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预应力加固钢结构施工工艺及步骤
预应力加固钢结构方案可分为两种,
一是直接粘贴法,将两端锚固并施加预应力后,通过胶粘剂粘贴在钢结构的表面;一般适用于构件表面较平整的拉杆,对构件或其局部进行加固;
二是将束作为预应力拉索调整应力,一般适用于对整个结构进行整体加固。
1选材:用于结构加固用碳纤维主要选用PAN基碳纤维,极限强度可达3500MPa,弹性模量约为2.35×109MPa。树脂体系采用环氧类材料。
2设计:根据待修补结构的受力特点、传力路径和应力-应变场,确定布的用量、尺寸和铺设方向等。纤维方向应尽量与损伤构件中1大受力方向保持一致。如果损伤部位处于复杂应力状态,则纤维取向和铺层顺序应尽量与控制主应力方向一致。
3嵌入式预应力张拉技术:钢结构加固的特殊性,需要一种简便的预应力施加方式,传统的预应力施加方式往往是先张拉后锚固,需要相对复杂的张拉机具,以及相应的反力装置。在锚固的时候,预应力损失也比较大。嵌入式预应力张拉技术,其特点就是先锚固后张拉,以构件本身和先前的锚固作为张拉受力装置,无需复杂的张拉机具。嵌入式预应力张拉技术可分次施加预应力,可对粘结层产生挤压效应,提高粘贴的可靠性。同时,因采用先锚固后张拉技术,预应力损失小,方法简便有效。在负荷状态下进行焊接加固是非常***的,承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件在实际荷载产生的原有杆件应力***1好在钢材设计强度的60%下,极限不得超过承受动力荷载的构件不得超过40%,否则采取相应措施才能施焊。
建筑工程中的钢结构不可避免地存在各种缺陷和损伤。在荷载和环境等因素的作用下,材料发生变化,引起宏观力学性能的劣化,导致钢结构工程事故。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。同时,结构损伤具有局部性和多发性特点,这些结构不可能在出现损伤时就立即退役。因此,寻求经济的钢结构加固技术既是土木工程领域亟待解决的技术问题,又是一个关系到社会可持续发展的问题。连接加固和加固件的连接方法应根据钢结构加固的原因、受力状态、构造和施工条件,并考虑原有构件的连接方法而确定。
钢结构建筑的加固:
有粘结外包型钢加固法
外包钢加固钢筋混凝土梁一般采用湿式外包法,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提高,因此正截面承载力和截面刚度也大幅提高。
增设支点加固法
梁、板在跨中增设支点后,减小了跨度,从而能较大幅提高承载能力,并能减小和限制梁、板的挠曲变形。适用于房屋净空不受限制的大跨度结构中梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。其优点是简单可靠,缺点是使用空间会受到一定影响。
在钢结构加固之前还是要进行实地勘察、具体测算,才能达到安全加固的目的。
钢结构加固一般采用焊接或摩擦型高强度螺栓连接,当采用焊缝连接的时候,应该采用经评定认可的焊接工艺和连接材料。
加固后的钢结构安全等级要更根据钢结构***后果的严重程度和下一个使用期的具体要求,由委托方和设计者按照实际情况商定。
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