钢结构的加固方法有哪些?

时间:2019-08-17 13:56   tags: 行业新闻  


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最费料最费工的方法(但往往是可行的方法);改变计算简图的方法最有效且多种多样,其费用也大大下降

一、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。

二、钢结构损害的主要因素及加固技术措施

2.1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。本文来源钢构联盟

2.2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。

2.3 传统钢结构加固方法的特点

焊接钢结构加固

焊接加固时,局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形高温作用使焊接部位的组织及性能劣化;而且焊缝必然存在缺陷,会产生新的裂纹;焊接结构内部存在残余应力,与其他作用结合可能导致开裂。焊接使结构形成连续的整体,裂缝一旦失稳扩展,就有可能一断到底,引发重大事故。

粘钢钢结构加固

采用结构胶将钢板粘贴在需要加固的部位,依靠结构胶将其粘结在一起共同受力,提高结构的承载力。

粘贴加固技术具有明显的优势:(1)比强度和比刚度高,加固后基本不增加原结构的自重和原构件的尺寸;(2)复合材料具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能;(3)柔性的复合材料对于任意封闭结构和形状复杂的被加固结构表面具有特别的优势。密封性好,减少了渗漏甚至腐蚀的隐患;(4)简便易行、成本低、效率高,在狭小空间亦可施工,特别适合现场修复;(5)施工过程中无明火,适用于各种特殊环境。

粘贴加固技术的缺点:在对受弯构件的粘钢受剪承载力的试验研究中,发现进一步加载时,粘贴钢板出现玻璃现象,导致最终极限承载力增大减小。

确保粘钢加固钢板不出现剥离,仍需研究给出合理的构造措施。

螺栓连接钢结构加固

其需要在损伤部位附近开孔,削弱了截面,使之形成新的应力集中区,使原螺栓出现松动现象,降低了钢结构结构修补的效果。普通螺栓在动载作用下易松动,高强螺栓易发生应力松弛现象,降低了结构的修补效果。

以上几种高层钢结构加固方法除了以上几个缺陷,还有一个共同的缺陷:钢结构加固所选材料基本都为钢材,在进行加固处理时会给结构带来过多的结构自重,且钢板不易裁剪成加固所需的形状,安装运输等较为困难,在加固完工之后,需对钢材进行防锈处理,以免钢材生锈对结构胶产生不必要的影响,且维护工作量大,费用较高。

3.预应力加固钢结构技术优点

  1. 加固工作可在不卸载、不停产的条件下进行;
  2. 施加预应力可直接减小变形,迅速消除超逾应力和内力峰值;
  3. 与非预应力方式相比,可消除应力滞后现象,充分利用的高强特性,提高加固效率。
  4. 结合可靠锚固,可降低粘结界面的剥离应力,避免整体剥落,提高加固的可靠性;
  5. 降低加固费用和使用成本。