本文转载自公众号非解构（id:non-structure）
钢结构加固的做法是，对于可靠性不足的钢结构、构件及其相关部分，或者产权人要求提高可靠度的钢结构、构件及其相关部分，采取增强、局部更换或调整其内力等措施，以使这些钢结构、构件及其相关部分具有现行设计标准以及产权人所要求的安全性、适用性和耐久性。
《钢结构加固设计标准》（GB51367 - 2019）在 2019 年 11 月 22 日发布了。此标准自 2020 年 6 月 1 日开始实施。本文将结合新的钢结构加固标准，为大家介绍一些钢结构加固方面的知识。如果大家发现有不足之处，欢迎指正。
1钢结构加固流程
加固改造设计的基本流程详见下图：
加固前，需依据建（构）筑物的种类，分别依照现行国家标准《工业建筑可靠性鉴定标准》GB 50144 以及《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292 来开展检测或鉴定工作。若与抗震加固同时进行，还应当进行抗震能力鉴定。之后，依据检测鉴定的结果，出具该项目的检测鉴定报告。
结构加固后的使用年限需由产权人和设计单位共同来商定。如果结构的加固材料中用到了结构胶粘剂或其他聚合物成分，那么结构加固后的使用年限最好按 30 年来考虑。倘若需要结构加固后的使用年限为 50 年，那么其所使用的胶和聚合物的粘结性能，就应该通过耐长期应力作用能力的检验。
钢结构的加固有直接加固与间接加固这两类。在设计时，能够依据实际条件以及使用要求来挑选合适的加固方法以及配合使用的技术。对于直接加固，适宜根据工程的实际情况选用增大截面加固法、粘贴钢板加固法和组合加固法。而对于间接加固，适宜根据工程的实际情况采用改变结构体系加固法、预应力加固法。结构加固的连接方法也可以采用焊缝与摩擦型高强螺栓的混合连接等。
结构加固设计能够运用线弹性分析方法来计算结构的作用效应，并且应当符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的相关规定。结构的加固设计要与实际施工方法紧密相连。要采取有效举措提高钢结构稳定性措施，确保新增构件及部件与原结构的连接是可靠的，新增截面与原截面的结合是牢固的，从而形成整体共同工作。同时，不能对未加固部分以及相关的结构、构件和地基基础造成不良的影响。
2钢结构加固材料
（1）原结构、构件材料的材料强度
结构可靠性鉴定若认为原设计文件有效，且未发现结构构件或连接的性能有明显退化，就可采用原设计值。结构可靠性鉴定若认为应重新进行现场检测，那就应采用检测结果推定的屈服强度或条件屈服点来进行确定。当按现场检测的屈服强度推定值 fy 确定时，其抗拉强度设计值 f 应取 fy 与抗力分项系数γR 的比值，而抗力分项系数γR 应取为 1.2。
有气相腐蚀的钢结构原构件，若其截面面积损失超过 25%，或者其板件剩余厚度小于 5mm ，在进行验算时，钢材的强度设计值需根据腐蚀等级乘以 0.8 至 1.0 之间的强度降低系数。
（2）加固用钢材及焊接材料
加固件的钢号需与原构件的钢号保持一致或相近，其韧性、塑性以及焊接性能要能够和原构件钢材相契合。在结构加固时，宜选用 HRB400 级或 HPB300 级钢筋作为钢筋品种，并且这些钢筋的质量和性能应符合相关国家标准。同时，结构加固所用焊接材料的质量和性能也应符合相关国家标准。
（3）结构胶粘剂
钢结构加固用的结构胶粘剂，需采用以钢为基材的结构胶，不可采用以不饱和聚醋或醇酸树脂为主成分的胶粘剂。若使用环境为常温，就应采用 I 类 AAA 级或 AA 级常温结构胶；若使用环境有高温，就应采用 II 类或 III 类耐温结构胶。
常用加固方法
（1） 增大截面法
增大截面法加固有焊接连接、螺栓连接、铆钉连接和粘贴钢板等方式。在负荷状态下，对于钢构件进行焊接加固时，要依据原构件的使用条件，对其最大名义应力σ0max进行校核，确保该应力不得超过应力比限值规定。若超过了规定，就应采用其他增大截面的方法来进行加固。
加固后的构件要符合现行设计标准所规定的安全性、适用性以及耐久性。拿受弯构件来说，对于平面内受弯的加固构件，其抗弯强度应当满足如下公式：
其中提高钢结构稳定性措施，f 指的是钢材的抗弯强度设计值，单位为 MPa。在计算时，应取截面中强度级别最低的钢材的抗弯强度设计值。
ηm 是弯构件加固强度修正系数。对于双侧加固，按照下表来取值；对于单侧加固，按照下表值的 0.9 倍来取值。
加固构件在主平面内受弯，其整体稳定性的验算需符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017 的规定。稳定系数应依据加固后的截面来计算。然而，在进行验算时，应把钢材的抗弯强度设计值 f 改为钢材换算强度设计值 f’，并且还应乘以强度折减系数ηm。
钢结构受弯构件加固后，其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。加固后的受弯构件总挠度ωT包含两部分，一是加固前负荷下的初始挠度ω0，二是焊接时因加热、固化产生的焊接残余挠度ωw以及焊后新增荷载下的挠度增量Δω。
（2） 粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法也能用于钢结构受压构件的加固。本方法加固的钢结构，其长期使用时的环境温度不能高于 60℃；对于处于高温、高湿、介质侵蚀、放射等特殊环境的钢结构，若采用本方法进行加固，除了要按照国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施之外，还应使用耐环境因素作用的胶粘剂，并且要按照专门的工艺要求进行粘贴。
受弯构件经粘钢加固后，它的受弯承载力提高幅度不应超过 30%。同时，其受剪承载力的提高幅度也不应超过 30%。
受弯承载力进行加固计算时，需要考虑那些不能卸载的荷载所引发的原构件应力σ0所带来的影响。同时，要引入针对不同使用条件类别构件的强度修正系数ηm。其计算公式具体如下：
受弯构件的腹板进行粘钢受剪加固时，若构件承受静力荷载，应符合下列规定：
其中，fv 是计算部位原钢材的抗剪强度设计值。ηv 是受弯构件腹板粘钢加固强度修正系数。对于 I、II 类结构，ηv 取为 0.80；对于其他类结构，ηv 取为 0.85。
对受弯构件正弯矩区的正截面进行加固时，其受拉面沿轴向粘贴的钢板的截断位置，要从强度能充分利用的截面开始计算。并且，粘贴延伸长度的取值应当符合下面这个式子的规定。
结语
钢结构加固设计面临的不确定因素很多且很复杂，比新建工程的要多得多。设计人员需要依据专家的鉴定结论，结合相关的规范标准，同时考虑业主的要求，进行综合考量。
参考文献：
《钢结构加固设计标准》GB 51367-2019 是由中国建筑工业出版社出版的。
