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鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有哪些?
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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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。

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。
2)原有鋼材材質(zhì)報(bào)告復(fù)印件或現(xiàn)場(chǎng)材質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告。
3)原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、安裝驗(yàn)收記錄。
4)原有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書。
5)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破損情況檢查報(bào)告。
6)現(xiàn)有實(shí)際荷載和加固后新增加荷載的數(shù)據(jù)。

鋼結(jié)構(gòu)損害的主要因素及加固技術(shù)措施鋼結(jié)構(gòu)損害的主要因素有:
1)由荷載變化,超期服役,規(guī)范和規(guī)程改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不足;
2)構(gòu)件由于各種意外產(chǎn)生變形、扭曲、傷殘、凹陷等,致使構(gòu)件截面削弱,桿件翹曲,連接開裂等;
3)溫差作用下引起構(gòu)件或連接變形、開裂和翹曲;
4)由于化學(xué)物質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕以及電化學(xué)腐蝕致使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面削弱;
5)其它包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工中的失誤及服役期中的違規(guī)使用和操作等。
鋼結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)措施主要有三種:
1)截面補(bǔ)強(qiáng)法:在局部或沿構(gòu)件全長(zhǎng)以鋼材補(bǔ)強(qiáng),連成整體使之共同受力;
2)改變計(jì)算簡(jiǎn)圖:增設(shè)附加支承,調(diào)整荷載分布情況,降低內(nèi)力水平,對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)支座進(jìn)行強(qiáng)迫位移,降低應(yīng)力峰值;
3)預(yù)應(yīng)力拉索法:利用高強(qiáng)拉索加固結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)或提高結(jié)構(gòu)整體承載力、剛度和穩(wěn)度。
    預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)加固存在的問題:
焊接加固時(shí),高溫作用使焊接部位的組織及性能劣化,而且焊縫必然存在缺陷,會(huì)產(chǎn)生新的裂紋;焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在殘余應(yīng)力,與其他作用結(jié)合可能導(dǎo)致開裂。焊接使結(jié)構(gòu)形成連續(xù)的整體,裂縫一旦失穩(wěn)擴(kuò)展,就有可能一斷到底,引發(fā)重大事故。
    采用螺栓連接需要在損傷部位附近的母材上開孔,削弱了截面,形成新的應(yīng)力集中區(qū);普通螺栓在動(dòng)載作用下易松動(dòng),高強(qiáng)螺栓易發(fā)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象,降低了結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)效果。粘鋼加固技術(shù)是在鋼結(jié)構(gòu)表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,依靠結(jié)構(gòu)膠使之粘結(jié)成整體共同工作,以提高結(jié)構(gòu)承載力。這些加固方法共同的缺點(diǎn)是使結(jié)構(gòu)重量增加很多,鋼板不易制作成各種復(fù)雜形狀,運(yùn)輸和安裝也不方便,且鋼板易銹蝕,影響粘結(jié)強(qiáng)度,維護(hù)費(fèi)用高。
    粘貼加固鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):
    粘貼加固鋼結(jié)構(gòu)是利用粘結(jié)劑將粘貼到鋼結(jié)構(gòu)損傷部位的表面,使一部分荷載通過粘結(jié)層傳遞到上,降低了結(jié)構(gòu)損傷部位的應(yīng)力。粘貼加固技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì):
1)比強(qiáng)度和比剛度高,加固后基本不增加原結(jié)構(gòu)的自重和原構(gòu)件的尺寸;
2)復(fù)合材料具有良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能;
3)柔性的復(fù)合材料對(duì)于任意封閉結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜的被加固結(jié)構(gòu)表面具有特別的優(yōu)勢(shì)。密封性好,減少了滲漏甚至腐蝕的隱患;
4)簡(jiǎn)便易行、成本低、效率高,在狹小空間亦可施工,特別適合現(xiàn)場(chǎng)修復(fù);
5)施工過程中無明火,適用于各種特殊環(huán)境。
    預(yù)應(yīng)力加固的優(yōu)點(diǎn):
1)加固工作可在不卸載、不停產(chǎn)的條件下進(jìn)行;
2)施加預(yù)應(yīng)力可直接減小變形,迅速消除超逾應(yīng)力和內(nèi)力峰值;
3)與非預(yù)應(yīng)力方式相比,可消除應(yīng)力滯后現(xiàn)象,充分利用的高強(qiáng)特性,提高加固效率;
4)結(jié)合可靠錨固,可降低粘結(jié)界面的剝離應(yīng)力,避免整體剝落,提高加固的可靠性;
5)降低加固費(fèi)用和使用成本。

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