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钢结构加固的方法及程序
根据加固的对象,钢结构的加固可分为钢柱的加固、钢梁的加固、钢屋架或托架的加固、吊车系统的加固、连接和节点的加固、裂纹的修复和加固等。
根据损害范围,钢结构的加固可分为两大类:一是局部加固,一般只对某些承载能力不足的杆件或连接节点进行加固。二是全1面加固,是对整体结构进行的加固。
A、从设计的角度来讲,钢结构的加固主要可分为两大类:
(1)改变结构计算简图的加固方法:采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质、 边界条件、增设附加杆件或支撑、施加预应力、考虑空间协同作用等措施对结构进行加固的方法 。
(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。此时对构件的加固又称为加大截面法。
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。对某些主要承受移动荷载的结构(如吊车梁等)可限制移动荷载,这就相当于部分卸荷了。当结构损坏严重或原结构构件的承载能力过小,不宜就地补强时,还需考虑将构件拆下补强或更换。此时,应采取措施使结构构件完全卸荷。能否在负荷下不停产加固,取决于结构应力应变状态,一般构件内应力小于钢材设计强度的80%以下,且构件损坏、变形等不太严重时,可采用负荷不停产加固方法。
(2)在负荷状态下加固:这是加固工作量1小、简便的方法。但为保证结构的安全,应要求原结构的承载力应有不少于20%的富余。并且构件应没有严重的损伤。
加固工作确定加固方案前,一般应搜集下列资料:
①原有结构竣工图(包括更改图)及验收记录;
②原有钢材材质报告复印件或现做材质检验报告;
③原有结构构件制作、安装验收记录;
④原有结构设计计算书;
⑤结构或构件损坏情况检查报告;
⑥现有实际荷载和加固后新增加的荷载数据。
一般来说钢结构加固主要方法有减轻荷载、改变计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时也可采用其它方法对钢结构进行加固处理。
改变结构计算图形加固法:指采用改变荷载分布状况、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。
新增加固角焊缝的长度和焊脚尺 寸或熔焊层的厚度,应由连接处结构 加固前后设计受力改变的差值,并考 虑原有连接实际可能的承载力计算确 定。计算时应对焊缝的受力重新进行 分析并考虑加固前后的焊缝的共同工作、受力状态的改变。这两种方法对结构本身损伤比较小,而且这几年国内发展得比较快,应用也逐渐增多,但在钢结构建筑物加固应用相对不多,特别是在正常使用情况下的使用寿命仍然存在问题。
焊接连接可以在卸荷状态下或负荷状态下用电焊进行。在完全卸荷状态下加固时,焊 缝的强度计算和设计时相同,可按现行《钢结构设计规范》 进行计算。
钢结构加固是对可靠性不足或产权人要求提高可靠度的钢结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施,使其具有现行设计标准及产权人所要求的安全性、适用性和耐久性。
《钢结构加固设计标准》(GB51367-2019)于2019年11月22日发布,自2020年6月1日起实施。本文结合新的钢结构加固标准,介绍一些钢结构加固知识,不足之处欢迎指正。
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