鋼結(jié)構(gòu)加固相關(guān)理論

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第一節(jié)概述

　　鋼結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重缺陷和損傷或改變使用條件，經(jīng)檢查驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)定性不滿足使用要求時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。常見的鋼結(jié)構(gòu)需加固補(bǔ)強(qiáng)的主要原因有：

　?。?）由于設(shè)計(jì)或施工中造成鋼結(jié)構(gòu)缺陷，如焊縫長(zhǎng)度不足，桿件切口過長(zhǎng)，使截面削弱過多等等。

　?。?）結(jié)構(gòu)經(jīng)長(zhǎng)期使用，出現(xiàn)不同程度的銹蝕、磨損以及操作不正常等，造成結(jié)構(gòu)缺陷，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面嚴(yán)重削弱。

　　（3）工藝生產(chǎn)條件變化，使結(jié)構(gòu)上荷載增加，原有結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)。

　?。?）使用的鋼材質(zhì)量不符合要求。

　　（5）意外、自然災(zāi)害對(duì)結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重。

　?。?）由于地基基礎(chǔ)下沉，引起結(jié)構(gòu)的變形和損傷。

第二節(jié)鋼結(jié)構(gòu)加固原則

　　結(jié)構(gòu)或構(gòu)件加固是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，要考慮的因素很多。加固方法應(yīng)從施工方便、不影響生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)合理、效果好等方面來選擇，一般原則如下：

　　 （1）加固應(yīng)盡可能做到不停產(chǎn)或少停產(chǎn)，因停產(chǎn)的損失往往是加固費(fèi)用的幾倍或 幾十倍。能否在負(fù)荷下不停產(chǎn)加固，取決于結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。一般構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力小于鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，且構(gòu)件損壞變形等不是太嚴(yán)重時(shí)，可采用負(fù)荷不停產(chǎn)加固方法。

　　 （2）結(jié)構(gòu)加固方案要便于制作、施工，便于檢查。

　　 （3）結(jié)構(gòu)制造組裝應(yīng)盡量在生產(chǎn)區(qū)外進(jìn)行。

　　 （4）連接加固應(yīng)盡可能采用高強(qiáng)螺栓或焊接。

　　 采用高強(qiáng)螺栓加固時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算鉆孔截面削弱后的承載能力；采用焊接加固時(shí)，實(shí)際荷載產(chǎn)生的原有桿件應(yīng)力最好在鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度60%以下，極限不得超過80%，否則應(yīng)采取相應(yīng)的措施才能施焊。

第三節(jié)鋼結(jié)構(gòu)加固方法

　　一、加固方法概述

　　鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕荷載、改變計(jì)算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連 接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可采用其他的加固方法。經(jīng)鑒定需要加固的鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)損害范圍一般分為局部加固和全面加固。局部加固是對(duì)某承載能力不足的桿件或連接節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行加固，有增加桿件截面法、減小桿件自由長(zhǎng)度法和連接節(jié)點(diǎn)加固法。全面加固是對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，有不改變結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算圖形加固法和改變結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算圖形加固法兩類。增加或加強(qiáng)支承體系，也是對(duì)結(jié)構(gòu)體系加固的有效方法。增加原有構(gòu)件截面的加固方法是最費(fèi)料最費(fèi)工的方法（但往往是可行的方法）；改變計(jì)算簡(jiǎn)圖的方法最有效且多種多樣，其費(fèi)用也大大下降。加固結(jié)構(gòu)的施工方法有：負(fù)荷加固、卸荷加固和從原結(jié)構(gòu)上拆下應(yīng)加固或更新的部件進(jìn)行加固。加固施工方法應(yīng)根據(jù)用戶要求和結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài)，在確保質(zhì)量和安全的前提下，由設(shè)計(jì)人員和施工單位協(xié)商確定。

　?。?）帶負(fù)荷加固。施工最方便，也較經(jīng)濟(jì)。是用于構(gòu)件（或連接）的應(yīng)力小于鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)，或構(gòu)件無甚大損壞（破損、變形、翹曲等）的情況下。此時(shí)為了使新加固桿件參與受力，有時(shí)需要對(duì)被加固桿件采取臨時(shí)卸荷的措施。另外，在加固時(shí)應(yīng)注意不影響其他構(gòu)件的正常使用。

　?。?）卸荷加固。適用于結(jié)構(gòu)損壞較大或構(gòu)件和連接的應(yīng)力狀態(tài)很高，需要暫時(shí)減輕其負(fù)荷時(shí)。對(duì)某些主要承受可動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)（如吊車梁等），可限制其可動(dòng)荷載，即相當(dāng)于大部分卸荷。

　?。?）從原結(jié)構(gòu)上拆下應(yīng)加固或更新的部件。當(dāng)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重或原截面承載力過小，必須在地面進(jìn)行加固或更新時(shí)采用。此時(shí)必須設(shè)置臨時(shí)支撐，使被換構(gòu)件完全卸荷；同時(shí)，必須保證被換結(jié)構(gòu)卸下后整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全。確定加固方案前，應(yīng)搜集下列資料：

　　（1）原有結(jié)構(gòu)的竣工圖（包括更改圖）及驗(yàn)收記錄。