命就必须对损伤构件进行更换或加固,更换这些构件将造成极大的浪费,而且会影响结构的正常使用。我们还可以减小结构的长细比,比如增设支架或者辅助杆件来提高钢结构的稳定性。
2、增设支点加固法
通过额外增设支撑点来承担一部分负荷,减小结构计算的跨度,进而使得结构的内力分布也发生改变,从而大幅度的提高建筑承载能力就是我们所说的增设支点加固法。在梁、板上增设支点后,不仅能够通过减小建筑跨度,很大程度上的提高钢结构承载能力,而且还能够有效解决梁、板的挠曲变形的问题。从定义上不难看出,这种加固方法主要适用于一些大空间结构中,梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。《钢结构加固技术规范》对负荷状态下进行加固做了如下明确规定:焊接钢结构加固时,原有构件或连接的实际名义应力值应小于0。简单、可靠是增设支点加固法的优点,存在的不足之处就是减小了建筑的有效使用空间。
3、粘结外包型钢加固法
在被加固构件的外边包上型钢或者钢板就是我们所说的外包钢加固法。外包法可以分为湿式外包法和干式外包法两种方法。湿式外包法就是采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加同构件粘结成一整体。(2)不改变结构计算简图的加固方法:在不改变结构计算简图的前提下,对原结构的构件截面和连接进行补强的方法。外包钢加固法采用的就是湿式外包法,用这种方法加固后的构件,受拉和受压钢截面面积会有大幅度的提升,进而提高了正截面承载力和截面刚度。
4、受弯杆件可采用改变其截面内力的方法进行加固
改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载,改变端部支承情况,例如变铰接为刚结,增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构,调整连续结构的支座位置,将结构变为撑杆式结构,施加预应力。在施工过程中,比较常见的对受弯杆件的加固是通过改变其截面内力的方法实现的,合理地调整受弯杆件的截面内力可以改变荷载的分布,利用刚结的操作方法改变端部的支撑能力,采用整体连续的结构设计增加端部结构的稳定性,利用撑杆的独特受力情况,及时调节受弯杆件的预应力。在地1震作用下,钢结构属于理想的弹塑性结构,有良好的适应强震变形能力。
5、对桁架可采取改变其杆件内力的方法进行加固
我们知道撑杆式结构可以增加结构的承受能力,更好地将整体受体压力进行分散,达到桁架加固的目的。为了进一步改变桁架杆件的内力加设预应力拉杆,使预应力拉杆和撑杆式结构联合起来,共同完成桁架的加固任务。
6、加大构件截面的加固
构件截面由于长期暴露在空气中,容易受到气候和天气因素的影响,会大大降低其本身的使用性能,不利于更好地发挥作用。在施工过程中,我们首先要认真找到在构件截面中出现的问题,根据加固技术方案的要求,分析已经出现问题的严重性,制定及时的补救措施。(二)钢结构使用年限太长,自然条件造成钢结构不同程度上的磨损、锈蚀等,造成钢结构出现缺陷。在弥补已经存在问题和缺陷的同时,还需要使用***的仪器设施增加加固技术的使用性和适应性,在加大构件截面稳定性的前提下,使构件截面和其他结构联系起来,共同完成加固改进。
7、连接的加固与加固件的连接
焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法是常使用的钢结构连接方法,在连接加固的过程中需要根据不同种类的连接方法,设计具有针对性的加固方案。综合考虑减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻比裂纹扩展等技术要求,认真分析需要连接加固部位的作用和实际受力能力,进行加固件的连接,提高各结构承受外力的能力,和其抵抗外界环境和其他因素干扰的能力。2钢结构的加固技术措施主要有三种:(1)截面补强法:在局部或沿构件全长以钢材补强,连成整体使之共同受力。
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钢梁的加固
1、钢梁卸荷方法
钢梁及吊车梁加固应尽量在负荷状态下进行,不得已需卸荷或部分卸荷状态下加固时,可以采用临时支柱卸荷;对于实腹式梁设置临时支柱时应注意临时支柱处实腹梁腹板的强度和稳定,以及翼缘焊缝(或钉栓)强度;尤其是对一些钢结构厂房的承重构件,不仅需要加强现场施工过程中的质量控制,而且还要采取科学有效的加固设计方案才能***1大限度的确保钢结构厂房的结构稳定性和使用安全性。对于吊车梁来说,限制桥式吊车运行,即相当于大部分已卸荷,因吊车梁自重产生的应力与桥式吊车运行时产生应力相比是极1小的。
2、钢梁常用加固方法
(1)补增梁截面加固法
梁可通过增补截面面积来提高承载能力,焊接组合梁和型钢梁都可采用在翼缘和腹板上焊接水平板、垂直板和斜板来加固,也可用型钢加焊在翼缘和腹板上 ;当梁腹板抗剪强度不足时,可在腹板两边加焊钢板补强,当梁腹板稳定性不能保证时,往往不采用上述方法,而是设置附加加劲肋方法;D、在排架结构中重1点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷。用圆钢和圆钢管补增梁截面是考虑施工工艺方便。
(2)改变结构计算图形加固法
改变结构计算图形的一般方法中,有许多可以用来加固梁。把支座部分的梁上下翼缘焊上钢板,使各单跨梁变成连续体系,该钢板所传递的力应恰好与支座弯矩相平衡,连续后可使跨中弯矩降低15%-20%,会导致柱子荷载的增加,应验算柱子。
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