随着时代的发展,钢结构建筑越来越多地进入大众的视野,住宅、别墅、厂房等都开始采用钢结构建造,但钢结构建筑到了使用年限,或因设计不规范,旧规格不符合要求,钢结构建筑逐渐被取代,当遇到新规格、钢结构变形等问题时,加固是必须的。
钢结构加固设计应注意加固设计与施工方法的紧密结合,并应采取有效措施,保证新增加的截面、构件、部位与原结构可靠连接,形成整体,共同工作,避免对未加固的部位或构件产生不利影响。
一般来说,钢结构加固的主要方法有:减少荷载、改变计算图、增加原结构构件截面和连接强度、防止裂纹扩展等。
一
改变结构计算图形配筋方法
是指通过改变荷载分布、力的传递路径、节点性质和边界条件、增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同功等方法来对结构进行加固。
改变结构计算图形的一般加固方法有:
1、对于结构可以采用以下方法:增加支撑,形成空间结构并根据空间结构进行验证,增加支撑以增加结构刚度,或调整结构的固有频率以增加结构承载能力,改善结构的动力特性;
通过增加支撑或辅助杆件,减小结构的长细比钢结构加固设计,提高结构的稳定性;在框架结构中,加强某一柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其他柱的荷载;在结构中设置拉杆或适当张拉的拉索,以增强结构的刚度。
2.对于弯曲杆件,可采用以下方法:改变载荷的分布,如将一个集中载荷转化为多个集中载荷,改变端部支撑条件等;
例如,采用改铰为刚接、增加中间支撑或将简支结构端部连接起来组成连续结构、调整连续结构的支撑位置、将结构改为压杆式结构、施加预应力等方法进行加固。
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二
通过增加构件的横截面积来加强
主要方法有增加截面高度、加厚翼缘板、将工字型截面改为箱形截面等,钢结构增加截面的主要加固方法是粘钢加固,此方法对结构本身的破坏较小,近年来在国内发展较快,应用也逐渐增多,但在钢结构建筑加固中应用相对较少。
而且粘钢施工难度大,必须对原结构表面进行加工、打磨、抹平后才能进行粘结,结构自重明显增加,而且钢板不易制成各种复杂形状钢结构加固设计,运输、安装也不方便,且钢板易生锈,影响粘结强度,维护成本高,在受到动荷载或高温作用时还可能脱粘。
三
钢结构连接加固方法
钢结构连接方法即焊接、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选用,应根据结构加固的原因、用途、受力情况、构造与施工条件等,并考虑结构原有的连接方法确定。
钢结构加固一般应采用焊接连接和摩擦型高强螺栓连接。当有基础时,也可采用焊缝与摩擦型高强螺栓混合连接。采用焊接连接时,应采用认可的焊接工艺和连接材料。
四
裂缝修复与加固
当结构因反复荷载或材料选择、构造、制造、施工和安装不当而产生有扩展或断裂趋势的裂缝时,应设法进行修复。
修复前必须分析裂缝产生的原因及其影响的严重程度,采取有针对性的措施改善结构的实际工作状态或进行加固。不适宜修复加固的部件应拆除或更换。
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