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钢结构加固设计原则与方法
2017-10-30
  钢结构经可靠性鉴定需要加固时,应根据可靠性鉴定的结论和委托方提出的要求,有专业技术人员按照规范要求进行加固设计,且加固设计内容和范围,可以是结构整体,也可以是局部结构、特定构件或部位。
  钢结构加固设计需注意加固设计与施工方法应紧密结合,应采取有效措施,保证新增截面、构件和部件与原结构连接可靠,形成整体共同工作,以避免对未加固部分或构件造成不利影响。
  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,一般加固方法有:
  1、对结构可采用:增加支撑形成空间结构并按空间结构验算、加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其他柱列负荷、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。
  2、对受弯杆件可采用: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。等的改变其截面内力的方法进行加固。
  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有效的增加截面连接形式,已达到加固的效果。
  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。
  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。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。
  总之,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,必要时委托专业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。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。