随着我国建筑领域的不断发展和科技的进步,钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工简便、减少建筑垃圾和环境污染等优点,是目前较为流行的一种建筑形式。
近年来,钢结构建筑大量出现,特别是高层、超高层建筑,使得公众对钢结构安全性的关注度越来越高,也促使我们更加重视房屋的安全检测鉴定。今天我们就来聊一聊“钢结构检测鉴定与加固”的相关知识。
1 什么情况下需要进行检测和鉴定?
1)建筑物用途、使用条件和使用要求发生改变;
2)计划对建筑物进行扩建、增加楼层、插楼层、进行大规模修缮或其他形式的结构改造;
3)计划将整栋建筑拆除;
4)钢结构本身出现明显的结构功能退化或者明显变形;
5)钢结构受到灾害、事故等影响,遭受明显损坏;
6)对钢结构的抗力有充分理由怀疑;
8、钢结构建筑已超过设计使用年限钢结构检测的目的,拟延长建筑使用年限。
9、拟对钢结构建筑进行抗震加固。
10、重要建筑物、大型公共建筑的钢结构应当按照规定定期进行检验、评估。
11.其他需要了解结构可靠性的情况。
2.钢结构检测鉴定内容
1)了解建筑物的现状
如建筑物的建造、改建、维修、改变用途、使用条件和环境的变化,是否受到灾害的影响等;
2)收集相关信息
如工程地质勘察报告、设计图纸及计算书、设计变更、沉降观测记录、施工记录、材料质量保证文件、材料检验文件、竣工图纸及竣工验收文件等;
3)现场基本情况调查及资料核实
有施工图纸时钢结构检测的目的,应进行现场核实;没有施工图纸的,应根据结构实际状况进行测绘;
4)检查结构当前状态
包括:结构外观缺陷检查、钢材硬度检查、构件连接检查、防火涂层厚度检查、防腐涂层厚度检查、结构构件尺寸偏差、结构构件变形检查、地基状态调查。
5)结构安全等级
根据现场调查资料,按照现行相关标准、规范,对建筑构件的承载力进行识别分析,评定各构件的安全水平,对结构的安全水平进行综合分析评估。
6)根据评估结果,对建筑物提出处理措施。
补充笔记
钢结构构件及节点安全等级表
钢结构体系及节点安全等级表
3 钢结构加固方法
钢结构加固可分为直接加固和间接加固两大类。直接加固要根据工程实际情况,如增加截面加固方法、粘钢板等。间接加固要根据工程实际情况,如改变结构体系加固方法、预应力加固方法等。今天我简单介绍一下直接加固的几种方法。
01 扩大截面法
即在原有结构上增加新的加固构件,以增加截面面积,从而提高承载力和刚度。增加截面法施工相对简单,是钢结构加固最常用的方法。
采用焊接、栓接、铆钉连接及粘贴钢板等方法进行截面加固时,在荷载作用下,应根据原构件使用情况验算钢构件的最大公称应力σ0max,且不得超过应力比限值,否则应采用其他增加截面方法进行加固。同时,加固构件应满足现行设计标准规定的安全性、适用性和耐久性要求。
02 粘贴钢板加固法
用钢板胶粘剂将钢板粘贴在钢基板或混凝土基板表面,使钢板与基板形成统一的整体,利用钢板良好的抗拉强度来增强构件的承载能力和刚度。粘钢板加固方法可用于加固钢结构的受弯、受拉、受剪实腹构件,也可用于加固受压构件。
采用该方法加固的钢结构长期环境温度不宜高于60℃;高温、高湿、介质腐蚀、辐射等特殊环境下的钢结构采用该方法加固时,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的胶粘剂,并按照特殊工艺要求进行粘接。
当工字钢腹板需进行局部稳定加固时,可采用在腹板两侧粘贴T型钢片加固的方法(图7.5.1),T型钢片粘贴宽度不宜小于板厚的25倍。
在弯曲构件受拉或受压侧钢构件表面粘贴钢材加固时,粘贴钢板的宽度不应超过加固构件的宽度;
受拉面沿构件轴向连续粘贴的加固钢板宜延伸至支座边缘,并在钢板端部(包括截头点)及集中荷载作用点两侧(图7.5.2)设置不小于2M12的连接螺栓,作为粘钢端部的机械锚固措施。受压侧粘贴钢筋的,应在跨中位置设置不小于2M12的连接螺栓。
需要注意的是,钢筋的布置形式不宜引起截面质心轴发生偏移,当无法避免时,应在钢筋计算中考虑质心轴偏移的影响。
03 碳纤维复合材料加固方法
碳纤维复合材料加固钢结构,是通过在钢结构损伤部位表面涂抹专用胶粘剂,将碳纤维材料粘贴在钢结构损伤部位实现的。部分荷载通过胶层转移到碳纤维材料上,降低了钢结构损伤部位的应力水平。使钢结构与碳纤维材料粘结成一个整体,协调变形,共同作用,降低钢结构裂纹扩展速度,抑制裂纹的进一步发展,从而提高钢结构的承载能力,改善其疲劳性能,延长钢结构的使用寿命。
利用碳纤维复合材料加固钢结构时,钢材表面及碳纤维复合材料(特别是碳纤维板)表面的处理是碳纤维复合材料加固钢结构的重要工序之一,也是加固成败的关键因素之一。
既有建筑的鉴定与加固是建筑维修管理的重要内容,对于保证建筑结构安全性和耐久性具有重要意义。实际应用中,应根据建筑的实际情况和需要,选择合适的鉴定方法和加固措施,保证建筑的性能和经济性。
钢结构作为目前主要的建筑结构类型之一,及时发现并加固其安全隐患,可以大大消除安全隐患,确保财产和生命安全。