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。
浙江万烁建筑技术有限公司,由一批长期从事建筑施工、结构加固、特种工程的工程技术人才和管理人员组成。
钢结构加固的主要方法有:
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,也可采用其他的加固方法。经鉴定需要加固的钢结构,根据损害范围一般分为局部加固和全1面加固。
局部加固是对某承载能力不足的杆件或连接节点处进行加固,有增加杆件截面法、减小杆件自由长度法和连接节点加固法。
全1面加固是对整体结构进行加固,有不改变结构静力计算图形加固法和改变结构静力计算图形加固法两类。增加或加强支承体系,也是对结构体系加固的有效方法。增加原有构件截面的加固方法是费料费工的方法(但往往是可行的方法);改变计算简图的方法1有效且多种多样,其费用也大大下降。确定加固方案前,应搜集下列资料
1)原有结构的竣工图(包括更改图)及验收记录。2)原有钢材材质报告复印件或现场材质检验报告。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)结构或构件破损情况检查报告。6)现有实际荷载和加固后新增加荷载的数据。
钢结构损害的主要因素有:
1)由荷载变化,超期服役,规范和规程改变导致结构承载力不足;2)构件由于各种意外产生变形、扭曲、伤残、凹陷等,致使构件截面削弱,杆件翘曲,连接开裂等;3)温差作用下引起构件或连接变形、开裂和翘曲;4)由于化学物质的侵蚀而产生腐蚀以及电化学腐蚀致使钢结构构件截面削弱;5)其它包括设计、生产、施工中的失误及服役期中的违规使用和操作等。
钢结构的加固技术措施主要有三种:
1)截面补强法:在局部或沿构件全长以钢材补强,连成整体使之共同受力;2)改变计算简图:增设附加支承,调整荷载分布情况,降低内力水平,对超静定结构支座进行强迫位移,降低应力峰值;3)预应力拉索法:利用高强拉索加固结构薄弱环节或提高结构整体承载力、刚度和稳度。
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从工程施工的视角而言,钢结构的加固分成两类: (1)卸载掉或一部分卸荷加固:结构损害较比较严重或构件的地应力很高,或是补强工程施工迫不得已临时性消弱承担挺大内功的构件及联接时,必须临时缓解其负载。对一些关键承担挪动载荷的结构(如吊车梁等)可限定挪动载荷,这就等于一部分卸荷了。当结构毁坏比较严重或原结构构件的承载力过小,不适合就地补强时,还需考虑到将构件拆下来补强或拆换。这时,应采取有效使结构构件彻底卸荷。 (2)在负载情况下加固:它是加固劳动量少、的方式。但为确保结构的安全性,应规定原结构的承载能力应有许多 于20%的充裕。而且构件应沒有比较严重的损害。