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钢结构加固是对钢结构、构件及相关部位缺乏可靠性或业主要求提高可靠性的内力进行加固、局部更换或调整的过程，使其具有现行设计标准和业主所要求的安全性、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，将于2020年6月1日实施。本文结合新版钢结构加固标准，介绍一些关于钢结构加固的知识，不足之处，欢迎大家批评指正。
1钢结构加固工艺
加固改造设计基本流程如下图所示：
加固前应根据现行国家标准《工业建筑可靠性鉴定标准》GB 50144、《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292对建（构）筑物进行抗震加固前的类型检测或鉴定钢结构应力比计算公式，结合抗震加固时还应进行抗震能力鉴定，并根据检测鉴定结果出具工程检测鉴定报告。
加固后结构的使用年限应由业主与设计单位商定。当结构的加固材料采用结构胶或其他聚合物组分时，加固后的结构使用年限应按30年考虑。如要求加固后的结构使用年限为50年，则所用胶粘剂和聚合物的粘结性能应通过长期抗应力试验。
钢结构的加固分为直接加固和间接加固，设计时可根据实际情况和使用要求选择适当的加固方法和技术。直接加固应根据工程实际情况采用增大截面法、粘贴钢板法、组合加固法等；间接加固应根据工程实际情况采用改变结构体系法、预应力加固法等。结构钢筋的连接方式应采用焊接连接、摩擦型高强螺栓连接或焊接与摩擦型高强螺栓混合连接。
结构加固设计可采用线弹性分析方法计算结构效应，并应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定。结构加固设计应与实际施工方法紧密结合，采取有效措施确保新增构件、部位与原结构可靠连接，新增截面与原有截面牢固结合，形成一个整体共同工作，并不应对未加固部位以及相关结构、构件、基础产生不利影响。
2钢结构加固材料
（1）原结构及构件材料强度
当结构可靠性鉴定认为原设计文件有效，未发现结构构件或连接性能明显下降时，可采用原设计值。当结构可靠性鉴定认为需重新进行现场检验时，应采用根据检验结果估算的屈服强度或条件屈服点确定。当采用现场检验的屈服强度估算值fy确定时，抗拉强度设计值f应为fy与γR的比值，抗力分项系数γR宜取1.2。
对于受到气相腐蚀影响的钢结构原构件，当其截面面积损失大于25%或其板材剩余厚度小于5mm时，校核时的钢材强度设计值应根据腐蚀程度乘以0.8~1.0的强度折减系数。
（2）钢筋及焊接材料
钢筋的钢材等级应与原构件相同或相当，韧性、塑性、焊接性能应与原构件钢材相匹配。结构加固所用钢筋的等级应为HRB400或HPB300，其质量和性能应符合国家有关标准的规定。结构加固所用焊接材料的质量和性能应符合国家有关标准的规定。
（3）结构胶粘剂
钢结构加固所用结构胶应以钢材为基体，严禁使用以不饱和聚酯或醇酸树脂为基体的结构胶。当使用环境为室温时，应使用I级AAA或AA级常温结构胶；当使用环境为高温时，应使用II级或III级耐热结构胶。
常见加固方法
（1）增加截面法
增加截面加固可采用焊接、螺栓连接、铆钉连接、粘贴钢板等方式进行。在荷载作用下，钢构件的焊接补强应根据原构件的使用情况进行验算，保证最大公称应力σ0max不超过应力比限值，否则应采用其他增加截面方法进行加固。
加固后的构件必须满足现行设计标准规定的安全性、适用性和耐久性要求。以受弯构件为例，在平面内受弯的加固构件的抗弯强度应满足下式：
式中f为钢材抗弯强度设计值(MPa)，取该截面中强度等级最低的钢材抗弯强度设计值；
ηm 为曲线构件的钢筋强度校正系数，双面钢筋时应按下表取值，单面钢筋时应按下表的0.9倍取值。
受主平面内弯曲的钢筋构件的整体稳定性验算，应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的规定。稳定系数应按钢筋截面计算。但验算时钢结构应力比计算公式，应将钢筋弯曲强度设计值f代入钢筋折算强度设计值f'，并乘以强度折减系数ηm。
钢结构受弯构件加固后的总挠度不应超过现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017规定的限值。加固后受弯构件的总挠度ωT应包括加固前荷载作用下的初始挠度ω0、焊接时因加热固化引起的焊接残余挠度ωw、以及焊接后附加荷载作用下的挠度增量Δω。
（2）钢板加固法
粘钢板加固法可用于加固承受弯曲、拉伸、剪切和压缩等作用的钢结构构件。采用该方法加固的钢结构长期环境温度不应高于60℃；采用该方法加固高温、高湿、介质腐蚀、辐射等特殊环境下的钢结构时，除按照现行相关国家标准的规定采取相应的防护措施外，还应采用耐环境因素影响的胶粘剂，并按照特殊工艺要求进行粘接。
受弯构件采用粘钢加固后，其抗弯、抗剪承载力的提高幅度不宜超过30%。
抗弯承载力配筋计算应考虑荷载无法卸载引起的构件原应力σ0的影响，并针对不同使用状况的构件引入强度修正系数ηm，计算公式为：
当受弯构件腹板上粘贴钢筋进行抗剪加固时，对于承受静荷载的构件，应满足下列规定：
式中，fv为计算位置原钢剪切强度设计值；ηv为受弯构件腹板粘钢加固强度修正系数，对于一级、二级结构取0.80，对于其他类型结构取0.85。
对于受弯构件正弯矩区正截面的配筋，应按轴向截断受拉面附着钢板的位置，从充分利用其强度的截面开始计算，附着延伸长度的取值应符合下式：
结论
钢结构加固设计面临的不确定性远比新建项目多得多、更复杂，需要设计人员根据专家鉴定结论、相关规范标准、业主要求等进行综合考虑。
参考：
《钢结构加固设计标准》GB 51367-2019，中国建筑工业出版社出版。
