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關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu) 砌體結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)加固措施

前言：三種材料在建筑工程的應(yīng)用中優(yōu)劣并存，隨著人們生活水平的提高，人們對建筑工程工程的質(zhì)量提出了新的要求，要求建筑物的穩(wěn)固性增加，這就要求建筑物的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。

1.混凝土結(jié)構(gòu)加固措施

混凝土是目前建筑結(jié)構(gòu)中使用最為廣泛的材料，對其加固一般采取直接加固或者間接加固的措施，加固手段的選擇要根據(jù)實際的條件以及具體的環(huán)境進行確定。

1.1 直接加固的方法

1.1.1 加大截面的加固法

鋼筋混凝土的受彎能力直接體現(xiàn)其穩(wěn)固性，在其受彎構(gòu)件受壓區(qū)，加混凝土現(xiàn)澆層，這樣可以增加截面的有效高度，擴大截面面積，提高構(gòu)件的抗彎能力，斜截面抗剪能力和截面剛度，進而起到了一定的加固作用。這種方法相對簡單，適用性強，而且經(jīng)驗成熟，便于施工，但其需要的施工時間較長，會對生活產(chǎn)生一定的不利影響。

1.1.2 混凝土置換

該方法在優(yōu)勢上與上一方法相同，而且其在加固后不會影響建筑物的凈空情況，但缺點也是相似的，其主要適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或者有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

1.1.3 外包鋼加固的措施

采用型鋼或者鋼板包在被加固的構(gòu)件的外面，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法，進行加固后的構(gòu)件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。其優(yōu)勢是受力可靠，施工方便，工作的量小，但是其耗費材料較多，在高溫場所施工必須做好防護工作，主要適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

1.1.4 粘鋼加固手段

在外部承載力不同的區(qū)段，在其表面進行粘貼鋼板，可以提高被加固的構(gòu)件的承載力，改措施施工簡單易行，受到影響小，但其效果受到了膠粘工藝的影響較大，而且受到操作人員水平的限制，波動性較大。

1.1.5 其他方法

除了以上的加固措施外，針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固還有其他手段，包括粘貼纖維增強塑料加固法 ，繞絲法，錨栓錨固法，都是各有優(yōu)缺點，要根據(jù)建筑的場合，環(huán)境的條件進行對比，選擇經(jīng)濟成本最低，效果最好的方法進行加固處理，提高建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。

1.2 間接加固的措施

1.2.1 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是目前建筑結(jié)構(gòu)加固的主要措施，其還可以分為預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固與下?lián)卫瓧U加固的措施，其加固效果良好，受到了普遍的歡迎，目前的應(yīng)用范圍較廣，但是仍存在一些不足有待完善。

1.2.2 增加支撐加固法

該方法主要是通過降低受彎構(gòu)件的計算跨度，提高結(jié)構(gòu)的承載水平，相對而言，這一措施簡單可靠，但容易損壞建筑物本身的形態(tài)以及使用的功能，而且會降低建筑物的使用空間，其主要適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

1.3 加固的輔助措施

混凝土的加固措施除了以上的方法外，還要使用部分輔助措施才能進行加固，才能實現(xiàn)加固的目的，例如托換技術(shù)、植筋技術(shù)、裂縫修補技術(shù)等。

2.砌體結(jié)構(gòu)加固措施

與混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法相同，砌體結(jié)構(gòu)的加固同樣分為直接加固與間接加固兩類。

2.1 直接加固法

目前，對砌體的加固采取的直接加固法主要有三中歐那個，第一，鋼筋混凝土外加層加固，主要是對復(fù)合截面進行加固，其施工工藝簡單，適應(yīng)性強，在進行加固后，其效果顯著增強，但其作業(yè)時間場，會影響正常的工作，而且加固后的建筑物凈空有一定的減小。第二鋼筋水泥砂漿外加層加固法，該方法主要適用于砌體墻的加固。第三，增設(shè)扶壁柱加固法，其承載力較高，但其抗震效果不佳，一般應(yīng)用于非震區(qū)的地區(qū)。

2.2 間接加固法

間接加固法目前只有兩種，無粘結(jié)外包型鋼加固法與預(yù)應(yīng)力撐桿加固法，第一種方法是傳統(tǒng)的加固方法，耗費較高，而且需要輔助鋼結(jié)構(gòu)才能實現(xiàn)，但其工藝簡單，受力可靠，應(yīng)用較廣；第二種可以很好的提高砌體柱的承載能力，加固效果良好，但其在高溫的環(huán)境中應(yīng)用能力較弱。

3.鋼結(jié)構(gòu)的加固措施

目前，建筑工程最常用的建筑結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)，其相對承載力較高，而且受壓性能較高獲得用戶的普遍認可，其加固的主要方法有：減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗時，亦可采用其它加固方法。

改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固措施是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固的方法；加大構(gòu)件截面的加固方法的要求是所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況；連接的加固與加固件的連接方法主要是焊接、鉚釘?shù)?。對鋼結(jié)構(gòu)的加固方法目前應(yīng)用較為普遍，適用性較高。

結(jié)束語：

綜上所述，我們對建筑工程結(jié)構(gòu)的加固措施有了一定的了解，也對不同的結(jié)構(gòu)的加固方法有了一定的認識，隨著技術(shù)的不斷提高，社會的不斷進步，相信我國的建筑工程結(jié)構(gòu)加固工藝可以不斷地進步，促進建筑工程之類的提高。

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關(guān)鍵詞:建筑鋼結(jié)構(gòu)；檢測；加固措施

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：

鋼結(jié)構(gòu)建筑屢見不鮮，在城市建筑上發(fā)揮了重要作用，然而，近幾年也發(fā)生一些坍塌事故。因此，加強對建筑鋼結(jié)構(gòu)的檢測、加固的措施等方面的研究顯得尤為重要，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵。

l、建筑鋼結(jié)構(gòu)工程事故破壞機理與檢測內(nèi)容

鋼結(jié)構(gòu)事故類型最主要集中在穩(wěn)定性的破壞、疲勞破壞、脆性破壞和腐蝕破壞四種。破壞機理如下：鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)原因局部失穩(wěn)和整體失穩(wěn)：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造、應(yīng)力集中、應(yīng)力幅等引起的鋼結(jié)構(gòu)疲勞問題；低溫和動載、材質(zhì)缺陷、鋼板厚度、應(yīng)力腐蝕、氫脆引起的脆性斷裂；腐蝕問題有化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕等。針對以上鋼結(jié)構(gòu)工程事故常發(fā)生的類型，建筑鋼結(jié)構(gòu)工程檢測內(nèi)容可分為三個部分：鋼結(jié)構(gòu)材料檢測、鋼結(jié)構(gòu)連接檢側(cè)(包括緊固件檢測和焊縫無損探傷)及鋼結(jié)構(gòu)性能檢測。建筑鋼結(jié)構(gòu)用材料又可分為三大類，即結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)用材料、結(jié)構(gòu)連接用材料(焊接用材料)及結(jié)構(gòu)防護用材料。鋼結(jié)構(gòu)材料檢測便是針對以上三類材料的檢測。對于建筑鋼結(jié)構(gòu)連接的檢測，鋼結(jié)構(gòu)的連接有三種方式：緊固件連接、焊接連接和柳釘連接，其中柳釘已經(jīng)很少用，多被高強度螺栓連接所取代。焊接連接是最常用的連接方式，因而焊縫質(zhì)量的檢測是鋼結(jié)構(gòu)檢測的主要內(nèi)容。針對建筑鋼結(jié)構(gòu)性能的檢測涉及面很廣，主要包括以下內(nèi)容和方法：結(jié)構(gòu)荷載及作用檢測：結(jié)構(gòu)形體及結(jié)構(gòu)損傷的測定；結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接的強度檢測；結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的穩(wěn)定性核定；結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的剛度檢測；結(jié)構(gòu)動力性能檢測；結(jié)構(gòu)疲勞與斷裂檢測；鋼結(jié)構(gòu)防腐防銹及抗火性能檢測。

2、建筑鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)

建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測的技術(shù)，主要包括力學(xué)性能、理化分析、無損探傷、結(jié)構(gòu)性能等領(lǐng)域。其中鋼結(jié)構(gòu)無損檢測目前應(yīng)用最廣，主要應(yīng)

用在以下幾方面：焊接球節(jié)點鋼網(wǎng)架。其整體結(jié)構(gòu)由鋼管桿件與空心鋼球焊接組成的，球桿焊縫和空心球焊縫是二級質(zhì)量焊縫，因此焊縫內(nèi)部質(zhì)量是保證網(wǎng)架安全主要因素，而焊縫質(zhì)量檢測采用超聲檢測，其檢測方法和評定方法執(zhí)行JG廠r3034．1。螺栓球節(jié)點鋼網(wǎng)架中的應(yīng)用。螺栓球節(jié)點鋼網(wǎng)架由螺栓球、高強度螺栓和桿件三個分體構(gòu)件組裝而成。螺栓球和高強度螺栓要進行表面質(zhì)量檢測，一般采用水洗型著色滲透檢測，其檢測方法和評定方法執(zhí)行JB4730；桿件焊縫要進行內(nèi)部質(zhì)量檢測，依據(jù)JGJ78采用超聲檢測，其檢測方法和評定方法執(zhí)行JG廠r3034.2。在焊接鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用。焊接H型門式鋼結(jié)構(gòu)由鋼柱和鋼梁焊拼而成，是常見的一種焊接鋼結(jié)構(gòu)。其中的全熔透焊縫內(nèi)部質(zhì)量要進行超聲檢測，其檢測方法和評定方法執(zhí)行GB廠rll345。抽樣數(shù)量和方法，一級焊縫100％檢測，二級焊縫按每條焊縫長度的20％且不小于200MM抽取。在緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用。廠房的H型門式鋼架和高層建筑的鋼骨架，大部分是分體鋼柱和鋼梁用高強度螺栓連接組裝的，是典型的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)工程。其中的鋼柱和鋼梁的全熔透焊縫內(nèi)部質(zhì)營要進行超聲檢測。

3、建筑鋼結(jié)構(gòu)加固的方法

改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固：改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法指采

用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿

件和支撐，施加預(yù)應(yīng)力，考慮窄間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固

的方法。鋼柱的加同的方法是增設(shè)支撐減少柱計算長度：將屋架與

柱交接改為剛接，減少柱計算彎矩和計算長度；增加屋蓋支撐使排

架柱可按空間結(jié)構(gòu)進行驗算．力口強某柱列，使排架所受水平荷載主

要由該列柱承擔(dān)，其他柱列卸載，減少加固工作量。鋼梁的加固的

方法是增設(shè)支柱或支撐以減少梁的跨度，提高梁的承載力；增設(shè)拉

桿施加預(yù)應(yīng)力；將各單跨梁支座連接成連續(xù)梁，以減少跨中彎矩。

增大構(gòu)建截面的加固：大都采用增補鋼材的方法，此外也可對原構(gòu)件外包混凝土進行加固；鋼柱的加固可采用改變截面形式方式，來提高彎矩作用平面內(nèi)外的承載能力：鋼梁加固，焊接組合梁和型鋼梁都可在翼緣板上加焊水平板，斜板或型鋼進行加固，一般宜上下翼緣均加固，但當(dāng)有鋪板t翼緣加同困難時，亦可僅對下翼緣補強加固。對用于梁腹板抗剪強度不足的加固，當(dāng)梁腹板穩(wěn)定性不能保證時，往往采用設(shè)置加勁肋的方式。連接和節(jié)點加固：構(gòu)件的增補或局部桿件的替換，都需要適當(dāng)?shù)倪B接。加固的桿件必須通過節(jié)點加固才能參與原結(jié)構(gòu)工作，破壞了的節(jié)點需要加固。為此要對原焊接連接、原鉚釘螺栓連接進行加固，節(jié)點連接擴大。

3.1CFRP加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)已被廣泛地運用到工程領(lǐng)域中，實踐證明，這些方法是非常有效的。但它的缺點是費時、費力、增加結(jié)構(gòu)的重量，耐久性較差，維護費用較高。相比之下碳纖維增強復(fù)合材料（CFRP）具有優(yōu)秀的物理、力學(xué)性能，如強度和剛度高、抗疲勞性能和耐腐蝕性能好、現(xiàn)場可操作性強、施工周期短、不損傷原結(jié)構(gòu)等優(yōu)點。目前已廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)中，國內(nèi)外對CFRP加固鋼結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用則處于起步階段，主要集中在受彎構(gòu)件的加固、受拉（壓）構(gòu)件的加固、疲勞加固、粘結(jié)劑及其受力分析的研究、預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究。

3.2 受彎構(gòu)件的加固

國內(nèi)外關(guān)于CFRP加固鋼結(jié)構(gòu)的試驗研究大部分集中在受彎構(gòu)件上，主要分為無損傷缺陷鋼梁的加固和損傷鋼梁的加固。

3.2.1無損傷缺陷鋼梁的加固

FRP 加固鋼梁的試驗研究最早始于20 世紀90年代中期,美國Delaware 大學(xué)對無損傷缺陷的工字型鋼梁進行研究。國內(nèi)外許多學(xué)者開展了對各種類型的鋼梁加固研究,主要包括工字型截面鋼梁、矩形截面鋼梁、鋼板梁、鋼- 混凝土組合梁。已有的試驗結(jié)果表明,隨著粘貼的纖維量、纖維的彈性模量、鋼材的彈性模量、鋼材的屈服強度的變化,加固效果也不同。

3.2.2 損傷鋼梁的加固

存在損傷缺陷的鋼梁用高模量的CFRP 板加固后,剛度基本能恢復(fù)到未損傷情況下鋼梁剛度的90%以上,極限承載力的提高隨著加固量和損傷大小而不同,粘貼CFRP 加固修復(fù)損傷鋼結(jié)構(gòu)不僅能恢復(fù)其損失的剛度、承載能力和改善其疲勞性能,還能對鋼結(jié)構(gòu)形成保護,起到加固和防腐的雙重效果。

3.3 受拉（壓）構(gòu)件的加固

西安建筑科技大學(xué)的彭福明等用能量法得到了CFRP加固軸心受壓鋼管的彈性屈曲荷載，并與有限元計算結(jié)果進行了對比，結(jié)果表明：縱向粘貼CFRP對提高鋼結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件的彈性屈曲荷載比較明顯，并提出可以用來預(yù)測鋼結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件的彈性屈曲荷載的理論計算公式。

西安交通大學(xué)的馬建勛等人對采用碳纖維布粘貼加固后的鋼板進行了單軸拉伸試驗,試驗結(jié)果表明,鋼板采用CFRP 布雙面粘貼后,屈服荷載可提高16 %～18 % ,極限荷載可提高16 %～ 25 % ,破壞模式是CFRP 布被拉斷,主要是斷面附近或CFRP 布端部發(fā)生脫膠。

3.4 疲勞加固研究

國內(nèi)學(xué)者張寧等提出：1）碳纖維加固后焊趾處應(yīng)力重新分布,能夠承受更大的疲勞應(yīng)力。2) 本試驗結(jié)果表明,經(jīng)過碳纖維加固后,鋼結(jié)構(gòu)試件應(yīng)力循環(huán)次數(shù)超過50 萬次的疲勞強度遠遠高于原狀焊縫。

Bassetti等人用預(yù)應(yīng)力CFRP板加固從舊橋中取出的一根鉚接鋼梁，結(jié)果表明用預(yù)應(yīng)力CFRP 板可以對鉚釘孔附近疲勞裂紋的出現(xiàn)和進一步發(fā)展起到延緩作用,加固后的鋼梁,循環(huán)次數(shù)達到2000萬次。

清華大學(xué)的鄭云基于線彈性斷裂力學(xué)理論,采用有限元模型對表征疲勞裂紋擴展速率的裂紋前端應(yīng)力強度因子進行了計算分析。計算結(jié)果表明,采用CFRP 雙面粘貼加固后鋼板的剩余疲勞壽命得到顯著提高,從理論上驗證了用CFRP 加固疲勞損傷鋼結(jié)構(gòu)是非常有前途的一種加固方法。

3.5 粘結(jié)劑及其受力分析的研究

西安建筑科技大學(xué)的彭福明等采用有限元方法,對粘貼CFRP加固修復(fù)鋼結(jié)構(gòu)時影響二者之間荷載傳遞效果的因素進行了系統(tǒng)的分析。

楊勇新等對粘貼碳纖維布加固鋼板進行了靜力拉伸試驗，試驗結(jié)果表明：1) 粘貼碳纖維布能有效提高拉伸構(gòu)件的屈服荷載，但是對極限荷載的貢獻不大。2) 采用高模量的碳纖維布加固損傷鋼構(gòu)件的效果更加明顯。3) 保證碳纖維布在鋼材屈服后仍不發(fā)生剝離是非常重要的。

張寧等通過界面粘結(jié)力的試驗研究和公式推導(dǎo)，得出如下結(jié)論：1)碳纖維材料與鋼結(jié)構(gòu)的界面應(yīng)力受到材料性能、粘貼質(zhì)量、粘貼方式、膠層厚度等因素的影響。2) 界面的受力隨著粘結(jié)長度的變化而變化，但當(dāng)粘結(jié)長度增大到一定值時,承載力不再提高。3) 粘結(jié)劑涂抹要均勻,厚度要適當(dāng)。4) 碳纖維布要保持平直,粘貼方向與最大受力方向保持一致,以充分發(fā)揮碳纖維的受力性能。

在粘貼CFRP 之前,加強鋼材表面的處理可以增強粘貼強度和耐久性。當(dāng)表面處理完成后15h 內(nèi)必須粘貼CFRP ,否則會降低粘結(jié)強度。Miller建議應(yīng)用加速養(yǎng)護方法,比如電熱毯或加熱器來提高粘結(jié)劑的養(yǎng)護速度。表面處理或者噴砂處理可以從鋼結(jié)構(gòu)表面除去鐵銹、各種涂料和油漆,增強粘結(jié)效果。Jason D.Bardis系統(tǒng)研究了各種表面處理方法對粘結(jié)強度的影響。為了避免膠層的剝離破壞,提出了很多方法。Vinson提出把FRP 板的兩端做成45°角,可有效地減小膠層的應(yīng)力。Sen設(shè)計了一種鋼夾具固定在FRP板兩端來抵抗此處較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。Liu則建議在張拉翼緣和腹板上纏繞纖維方向垂直于梁長度方向的GFRP 以避免CFRP 片材與鋼結(jié)構(gòu)的剝離。

3.6預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究

預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)是將傳統(tǒng)的體外預(yù)應(yīng)力施加技術(shù)與碳纖維加固技術(shù)結(jié)合起來,從而起到加固鋼結(jié)構(gòu)的作用。預(yù)應(yīng)力CFRP 加固鋼結(jié)構(gòu)是一種加固新方法。現(xiàn)有的試驗研究很少,基本都處在理論研究階段。江克斌[20]等人應(yīng)用有限元軟件ANSYS 對長5m ,高。0.2m ,寬0.1m 的矩形截面鋼梁進行了非線性分析并進行了理論公式的推導(dǎo)。

趙啟林等人提出了CFRP 加固鋼結(jié)構(gòu)的反拱預(yù)應(yīng)力技術(shù)。其基本思路是:首先利用已經(jīng)成熟的體外預(yù)應(yīng)力施加技術(shù),在結(jié)構(gòu)使用荷載的反方向施加荷載,消除已有變形并且使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的變形,在該變形狀態(tài)下粘貼CFRP ,當(dāng)CFRP 與鋼結(jié)構(gòu)梁等結(jié)構(gòu)粘貼可靠后撤收施加預(yù)應(yīng)力的設(shè)備。推導(dǎo)了理論公式并用有限元分析了公式的適用性。預(yù)應(yīng)力加固現(xiàn)處在起步階段,將是今后重點研究的一個方向。

結(jié)語

通過了解建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測與鑒定的對象以及目前針對建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測鑒定對象所采用的手段，可以發(fā)現(xiàn)目前對于建筑鑰結(jié)構(gòu)的檢測鑒定還是停留在對一些具體結(jié)構(gòu)，或者構(gòu)件層次上的檢測鑒定，且缺乏針對性的技術(shù)標準。對實際工程鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的檢測與加固這類問題的研究，有待于設(shè)計和鑒定理論的提高。

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篇3

關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);加固;設(shè)計

1工程概況

某鋼材剪切加工車間建于2001年，車間為全鋼結(jié)構(gòu)廠房，總長378m，寬為36m。該廠房分兩期建設(shè)，其中一期廠房長度為120m，二期廠房直接緊鄰一期廠房沿縱向布置，且兩者之間并未設(shè)置伸縮縫。二期廠房檐口標高10.500m，吊車梁牛腿頂面標高6.300m，橫向兩跨，跨度均為18m，柱距6m，吊車梁長度為16．5m，每跨內(nèi)均設(shè)有兩臺起重量為100kN的橋式吊車，吊車工作級別為A5，后因為使用過程中發(fā)現(xiàn)吊車頻繁出現(xiàn)啃軌和斷電現(xiàn)象，使用方又將吊車的起重量減少為80kN(圖1)。廠房橫向采用門式剛架結(jié)構(gòu)體系，縱向設(shè)置柱間支撐。該廠房在建設(shè)時未進行正規(guī)的設(shè)計，且竣工后未保存任何工程圖紙和施工記錄。由于該廠房東側(cè)山墻未設(shè)置抗風(fēng)柱，在2012年的一次臺風(fēng)中，該山墻的墻面在風(fēng)荷載作用下出現(xiàn)十分明顯的波浪狀變形，業(yè)主不得不緊急使用大量的毛竹將整片山墻撐住，才勉強抵抗住臺風(fēng)的侵襲。此外，廠房還存在較多明顯的質(zhì)量問題，如部分柱間支撐不完整，柱間支撐鋼管、節(jié)點板、系桿變形比較普遍，嚴重影響廠房柱平面外的穩(wěn)定，吊車存在啃軌現(xiàn)象，行車輪更換較為頻繁，并且臺風(fēng)過后廠房山墻附近區(qū)域約4列中柱存在較為明顯的傾斜現(xiàn)象。問題出現(xiàn)后，廠房的使用方曾自行對廠房的山墻采取了臨時性加固措施，在山墻上增設(shè)了4根抗風(fēng)柱，并對山墻墻面進行了簡單修復(fù)，但此舉僅為局部處理，未按廠房各系統(tǒng)進行整體考慮。業(yè)主從廠房安全使用的角度出發(fā)，特委托專業(yè)人員對廠房的安全以及使用現(xiàn)狀進行檢查及圖紙測繪，按照國家及地方相關(guān)標準規(guī)范，對廠房使用狀態(tài)作出綜合評估，在評估的基礎(chǔ)上對廠房進行加固設(shè)計，以保證廠房的安全有效使用。

2廠房結(jié)構(gòu)勘察及鑒定

為了對廠房進行全面、有效的加固設(shè)計，需要對整個廠房結(jié)構(gòu)進行細致的勘察，以檢查出結(jié)構(gòu)的安全隱患。因此，不但對廠房的屋面、墻面、吊車梁系統(tǒng)、柱系統(tǒng)、構(gòu)件的連接節(jié)點進行了現(xiàn)場實地勘察和測繪，繪制出能夠反映廠房實際現(xiàn)狀的圖紙，還對廠房的實際承載能力和正常使用狀態(tài)進行了計算復(fù)核。對廠房的橫向框架按照柱腳鉸接的假定進行計算復(fù)核，計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)邊柱的下柱平面外應(yīng)力超過了材料的容許應(yīng)力，約為容許應(yīng)力的1.15倍左右，如采用增大截面的做法則會面臨巨大的加固費用和現(xiàn)場的焊接工作。由于廠房柱的柱腳底板較薄，僅為20mm，剛好滿足構(gòu)造要求，且僅在柱腳兩側(cè)翼緣各設(shè)置1塊加勁肋，這樣的柱腳構(gòu)造僅能視為典型的鉸接柱腳。在相同梁柱線剛度比下，柱底剛接比柱底鉸接時的長細比更小，而減小長細比有利于降低柱平面外的應(yīng)力。若將柱腳加固為剛接柱腳，其工作量顯然比加大柱截面小得多，對廠房的生產(chǎn)運行的影響也可以降到最低，所以采取在柱腳增設(shè)加勁肋的措施，將底板分成若干個小區(qū)格，減小柱底板在柱底壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生的彎矩，將柱腳加固成剛接柱腳，以減小廠房柱的長細比。廠房原有的柱間支撐桿件采用圓鋼管或?qū)嵭膱A鋼，其中圓鋼用于部分上柱支撐?？辈熘邪l(fā)現(xiàn)廠房整個柱間支撐的設(shè)置和施工存在諸多隱患:1)上柱的圓鋼支撐基本處于松弛狀態(tài)(圖2a)，而圓鋼支撐只有處于張緊狀態(tài)時才能發(fā)揮作用，松弛的圓鋼沒有軸向剛度，屋面的縱向力無法有效地向下傳遞。2)部分圓鋼管支撐有明顯的彎曲變形，有的柱間支撐存在桿件缺失的情況(圖2b)，而有的柱間支撐未延續(xù)至柱底(圖2c)。發(fā)生彎曲的支撐其剛度已經(jīng)退化，不能繼續(xù)有效地抵抗水平力作用。缺失的支撐桿件以及未延續(xù)至柱底的柱間支撐阻斷了水平力向下傳遞的路徑，轉(zhuǎn)而通過廠房柱平面外受彎來抵抗水平力。3)支撐節(jié)點板厚度較薄且有較為普遍的變形現(xiàn)象，柱間支撐桿件與節(jié)點板的連接長度也明顯不足，連接焊縫的外觀質(zhì)量比較粗糙，有漏焊現(xiàn)象。4)十字交叉支撐的交叉節(jié)點構(gòu)造不合理。有的采用直接相貫連接;有的在其中一根圓管上外套一段圓管作為加強措施，另一根支撐斷開后再與外套管焊接連接。勘察中發(fā)現(xiàn)，鋼管的相貫節(jié)點處已經(jīng)出現(xiàn)管子凹陷的現(xiàn)象，外套管相貫節(jié)點處鋼管錯邊的現(xiàn)象也比較普遍。這些交叉節(jié)點由于沒有可靠的加強措施，也難以有效地傳遞結(jié)構(gòu)內(nèi)力，處于“半失效”的狀態(tài)。對廠房的縱向柱間支撐系統(tǒng)進行計算復(fù)核，計算結(jié)果表明:在不考慮溫度應(yīng)力的前提下，現(xiàn)有的柱間支撐和系桿截面尚能滿足設(shè)防烈度地震、風(fēng)荷載和吊車縱向剎車力作用下的承載能力。但由于大批量的支撐桿件和系桿發(fā)生了明顯變形，整個支撐系統(tǒng)已無法繼續(xù)使用，而且端部的下柱支撐還使得溫度應(yīng)力無法釋放。在勘察中發(fā)現(xiàn)，靠近山墻約4列中柱沿縱向傾斜嚴重。后經(jīng)柱子傾斜測量表明，靠近二期廠房山墻部位的多根柱子已到達危險點，存在嚴重安全隱患。廠房在山墻處的兩個柱距之間均布置了上柱和下柱支撐，并且該柱間支撐在每個下柱區(qū)域均設(shè)置了兩道交叉支撐，由于廠房的縱向長度較長，在溫度應(yīng)力的作用下，該區(qū)域的柱間支撐均出現(xiàn)了不同程度的變形。從整個廠房柱間支撐系統(tǒng)的布置上來看，也存在很多不合理的地方。該廠房分兩期建設(shè)，一期廠房的柱間支撐設(shè)置符合GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的要求，即在縱向溫度區(qū)段的兩端僅設(shè)置上柱柱間支撐，在溫度區(qū)段的中部依據(jù)廠房的長度酌情設(shè)置若干道上、下柱柱間支撐;二期廠房的高度略低于一期廠房，且柱間支撐的設(shè)置未對兩部分廠房進行統(tǒng)籌考慮，柱間支撐的布置顯得較為無序和雜亂，兩部分廠房之間也沒有設(shè)置伸縮縫。二期廠房屋面檁條、吊車梁直接與一期廠房相連接，廠房縱向總長達到378m，遠遠超過CECS102∶2002《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中廠房縱向溫度區(qū)段長度不得超過300m的規(guī)定。此外，二期廠房在縱向的兩端均設(shè)置了下柱柱間支撐，使縱向溫度應(yīng)力無法釋放，轉(zhuǎn)而積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，經(jīng)過多年冷熱膨脹和收縮變形的往復(fù)作用，很多柱間支撐和縱向系桿均出現(xiàn)整體屈曲的現(xiàn)象。二期廠房的東側(cè)山墻在臺風(fēng)期間出現(xiàn)重大險情，是本次勘察的重點之一?？辈熘邪l(fā)現(xiàn)，使用方雖然對山墻采取了臨時加固措施，增加了4根抗風(fēng)柱，并在山墻局部布置了山墻柱間支撐，但是山墻柱的布置并不與山墻的長度相匹配，山墻柱的定位并未處于廠房柱之間的等分點上，很多山墻柱由于柱距較大，檁條的跨度也較長，在夏季臺風(fēng)季節(jié)仍會出現(xiàn)風(fēng)荷載作用下墻面變形的可能。山墻柱的柱頂直接與屋面梁的下翼緣連接，在風(fēng)荷載的作用下屋面梁受到抗風(fēng)柱施加的扭矩作用，而屋面的水平支撐節(jié)間由于和抗風(fēng)柱的位置錯開，從而使得由山墻柱傳給屋面的集中力不能直接傳遞給屋面的水平支撐系統(tǒng)，整個山墻區(qū)域的結(jié)構(gòu)布置不能達到受力合理、傳力直接的效果，這是加固改造的重點部位之一。對吊車梁進行了承載能力和正常使用狀態(tài)的計算復(fù)核，計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)吊車梁的承載能力不能滿足兩臺吊車位于同一柱距內(nèi)的工作狀態(tài);當(dāng)1個柱距內(nèi)僅有1臺吊車工作且吊車的起重量達到100kN時，吊車梁強度和變形均不能滿足相關(guān)規(guī)范要求;當(dāng)1個柱距內(nèi)僅有1臺吊車工作且吊車的起重量達到80kN時，吊車梁強度能滿足，跨中變形不能滿足相關(guān)規(guī)范要求。由于吊車梁的加固需要通過在已有的吊車梁本體上焊接型鋼或鋼板的方式來增強其承載能力，其現(xiàn)場的焊接量巨大且會影響到車間正常的生產(chǎn)運行，故進一步限制吊車的起吊重量或許更切合實際。

3廠房結(jié)構(gòu)加固設(shè)計

針對以上所述問題對整個廠房結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)籌考慮，制定出合理有效的加固設(shè)計方案。由于廠房的眾多柱間支撐和縱向系桿均出現(xiàn)不同程度的整體屈曲變形，且布局存在諸多不合理，整個廠房縱向柱間支撐體系已處于不可靠的工作狀態(tài)，不能為廠房柱提供穩(wěn)定的平面外支點，所以廠房的柱間支撐系統(tǒng)應(yīng)進行全面更換，并且由于廠房縱向長度超長，需要對一、二期廠房的結(jié)合處采取變形伸縮的措施，保證廠房的縱向受力體系可承受各種縱向力的作用，從而確保廠房結(jié)構(gòu)的安全。1)在屋面和墻面檁條的檁托板上焊接事先開設(shè)好長圓孔的節(jié)點板，節(jié)點板作為檁條新的支座，原有檁托板上的螺栓在新節(jié)點板和原有檁托安裝固定完畢后卸除，使得檁條可以沿著長圓孔的方向具備適當(dāng)?shù)纳炜s滑動空間。2)將原吊車梁牛腿側(cè)面加長，并更換吊車梁下方原有的水平節(jié)點板，重新安裝開設(shè)有長圓孔的節(jié)點板，新節(jié)點板要與吊車梁的支座加勁肋間隔適當(dāng)?shù)木嚯x。在安裝新節(jié)點板前，吊車梁需事先從柱子上卸下，為節(jié)點板的安裝提供操作面。吊車梁卸至地面后，在下翼緣對應(yīng)節(jié)點板長圓孔的位置用磁力鉆開設(shè)好螺栓孔，再重新安裝至原位置，節(jié)點板的長圓孔與吊車梁下翼緣的圓孔之間用永久螺栓連接，使得吊車梁在廠房柱牛腿上能有適當(dāng)?shù)幕瑒泳嚯x。在處理好一、二期廠房變形伸縮的問題后，就可以著手布置二期廠房新的柱間支撐體系。二期廠房在縱向溫度區(qū)段的端部僅布置上柱支撐，在溫度區(qū)段的中間按照相鄰柱間支撐間距不超過60m的原則，布置了3道上、下柱支撐，保證廠房縱向具備足夠的剛度。上柱支撐采用單片支撐，支撐形式根據(jù)桿件的角度大小采用人字形或十字交叉形;下柱支撐采用雙片支撐，支撐形式采用十字交叉形，支撐桿件均采用熱軋角鋼。二期廠房的山墻結(jié)構(gòu)需要重新布置，原有的山墻柱并不廢棄，但需重新布置在廠房橫向的等分點處，抗風(fēng)柱的柱距定為6m，與屋面水平支撐的節(jié)間相對應(yīng)?？癸L(fēng)柱的上端用彈簧板與屋面梁腹板連接，連接位置設(shè)置在距離屋面梁上翼緣100mm處，可避免屋面梁受扭。山墻的檁條及墻面板也全部重新更換，檁條的檁距控制在1.5m以內(nèi)，檁條與抗風(fēng)柱之間設(shè)置隅撐以保證抗風(fēng)柱內(nèi)翼緣的側(cè)向穩(wěn)定?？拷綁μ幍膬A斜廠房柱存在安全隱患，其中?列線位于①、②軸的廠房柱的柱頂沿廠房縱向的傾斜值分別為88mm和193mm，傾斜度分別為柱高的1/131和1/60，已達到危險房屋的判定標準，但由于柱間支撐和吊車梁的支撐作用，廠房柱暫時未出現(xiàn)險情。為了排除安全隱患，在更換全廠柱間支撐的同時，需要對傾斜柱進行加固。廠房柱在傾斜后，屋面梁及吊車梁會對柱平面外產(chǎn)生附加彎矩的作用，所以對廠房柱的加固方法就是增加柱截面繞弱軸方向的截面模量。將屋面梁及吊車梁傳給廠房柱的集中力乘以廠房柱柱頂和肩梁處的柱傾斜值就可以計算出廠房柱的平面外彎矩，在需要加固的廠房柱腹板兩側(cè)貼焊T形鋼來承受該彎矩，T形鋼的截面采用TN100×100，沿廠房柱的上柱或下柱全長設(shè)置。

4結(jié)束語

通過對該鋼材加工廠房進行全面而細致地勘察和測量，并在此基礎(chǔ)上對廠房的整體結(jié)構(gòu)進行計算分析，從廠房的結(jié)構(gòu)體系入手，找出影響結(jié)構(gòu)正常承載和安全使用的主要問題，進而深入地分析和尋找廠房構(gòu)件及節(jié)點構(gòu)造中存在的安全隱患，由此順利制定出對結(jié)構(gòu)進行加固和修復(fù)的一整套全面、合理的實施辦法，解決了山墻抗風(fēng)能力不足、縱向支撐體系不能為廠房提供足夠剛度的問題，確保該廠房能夠安全、正常的生產(chǎn)運行。

參考文獻

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篇4

【關(guān)鍵詞】：鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)預(yù)應(yīng)力加固

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：

引言

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在實際使用過程中，常常會由于使用條件的變化、或設(shè)計施工中的缺陷造成結(jié)構(gòu)或局部承載能力達不到設(shè)計要求、或荷載的增加（增加保溫層、增加吊車或增大吊車噸位），或是材料質(zhì)量有缺陷，或是構(gòu)造處理不當(dāng)、或使用過程中的磨損等原因出現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞而需要加固。對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加固的技術(shù)措施可以分為兩大類：其一是改變結(jié)構(gòu)的計算簡圖和進行內(nèi)力調(diào)整；其二是對構(gòu)件及連接進行加固。

一、鋼結(jié)構(gòu)加固概述

鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有:減輕荷載、改變計算圖形、加大構(gòu)件截面面積和進行鋼結(jié)構(gòu)連接加強、阻止裂紋擴展等。近些年，預(yù)應(yīng)力的技術(shù)引進以后，也可以用于鋼結(jié)構(gòu)的加固。另外，在條件允許的情況下，也可采用其他的加固技術(shù)。長期的專業(yè)經(jīng)驗顯示，需要加固的鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)損害范圍一般分為局部加固和全面加固。

（1）局部加固，主要是對那些承載能力不足的桿件或連接節(jié)點處進行加固處理。最常用的局部加固法有增加桿件截面法和連接節(jié)點加固法。

（2）全面加固，主要是對整體結(jié)構(gòu)進行加固處理，主要可以運用不改變結(jié)構(gòu)靜力計算圖形加固法和改變結(jié)構(gòu)靜力計算圖形加固法兩類。

（3）增加或加強支承體系，也是對剛結(jié)構(gòu)體系加固的一種有效方法。增加原有構(gòu)件截面的加固方法是最費料最費工的方法;改變計算簡圖的方法最有效且多種多樣，其費用也大大下降。

（4）確定加固方案前，應(yīng)搜集下列資料：

1)原有結(jié)構(gòu)的竣工圖及驗收記錄；

2)原有鋼材材質(zhì)報告或現(xiàn)場材質(zhì)檢驗報告；

3)原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、安裝驗收記錄；

4)原有結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書；

5)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破損情況檢查報告；

6)現(xiàn)有實際荷載和加固后新增加荷載的數(shù)據(jù)。

二、鋼結(jié)構(gòu)加固原則

鋼結(jié)構(gòu)加固原則一般如下：

（1）在進行鋼結(jié)構(gòu)加固處理的階段，應(yīng)盡可能做到工程不停產(chǎn)或少停產(chǎn)，因為一旦工程停產(chǎn)，其損失一般是加固費用的幾倍或幾十倍。當(dāng)構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力小于鋼材設(shè)計強度的80％，且構(gòu)件損壞變形等不是太嚴重時，可采用負荷不停產(chǎn)加固方法，否則，將采用停產(chǎn)加固方法。

（2）結(jié)構(gòu)加固方案要便于制作、施工，便于檢查。

（3）結(jié)構(gòu)制造組裝應(yīng)盡量在生產(chǎn)區(qū)外進行。

（4）連接加固應(yīng)盡可能采用高質(zhì)量螺栓或焊接。

三、鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)措施

1.改變結(jié)構(gòu)計算圖形

改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固的方法，改變結(jié)構(gòu)計算圖形的一般加固方法：

（1）對結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進行加固：

1）增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗算；

2)加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動力特性；

3)增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細比減少以提高其穩(wěn)定性；

4)在排架結(jié)構(gòu)中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷；

5)在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強結(jié)構(gòu)的剛度。

（2）對受彎桿件可采用下列改變其截面內(nèi)力的方法進行加固：

1)改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉(zhuǎn)化為多個集中荷載;

2)改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結(jié)；

3)增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)；

4)調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置,將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu),施加預(yù)應(yīng)力。

（3）對桁架可采取下列改變其桿件內(nèi)力的方法進行加固：

1)增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)；

2)加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。

2.加大構(gòu)件截面加固法

采用加大截面加固鋼構(gòu)件時，所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮有缺陷和損傷的狀況，必要時應(yīng)分階段進行受力分析和計算。采用該方法應(yīng)注意的事項如下：

（1）注意加固時的凈空限制，使新加固的構(gòu)件不得與其他桿件相沖突；

（2）加固設(shè)計應(yīng)適應(yīng)原有構(gòu)件的幾何狀態(tài)，以利施工；

（3）應(yīng)盡量減少施工工作量。當(dāng)原有結(jié)構(gòu)鋼材的可焊性較好時，根據(jù)具體情況盡量考慮用焊接加固，并應(yīng)盡量減少焊接工作量，以減少焊接應(yīng)力的影響，避免焊接變形。還應(yīng)避免仰焊；

（4）加固應(yīng)盡量使被加固構(gòu)件截面的形心軸位置不變，以減少偏心所產(chǎn)生的彎矩。當(dāng)偏心值超過規(guī)定時，在復(fù)核加固截面時，應(yīng)考慮偏心的影響；

（5）加固后的截面在構(gòu)造上要考慮防腐的要求，避免形成易于積灰的坑槽而引起銹蝕。

3.粘貼加固鋼結(jié)構(gòu)

粘貼加固鋼結(jié)構(gòu)是利用粘結(jié)劑將粘貼到鋼結(jié)構(gòu)損傷部位的表面，使一部分荷載通過粘結(jié)層傳遞到上，降低了結(jié)構(gòu)損傷部位的應(yīng)力。粘貼加固技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢：

（1）比強度和比剛度高，加固后基本不增加原結(jié)構(gòu)的自重和原構(gòu)件的尺寸；

（2）復(fù)合材料具有良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能；

（3）柔性的復(fù)合材料對于任意封閉結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜的被加固結(jié)構(gòu)表面具有特別的優(yōu)勢。密封性好，減少了滲漏甚至腐蝕的隱患；

（4）簡便易行、成本低、效率高，在狹小空間亦可施工，特別適合現(xiàn)場修復(fù)；

（5）施工過程中無明火，適用于各種特殊環(huán)境。

4.鋼結(jié)構(gòu)連接的加固

1）焊接連接的加固

焊接連接的加固方法有：增加焊縫長度、提高焊縫有效厚度、或者兩者同時增加。當(dāng)上述方法不能滿足加固要求時，可采用附加連接板實施加固.加固角焊縫的長度和焊接尺寸或熔焊層的高度，應(yīng)由連接處加固前后設(shè)計受力改變的差值，并考慮原有連接實際可能的承載力計算確定。計算時應(yīng)對焊縫的受力重新進行分析并考慮加固前后焊縫的共同工作。同時，要盡量避免采用長度垂直于受力方向的橫向焊縫，當(dāng)無法避免時，應(yīng)采用專門的技術(shù)措施和施焊工藝，確保施工時的安全。加固后直角焊縫的強度計算時，可考慮新增焊縫和原有焊縫的共同受力作用。

2）螺栓連接的加固

在以下幾種情況下，可以考慮采用螺栓連接加固

（1）不具備焊接連接作業(yè)條件（合適的焊接和合格的焊工）；（2）被加固構(gòu)件用鋼不符合可焊性要求（含碳量），只能用螺栓等機械連接加固。；（3）要求加固過程中不產(chǎn)生附加焊接變形的構(gòu)件。

在選用螺栓連接加固時，應(yīng)優(yōu)先采用高強螺栓，因其施工工藝與一般的螺栓相近，但連接性能尤其是承受動荷載的性能明顯優(yōu)于普通螺栓連接，對直接承受動荷載的結(jié)構(gòu)，規(guī)范規(guī)定必須采用摩擦型高強螺栓連接，因為其在合適的扭擰工具配合下，使其足以保持穩(wěn)定的預(yù)拉力值，連接處通過摩擦面的傳力方式的承載能力是穩(wěn)定可靠的。連接接頭位移剛度好，產(chǎn)生滑移后，螺栓進入承壓狀態(tài)，安全可靠。

螺栓連接在操作時必須根據(jù)其工作特性，保證接觸質(zhì)量，孔洞附近鋼材表面必須清理干凈，螺栓直徑應(yīng)比原孔洞小1~3mm。當(dāng)計算承載力不足時，可采取擴孔措施，改用大直徑的螺栓。

當(dāng)構(gòu)件截面補強采用螺栓連接時，新舊二部分截面可以按共同工作計算來確定螺栓數(shù)量。由于增加的螺栓或擴孔后對原截面有部分削弱，應(yīng)該核算其凈截面強度。

5.預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

（1）預(yù)應(yīng)力加固的優(yōu)點

加固工作可在不卸載、不停產(chǎn)的條件下進行;

2）施加預(yù)應(yīng)力可直接減小變形，迅速消除超逾應(yīng)力和內(nèi)力峰值；

3）與非預(yù)應(yīng)力方式相比，可消除應(yīng)力滯后現(xiàn)象，充分利用的高強特性，提高加固效率。

4）結(jié)合可靠錨固，可降低粘結(jié)界面的剝離應(yīng)力，避免整體剝落，提高加固的可靠性；

5）降低加固費用和使用成本。

（2）預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)施工工藝

（3）預(yù)應(yīng)力體外束加固施工和監(jiān)控

1張拉端部和轉(zhuǎn)向塊的安裝

張拉端部由于應(yīng)力集中，所以應(yīng)安裝好各組件。先在鋼邊梁的腹板上緣按照圖紙要求鉆孔。對應(yīng)孔位，安裝鋼墊板，焊接固定。在鋼墊板上焊接加勁板以及張拉墊塊。由于需保持預(yù)應(yīng)力束由折線點至張拉端點為直線，且鋼邊梁與體外預(yù)應(yīng)力束同樣也呈60°夾角，所以鋼墊快應(yīng)切削成非正六面體形，以保證錨具接觸面與預(yù)應(yīng)力束型的正交。鋼邊梁的后側(cè)設(shè)置加勁板。由于每個張拉端節(jié)點有兩個錨具，應(yīng)合理調(diào)整加勁板的位置，不至于遮擋預(yù)應(yīng)力束的安裝。

2）體外預(yù)應(yīng)力束的固定

由于松弛的鋼鉸線與張拉過后的鋼鉸線在徑向長度上有一定的差值，所以外套鍍鋅管應(yīng)具有一定的長度調(diào)節(jié)能力。采用三段鍍鋅鋼管組成整個完整的折線形。中間一段為彎折段，預(yù)先按照放樣彎折到位，兩端為直線段，各段之間依靠接頭形成可靠連接。接頭與鍍鋅管之間有約100mm的余量控制，可先預(yù)先縮短，在張拉完成后旋開，使鍍鋅管與張拉端頭結(jié)合緊密。 預(yù)應(yīng)力鋼鉸線穿入鍍鋅管后，整體安裝到位，裝上錨具并預(yù)張拉5%檢查各構(gòu)件以確保整體安裝到位。

3）體外預(yù)應(yīng)力束的張拉

用千斤頂進行兩端張拉，各體外束的張拉應(yīng)分級進行。為確保加固的安全性，將設(shè)計的張拉力分為 33%、66%、100%三級完成。每級張拉采用同一順序循環(huán)進行。每級張拉完成后，觀察張拉端以及轉(zhuǎn)向塊情況，并進行反拱實測。完成后，再進行下一級張拉。

結(jié)語

在鋼結(jié)構(gòu)建筑物或者構(gòu)筑物的建設(shè)過程中，各種缺陷和損傷是無法避免的。在建成以后的使用過程中，由于荷載和環(huán)境等因素的影響，鋼結(jié)構(gòu)的材料發(fā)生潛移默在的變化，導(dǎo)致材料宏觀力學(xué)性能的下降，從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)工程事故的發(fā)生。為確保鋼結(jié)構(gòu)能夠滿足正常使用的要求，延長其使用壽命，就必須對損傷構(gòu)件進行加固或者更換。但是倘若所有的構(gòu)件都進行更換，將造成極大的資源浪費，甚至有可能會影響結(jié)構(gòu)的正常使用。同時，結(jié)構(gòu)損傷具有局部性和多發(fā)性特點，這些結(jié)構(gòu)不可能在出現(xiàn)損傷時就立即退役。因此，尋求經(jīng)濟高效的鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)既是土木工程領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題，又是一個關(guān)系到社會可持續(xù)發(fā)展的問題。

參考文獻

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篇5

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力；加固；鋼結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

隨著我國建設(shè)的發(fā)展和進步，使得我國鋼結(jié)構(gòu)在迅猛的發(fā)展，在建筑行業(yè)當(dāng)中變得富有朝氣。因為過去很多建設(shè)的建筑物，工程質(zhì)量上存在嚴重的問題，甚至在結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在嚴重缺陷，同時通過使用條件的變化，在經(jīng)驗算之后，鋼結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)的強度、剛度或穩(wěn)定性都無法適應(yīng)正常工況條件以及其他正常使用的功能，所以需要改造加固很多這樣的建筑物。

二、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)介紹

1.預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計、制造、施工、加固工程中，與外荷載應(yīng)力符號相反的預(yù)應(yīng)力被人為地在承重結(jié)構(gòu)體系內(nèi)引入，用來改善結(jié)構(gòu)的承載特性，盡量利用材料強度幅值或者在主承重結(jié)構(gòu)中引入預(yù)張力以使全部構(gòu)件能夠抗壓或成型的，稱為預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)。

2.預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的特點

（1）能夠充分發(fā)揮材料的強度潛力。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)思想是，運用人工的方法在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)，引入與荷載效應(yīng)相反的預(yù)應(yīng)力，以達到提高結(jié)構(gòu)承載能力(比如延伸了材料強度的幅度)，改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)(調(diào)整內(nèi)力峰值)，增大剛度(施加初始位移，擴大結(jié)構(gòu)允許位移范圍)，從而節(jié)約材料、降低造價的目的。

（2）改善結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)以節(jié)約鋼材。在桿件內(nèi)引入預(yù)應(yīng)力后可以改善其受力狀態(tài)，降低內(nèi)力峰值，節(jié)約用鋼量。例如受彎構(gòu)件中的部分彎矩可以施加預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換為軸拉力，將彎矩峰值Mmax降低為M’max%26shy;，從而構(gòu)件截面可以縮小，降低用鋼量。

（3）可以提高結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性，調(diào)整其動力性能，特別是抗震性能。預(yù)應(yīng)力不僅能在結(jié)構(gòu)構(gòu)件或體系中產(chǎn)生與荷載作用下位移（或撓度)方向相同或相反的預(yù)應(yīng)力位移（或撓度），以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度。預(yù)應(yīng)力還能夠調(diào)節(jié)構(gòu)件的動力性能，根據(jù)不同荷載（如風(fēng)荷載、地震荷載等），通過合理選擇預(yù)應(yīng)力體系、預(yù)應(yīng)力大小等不同的調(diào)整方案，改變結(jié)構(gòu)中基本構(gòu)件的自振周期和自振頻率，以達到減震的目的。

3、鋼結(jié)構(gòu)損害的主要因素有：

（一）由荷載變化，超期服役，規(guī)范和規(guī)程改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不足；

（二）構(gòu)件由于各種意外產(chǎn)生變形、扭曲、傷殘、凹陷等，致使構(gòu)件截面削弱，桿件翹曲，連接開裂等；

（三）溫差作用下引起構(gòu)件或連接變形、開裂和翹曲；

（四）由于化學(xué)物質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕以及電化學(xué)腐蝕致使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面削弱；

（五）其它包括設(shè)計、生產(chǎn)、施工中的失誤及服役期中的違規(guī)使用和操作等。

三、預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)施工工藝及步驟

預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)施工方案分為兩種，一是直接粘貼法，將兩端錨固并施加預(yù)應(yīng)力后，通過膠粘劑粘貼在鋼結(jié)構(gòu)的表面；一般適用于構(gòu)件表面較平整的拉桿，對構(gòu)件或其局部進行加固；二是將束作為預(yù)應(yīng)力托索調(diào)整應(yīng)力，一般適用于對整個結(jié)構(gòu)進行整體加固。

選材：用于結(jié)構(gòu)加固用碳纖維主要選用PAN基碳纖維，極限強度可達3500Mpa，彈性模量約為2．35×109Mpa．樹脂體系采用環(huán)氧類材料。

設(shè)計：根據(jù)待修補結(jié)構(gòu)的受力特點、傳力路徑和應(yīng)力一應(yīng)變場，確定布的用量、尺寸和鋪設(shè)方向等。纖維方向應(yīng)盡量與損傷構(gòu)件中最大受力方向保持一致。如果損傷部位處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，則纖維取向和鋪層順序應(yīng)盡量與控制主應(yīng)力方向一致。

嵌入式預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)：鋼結(jié)構(gòu)加固的特殊性，需要一種簡便的預(yù)應(yīng)力施加方式，傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力施加方式往往是先張摶后錨固，需要相對復(fù)雜的張拉機具，以及相應(yīng)的反力裝置。在錨固的時候，預(yù)應(yīng)力損失也比較大。嵌入式預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)，其特點就是先錨固后張拉，以構(gòu)件本身和先前的錨固作為張拉受力裝置，無需復(fù)雜的張拉機具。嵌入式預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)可分次施加預(yù)應(yīng)力，可對粘結(jié)層產(chǎn)生擠壓效應(yīng)，提高粘貼的可靠性。同時，因采用先錨固后張拉技術(shù)，預(yù)應(yīng)

力損失小，方法簡便有效。

四、預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用

1 、工程概況

本工程為某建筑中庭鋼結(jié)構(gòu)玻璃天窗工程。周邊三角形邊梁簡支安裝在短鋼柱上。主受力由三根呈 60°夾角跨度 11．3m 的 HN300×150×6．5×9 鋼梁來承擔(dān)。工程的恒荷載由鋼梁的自重 、天窗的錐型龍骨、小檁條以及鋼化玻璃組成。

2、加固設(shè)計

（一）體外預(yù)應(yīng)力束線形的選擇

直接針對中心點撓度過大的特點, 在三根呈 60°夾角的鋼梁上設(shè)置無粘結(jié)體外束，為便于穿束及錨固，體外預(yù)應(yīng)力束均布置在鋼梁腹板兩側(cè)，并采用折線形布置。

（二）體外束的預(yù)應(yīng)力損失計算

由于預(yù)應(yīng)力體外束與原鋼梁無粘結(jié)作用，其張拉力是在鋼梁粱體發(fā)生彈性壓縮的情況下讀取的，并且為了控制張拉力采用了單束分批張拉，因而由此引起的鋼結(jié)構(gòu)彈性壓縮損失極?。淮送庥墒湛s、 徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失也較小。但是，對于折線形預(yù)應(yīng)力束而言，由于折線角度的存在，預(yù)應(yīng)力柬會產(chǎn)生摩擦損失。同時由于錨具的內(nèi)縮和變形，張拉端部的錨具損失同樣較大。

（三） 預(yù)應(yīng)力體外束束數(shù)的確定

由計算得出單束預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的反力值大小后，確定沿三根鋼梁腹板兩側(cè)各設(shè)置一根預(yù)應(yīng)力體外束。同一根鋼梁的兩根預(yù)應(yīng)力體外束形成一組，通過折線形折點處的轉(zhuǎn)向塊傳力于原鋼梁。按照同理三組預(yù)應(yīng)力體外束通過各自的轉(zhuǎn)向塊疊加作用于原鋼梁上。經(jīng)過張拉后，在預(yù)應(yīng)力荷載的作用下，體外束與鋼粱體共同組成了一個空間(非平面)的靜力平衡體系。

（四）轉(zhuǎn)向裝置和張拉端部處理

根據(jù)該工程的受力需要。預(yù)應(yīng)力體外柬經(jīng)張拉后在折線點產(chǎn)生的向上的反力需作用到原鋼梁上。因此應(yīng)設(shè)置可靠的轉(zhuǎn)向塊以傳遞反向荷載。預(yù)應(yīng)力體外束直接暴露在陽光下，為避免無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束外皮的老化脫落， 應(yīng)在預(yù)應(yīng)力體外束外套 φ24 的鍍鋅鋼管保護。為了避免不必要的摩擦損失，由預(yù)應(yīng)力折線點至張拉端部應(yīng)保持直線，不產(chǎn)生折角。

3、預(yù)應(yīng)力體外束加固施工和監(jiān)控

（一）張拉端部和轉(zhuǎn)向塊的安裝

張拉端部由于應(yīng)力集中，所以應(yīng)安裝好各組件。先在鋼邊梁的腹板上緣按照圖紙要求鉆孔。對應(yīng)孔位，安裝鋼墊板，焊接固定。在鋼墊板上焊接加勁板以及張拉墊塊。鋼墊快應(yīng)切削成非正六面體形，以保證錨具接觸面與預(yù)應(yīng)力束型的正交。鋼邊梁的后側(cè)設(shè)置3道加勁板。由于每個張拉端節(jié)點有兩個錨具，應(yīng)合理調(diào)整加勁板的位置，不至于遮擋預(yù)應(yīng)力束的安裝。

轉(zhuǎn)向塊為φ60的短鋼筋切削一半成型，與各組的預(yù)應(yīng)力束在水平方向上呈 90°交叉，應(yīng)在轉(zhuǎn)向塊組外安裝定位鋼環(huán)。鋼環(huán)內(nèi)徑罩住轉(zhuǎn)向塊組。鋼環(huán)壁開槽，以穿過預(yù)應(yīng)力束。3 組6根預(yù)應(yīng)力束平面呈 60°夾角重疊，立面又各有高度差。鋼環(huán)的開槽采用了數(shù)控切割技術(shù)，滿足了要求。

（二）體外預(yù)應(yīng)力束的固定

為保證安全，應(yīng)在原鋼結(jié)構(gòu)下方安裝滿鏜腳手架。 預(yù)應(yīng)力束型為折線型。 外套φ24鍍鋅鋼管應(yīng)預(yù)先成型?，F(xiàn)場采用三段鍍鋅鋼管組成整個完整的折線形。中間一段為彎折段，預(yù)先按照放樣彎折到位，兩端為直線段，各段之間依靠接頭形成可靠連接。接頭與鍍鋅管之間有約100mm的余量控制，可先預(yù)先縮短，在張拉完成后旋開，使鍍鋅管與張拉端頭結(jié)合緊密。預(yù)應(yīng)力鋼鉸線穿入鍍鋅管后 ，整體安裝到位 ，裝上錨具并預(yù)張拉 5%檢查各構(gòu)件以確保整體安裝到位。

五、結(jié)束語

在對鋼結(jié)構(gòu)進行預(yù)應(yīng)力加固和改造時，如何選擇加固的設(shè)計技術(shù)，以及如何選定方案，顯得非常復(fù)雜和繁瑣，但是整個過程都要嚴格的遵循相關(guān)的規(guī)范規(guī)定和要求進行，在構(gòu)件和節(jié)點設(shè)計方面要著重處理，并做好，這樣結(jié)構(gòu)的安全才能獲得保證。

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篇6

關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)；加固方法；應(yīng)用與發(fā)展

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：

1 引言

隨著科技的發(fā)展新型材料的運用越來越廣泛，以鋼結(jié)構(gòu)為主體的建筑，成為發(fā)展的主流，近年來，鋼結(jié)構(gòu)更加廣泛應(yīng)用于公共建筑中，我國目前不僅能生產(chǎn)各種類型的建筑鋼材，同時鋼材生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品日益也增多，如彩鋼壓型板、彩鋼復(fù)合板、彩鋼扣板、拱形廠房及彩鋼制品等的生產(chǎn)，使建筑結(jié)構(gòu)充滿現(xiàn)代化時代氣息，實際證明鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國更具有廣闊的發(fā)展前景。

2 鋼結(jié)構(gòu)加固的原因

鋼結(jié)構(gòu)在具有強度高 、延性好、重量輕等一系列不可替代優(yōu)點的同時， 也存在著防銹及防火性能差的弱點。調(diào)查研究表明，大氣中的水分在鋼材上形成的水膜是引起腐蝕的決定因素， 而大氣相對溫度及侵蝕性介質(zhì)和二氧化碳等的含量則是影響腐蝕的重要因素。在常溫下，一般鋼材的腐蝕臨界濕度為6 O ％一 7 O ％——即大氣相對濕度超過此臨界值，鋼材的腐蝕速度會成倍甚至幾倍的增加。 而大量的鋼結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境是含二氧化硫的工業(yè)大氣，有時建筑物所處小環(huán)境濕度達百分之9 0以上，或有多種侵蝕介質(zhì)作用。對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加固和檢測，為了保證鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用安全性能，或滿足因為生產(chǎn)工藝改變。

鋼結(jié)構(gòu)需加固補強的常見原因有以下幾點：

2.1.由于設(shè)計或施工中造成鋼結(jié)構(gòu)缺陷，使得結(jié)構(gòu)或局部的承載能力達不到設(shè)計要求，如焊縫長度不足，桿件切口過長，使截面削弱過多等。

2.2結(jié)構(gòu)經(jīng)長期使用，出現(xiàn)不同程度的銹蝕、磨損或節(jié)點受削弱等，達不到設(shè)計要求。

2.3由于使用條件發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)上荷載增加，原有結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)。

2.4使用的鋼材質(zhì)量不符合要求。

2.5意外自然災(zāi)害對結(jié)構(gòu)損傷嚴重。

2.6由于地基基礎(chǔ)下沉，引起結(jié)構(gòu)的變形和損傷。

2.7有時出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷事故，需要修復(fù)。如果損傷是由于荷載超過設(shè)計值或者材料質(zhì)量低劣，或者是構(gòu)造處理不當(dāng)，那么修復(fù)工作也帶有加固性質(zhì)。

3 鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法

鋼結(jié)構(gòu)加固可以改變結(jié)構(gòu)計算圖形對結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進行加固: a.增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗算； b.加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度, 或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動力特性； C.增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細比減少以提高其穩(wěn)定性； d.在排架結(jié)構(gòu)中重點加強某一列柱的剛度, 使之承受大部分水平力, 以減輕其他柱列負荷； e.在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強結(jié)構(gòu)的剛度。對受彎桿件可采用下列改變其截面內(nèi)力的方法進行加固: a.改變荷載的分布, 例如將一個集中荷載轉(zhuǎn)化為多個集中荷載； b.改變端部支承情況, 例如變鉸接為剛結(jié)； C.增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)； d.調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置； e、將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)；f、施加預(yù)應(yīng)力。對桁架可采取下列改變其桿件內(nèi)力的方法進行加固: a.增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)； b.加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。

鋼結(jié)構(gòu)的加固方法有，減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗時，亦可采用其它加固方法。

3.1改變結(jié)構(gòu)計算圖形。改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固。改變結(jié)構(gòu)計算圖形的一般加固方法有：①對結(jié)構(gòu)可采用：增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗算、加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動力特性、增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細比減少以提高其穩(wěn)定性、在排架結(jié)構(gòu)中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷、在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強結(jié)構(gòu)的剛度。②對受彎桿件可采用：改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉(zhuǎn)化為多個集中荷載、改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結(jié)、增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)、調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置、將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)、施加預(yù)應(yīng)力。等的改變其截面內(nèi)力的方法進行加固。

3.2加大構(gòu)件截面的加固：采用加大截面加固鋼構(gòu)件時，所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3.3連接的加固與加固件的連接：鋼結(jié)構(gòu)連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。鋼結(jié)構(gòu)加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接，有依據(jù)時可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當(dāng)采用焊縫連接時，應(yīng)采用經(jīng)評定認可的焊接工藝及連接材料。

3.4裂紋的修復(fù)與加固：結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應(yīng)設(shè)法修復(fù)。在修復(fù)前，必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴重性，有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實際工作或進行加固的措施，對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予拆除更換。

4 鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

4.1.鋼絲網(wǎng)復(fù)合砂漿(或水泥砂漿)加固法用鋼絲網(wǎng)復(fù)合砂漿(或水泥砂漿)加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 雖然已有20 多年的研究歷史, 但在土木工程中的應(yīng)用仍處于開創(chuàng)性研究階段, 國內(nèi)在這方面的研究更屬剛起步。但用無機復(fù)合砂漿(或水泥砂漿)粘貼鋼絲網(wǎng)加固鋼筋混凝土構(gòu)件的方法, 比起用有機膠做粘結(jié)劑的方法有其獨有的優(yōu)勢(砂漿與基材間有更好的相容性、協(xié)調(diào)性、相互滲透性, 而且比有機加固片材抗老化、耐火、耐久性更好), 其應(yīng)用前景較好。

4.2. 纖維復(fù)合材料加固法的發(fā)展趨勢纖維復(fù)合材料加固法引入我國時間還很短, 但已顯著地顯現(xiàn)出其優(yōu)勢, 成為科研院所、大專院校研究的熱點, 并得到了廣泛的實際應(yīng)用。尤其是粘貼纖維加固法較成熟, 應(yīng)用也比預(yù)應(yīng)力纖維加固法及嵌入式纖維加固法廣泛。根據(jù)研究現(xiàn)狀, 這三種纖維加固方法有待解決的共同問題主要有以下幾方面: ①纖維材料加固構(gòu)件的長期受力性能的深入研究; ②纖維材料對節(jié)點加固性能的研究;③用纖維加固的結(jié)構(gòu)在較高溫度下強度嚴重退化, 如何改進加固材料性能和加固構(gòu)件的防火耐溫措施是有待研究的課題;④加強非碳纖維(玻璃纖維、芳綸纖維)材料加固構(gòu)件的試驗及理論研究;⑤抗疲勞加固問題的理論研究;⑥如何簡化施工工藝,加強質(zhì)量保證, 降低工程造價是一件十分緊迫的事情。纖維嵌入式加固法在國外研究較多, 在國內(nèi)則剛剛起步, 其有待研究的問題較多, 主要有加大纖維嵌入式加固法的試驗及理論研究、新型粘結(jié)材料的研究、粘結(jié)材料對界面粘結(jié)能力的研究、界面粘結(jié)破壞及劈裂破壞時截面受彎承載力的研究等。

5 結(jié)語

總之，為保證經(jīng)正常設(shè)計、施工的鋼結(jié)構(gòu)工程的可靠度,在使用階段建設(shè)單位應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)進行定期檢查或維修,必要時委托專業(yè)機構(gòu)進行可靠性鑒定,以確保鋼結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。近幾年來隨著科技發(fā)展, 出現(xiàn)了新的加固材料和加固方法, 并且這些技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢, 得到了廣泛的應(yīng)用, 但并不能說明, 新方法新技術(shù)就可以取代傳統(tǒng)的方法。在發(fā)展新技術(shù)的同時, 應(yīng)做好各種加固方法的優(yōu)勢互補, 各種加固材料的取長補短, 做好加固技術(shù)的開發(fā),為建筑物加固提供切實可靠的技術(shù)支持。

參考文獻：

[1] 郭兵,鋼結(jié)構(gòu)的檢測鑒定與加固改造,北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[2]李小梅,淺議鋼結(jié)構(gòu)的防火處理措施,工程技術(shù)，2009.

[3]《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）.

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關(guān)鍵詞：箱形柱 加強筋 鋼筋網(wǎng)片 陶?；炷?/p>

1.引言

某鋼結(jié)構(gòu)大廈已施工至一十三層時，在工廠制作過程中發(fā)現(xiàn)鋼板有夾層現(xiàn)象。大廈設(shè)計建筑高度98.8m，引起了高度重視，決定對所用鋼板進行過篩式檢測，尤其是有夾層的同批材料逐塊進行密集性超聲波探傷，檢測結(jié)果只發(fā)現(xiàn)同批次同厚度規(guī)格的鋼板中有此缺陷，并決定此批次以及同厚度其它批次的鋼板停止使用，對已用鋼板追溯到具體鋼柱用在已建大廈的一至三層，查編號落實鋼柱在每層的確切位置，然后對其重點檢測 ，對其余鋼柱也做了一般性檢測，最終發(fā)現(xiàn)有5根鋼柱的中間有局部夾層現(xiàn)象，夾層多在鋼板平面中心順著軋制方向，寬度約100mm，長度最長達1000mm，缺陷厚度δ＜0.1mm。

大廈一至三層設(shè)計層高為4.6m，主柱結(jié)構(gòu)見圖1所示，裙房高四層其柱截面為750×750×24mm，結(jié)構(gòu)形式與主柱相似。

2.整體思路及抗力驗算

依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》、《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》對有缺陷鋼柱的抗力進行驗算，以便計算確定加固的方案：1）結(jié)構(gòu)材料的現(xiàn)有強度，分層后要考慮材料的強度折減和沿截面分布狀況；2）結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的實際剛度，這對確定超靜定結(jié)構(gòu)的彎矩分布至關(guān)重要；各種資料收集齊全后，根據(jù)加固要求、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、施工現(xiàn)場及條件、材料供應(yīng)的可能性，作出加固方案，加固后筋板布置和橫截面結(jié)構(gòu)見圖2示意。

2.1 翼緣板、腹板加固

沿箱形柱的翼緣板和腹板外側(cè)焊接筋板20mm×50mm×3920mm，在環(huán)板處斷開成兩節(jié)；在柱身中間外側(cè)四周焊接20mm×50mm×3800mm環(huán)形橫板一塊，見圖2a示意。

2.2 平臺梁處加固

在樓層平臺梁處，上下翼緣板四角地方焊接18mm×50mm×300mm的直拐角筋板，與平臺梁翼緣板組成雙層環(huán)形箍狀勁板，每層柱身即有三道環(huán)形加強板，見圖2C示意。

2.3 陶?；炷良庸?/p>

在柱身外側(cè)焊接兩排上下間距450mm∠45×5mm的角鐵，以方便φ4mm鋼筋網(wǎng)片綁掛。然后裝模板預(yù)留100mm的間隙準備澆灌CL40陶粒砼，這樣就形成內(nèi)灌C40砼外包CL40陶粒砼箱形結(jié)構(gòu)柱，見圖2b示意。

3.加固構(gòu)件的制備

無論翼板、腹板的豎向筋板的坡口，還是環(huán)行箍筋板和平臺梁翼緣處拐角筋板的坡口，都用氧―丙烷火焰割出，其坡口或待焊邊緣以及它們周邊的30mm寬度范圍，都應(yīng)打磨至呈金屬光澤，如圖3所示。平臺梁上下翼緣板加固焊的坡口形式見圖4，打磨和加工坡口是保證焊縫熔深和不含氣孔的重要措施。

4.鋼柱脫漆處理

為保證筋板、陶粒砼與鋼柱緊密結(jié)合牢固，需將鋼柱表面油漆進行清理即脫漆處理。本工程使用RSB-703溶劑脫漆劑，此脫漆劑是由芳香族化合物,高溶解力溶劑配合而成液體,具有極強的溶解漆膜的能力,脫漆速度快,效率高，脫漆時間可節(jié)省20%左右。

5.加固工程的組裝

5.1 坡口間隙

鋼柱四側(cè)豎向筋板及中間環(huán)行筋板與柱之間的裝配間隙要求不大于1mm/m，見圖5示意。在遇鋼柱縱縫或橫縫時，將筋板對應(yīng)處開出過焊縫豁口來保證組裝間隙。

5.2 平臺梁上下翼緣板與筋板的裝配

由于平臺梁上翼緣處的焊接處于仰焊位置和下翼緣焊接的操作空間比較小,故將焊縫設(shè)計為單V型坡口不留鈍邊,組裝時不留間隙,組裝情況見圖4所示。

5.3 焊道處打磨

鋼柱經(jīng)脫漆處理后，需用清水沖洗擦干，并將焊道處的35mm范圍內(nèi)的污跡、氧化皮磨去呈金屬光澤。

6.焊接

(1)焊接方法采用半自動CO2氣體保護焊，焊接材料用ER50-6、直徑φ1.2mm焊絲，焊機選用NBC-500Ⅲ型數(shù)字化焊機。

(2)強調(diào)從下往上焊，即先焊環(huán)形筋板下面的豎筋板，然后焊環(huán)形板和焊環(huán)形筋板上邊的豎筋板、平臺梁翼緣板處的加固焊縫，最后定位焊接固定鋼筋網(wǎng)片的角鋼。

(3)強調(diào)從兩端焊接向中間即在焊接柱身貼板時，由兩組焊工從兩端向中心施焊，避免筋板在焊接過程中焊點開裂，影響施工的進展。

(4)強調(diào)先仰焊后平焊，保證焊角尺寸。

(5)平臺梁上翼緣處的拐角加強板只做仰焊、下翼緣筋板采用雙面角焊縫。

7.陶?；炷凉嘧?/p>

(1)在焊接好筋板和角鋼鋼柱的四個側(cè)面，用鐵絲綁扎鋼筋網(wǎng)片規(guī)格為80×80×5mm。

(2)待綁扎好后在緊靠角鋼的端面立模板，在模板四周用雙頭螺栓鎖緊固定，不得有縫隙，并在頂部即平臺梁下翼緣處留澆注口。

(3)按CL40強度成分要求配制陶粒砼，用攪拌機混制。人工進行灌注，并用振動棒震實。澆灌口處最后可用陶?；炷潦止みM行封填，然后素灰抹光。

8.結(jié)束語

建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)不可避免地存在各種缺陷和損傷。為確保結(jié)構(gòu)安全工作，根據(jù)對檢測結(jié)果的分析，對鋼板有夾層鋼柱進行外焊筋板、角鋼掛鋼筋網(wǎng)片、包陶?；炷恋姆椒ㄟM行加強，可以恢復(fù)鋼柱的承載能力；采用陶粒砼輕質(zhì)高強結(jié)構(gòu)，可提構(gòu)件的抗裂性，提高了建筑的整體剛度。

按照上述的加固方案和施工方法及步驟，大廈箱形鋼柱壁板夾層加固處理后，達到了預(yù)期的加固效果。

參考文獻

[1]中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準.CECS77：96鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范[S].北京.中國建筑工業(yè)出版社.1996.

[2]朱光照.鉚焊結(jié)構(gòu)焊接加固的施工和監(jiān)理[J].現(xiàn)代焊接.2009年第12期.35-37.

作者簡介：楊建民（1983-）男,河南省西華縣人,助理工程師,現(xiàn)從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和詳圖技術(shù)工作。

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【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)建筑；加固方式；設(shè)計；優(yōu)點；結(jié)構(gòu)布置；概況；國民經(jīng)濟

20世紀后幾年，我國城鎮(zhèn)住宅建設(shè)以每年竣工面積4.4億平方米，總產(chǎn)值 6000億元（約占GDP9%）的建設(shè)迅猛發(fā)展，住宅產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟中新世紀的新的增長點。實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，解決目前住宅建設(shè)中存在工業(yè)化水平低，部品化率低以及住宅用材檔次低，壽命低，實心黏土磚能耗高，不利于環(huán)保等問題，已被列入新世紀急待解決的問題。我國建筑行業(yè)要求全行業(yè)研究鋼結(jié)構(gòu)在各類建筑中應(yīng)用的新體系，擴大其應(yīng)用范圍，發(fā)展多層鋼結(jié)構(gòu)建筑。

一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的概況

鋼結(jié)構(gòu)建筑一種新型的建筑體系有可通房地產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)、冶金業(yè)之間的行業(yè)界線，集合成為一個新的產(chǎn)業(yè)體系，這就是業(yè)內(nèi)人士普遍看好的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。鋼結(jié)構(gòu)建筑相比傳統(tǒng)的混凝土建筑而言，用鋼板或型鋼替代了鋼筋混凝土，強度更高，抗震性更好。并且由于構(gòu)件可以工廠化制作，現(xiàn)場安裝。因而大大減少工期，由于鋼材的可重復(fù)利用，可以大大減少建筑垃圾，更加綠色環(huán)保。因而被世界各國廣泛采用，應(yīng)用在工業(yè)建筑和民用建筑中。目前鋼結(jié)構(gòu)建筑在高層建筑上的運用日益成熟，逐漸成為主流的建筑工藝，是未來建筑的發(fā)展方向。其優(yōu)點主要包括以下幾點：

1、大大節(jié)約施工時間，施工不受季節(jié)影響；

2、增大住宅空間使用面積，減少建筑垃圾和環(huán)境污染；

3、建筑材料可重復(fù)利用，拉動其他新型建材行業(yè)的發(fā)展；

4、抗震性能好，使用中易于改造、靈活方便，給人帶來舒適感等等；

5、強度高、自重輕，構(gòu)件安全富裕度稿，降低建筑物造價；

6、符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，低碳、綠色、環(huán)保、節(jié)能燈是國家重點支持的產(chǎn)業(yè)。

7、耐熱但不耐火，需要表面涂裝防火涂料；

8、表面需涂裝防腐涂料，減少或避免腐蝕，提高耐久年限。

二、鋼結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置設(shè)計

建設(shè)部、國家冶金工業(yè)局聯(lián)合組織建筑用鋼技術(shù)協(xié)調(diào)組制定《國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)"十五"計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》。綱要中明確闡述：鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費用省、占地面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等一系列優(yōu)點，此外，鋼結(jié)構(gòu)建筑還具有良好的空間感，可設(shè)計成大量開放型辦公室圍繞著空中花園、中央天井加上合理的電梯設(shè)計可達到最低的能源消耗。因此鋼結(jié)構(gòu)又是環(huán)保型和節(jié)能型建筑結(jié)構(gòu)。與混凝土結(jié)構(gòu)相比它是環(huán)保型和可再次利用的、易于產(chǎn)業(yè)化的結(jié)構(gòu)，發(fā)達國家在房屋建筑中廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中都應(yīng)該強調(diào)的是概念設(shè)計，它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要，對一些難以作出精確性或規(guī)范規(guī)定的情況，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系，破壞機理，震害，試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設(shè)計思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細部措施，運用概念設(shè)計可以在早期迅速有效地進行構(gòu)思，比較與選擇，所得結(jié)構(gòu)方案往往都易于計算，概念清晰，定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運算，同時，它也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。

鋼結(jié)構(gòu)通常是框架、平面架、網(wǎng)架、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)形式，其理論與技術(shù)大都成熟，亦有部分難題沒有解決，或沒有簡單適用的設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)和選形式，方應(yīng)考慮它們的特點，基本雪壓大的地區(qū)，屋面曲線應(yīng)有利于積雪滑落，而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構(gòu)件受拉力為主的懸索結(jié)構(gòu)體系。

結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征、荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般說要剛度均勻，力學(xué)模型清晰，盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍，使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ)，柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻，其形心要盡量靠近側(cè)向力（風(fēng)震）的作用線。否則應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置，有時可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時會吃不消，此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)的加固方式

鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗時，亦可采用其它加固方法。

1、改變結(jié)構(gòu)計算圖形

改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固的方法。 （1）改變結(jié)構(gòu)計算圖形的一般加固方法為對結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進行加固： 如增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗算；加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動力特性；增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細比減少以提高其穩(wěn)定性；在排架結(jié)構(gòu)中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷； 在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強結(jié)構(gòu)的剛度。

（2）對受彎桿件可采用下列改變其截面內(nèi)力的方法進行加固。如改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉(zhuǎn)化為多個集中荷載；改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結(jié)；增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)；調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置；將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)；施加預(yù)應(yīng)力。

（3）對桁架可采取下列改變其桿件內(nèi)力的方法進行加固。增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)； 加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。

2、加大構(gòu)件截面的加固

采用加大截面加固鋼構(gòu)件時，所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3、連接的加固與加固件的連接

鋼結(jié)構(gòu)連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。

鋼結(jié)構(gòu)加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接，有依據(jù)時亦可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當(dāng)采用焊縫連接時，應(yīng)采用經(jīng)評定認可的焊接工藝及連接材料。

4、裂紋的修復(fù)與加固

結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應(yīng)設(shè)法修復(fù)。在修復(fù)前，必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴重性，有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實際工作或進行加固的措施，對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予拆除更換。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑加固工程中的應(yīng)用日趨廣泛，鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為材料制成受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)住宅以其能使建筑更富有功能化，預(yù)工程化程度高，建設(shè)成本降低，自重輕，安裝容易，環(huán)保節(jié)能，抗震性能好等綜合優(yōu)勢而受到各方面的重視。

參考文獻：

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篇9

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；加固方法；注漿加固

前言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)憑借其堅固、耐久、防火性能好、比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材及成本

低等優(yōu)點在建筑工程中廣泛應(yīng)用。隨著社會的高速發(fā)展，各種建筑技術(shù)和手段不斷更新，然而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在長期的自然環(huán)境和使用環(huán)境的作用下，其功能必然逐漸減弱，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固將成為解決這一問題的有效手段，通過采取有效的加固措施，可以保證建筑安全的使用以及人民生命財產(chǎn)安全。

1.粘鋼加固法

粘鋼加固法是通過結(jié)構(gòu)膠粘劑將鋼板粘貼到被加固構(gòu)件上，相當(dāng)于對被加固構(gòu)件進行了體外配筋，不僅提高了被加固構(gòu)件的強度，對構(gòu)件裂縫開展、撓度發(fā)展也有抑制作用。其特點是：（1）工藝簡便，只需對被加固構(gòu)件的表面進行處理，用建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板與之牢固地粘結(jié)成一個整體。（2）加固施工所需的場地、空間很小，且鋼板粘貼在已開裂構(gòu)件上一般2天即可使用，對生產(chǎn)和生活影響小，特別適用于應(yīng)急的加固工程。（3）粘鋼加固所用的鋼板厚度一般為2-6mm，所以，

加固后不影響結(jié)構(gòu)外觀，重量增加少。

2.增大截面加固法

增大截面加固法是最常用的加固方法之一，增大截面加固法是在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，可增加截面有效高度，擴大截面面積，從而提高構(gòu)件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補強的作用。此方法施工工藝簡單、適應(yīng)性強，并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗；適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)筑物的混凝土加固。但是，增大截面的混凝土層通常較薄，采用一般的混凝土施工方法很難做到混凝土自身密實，也很難達到和原有混凝土面結(jié)合牢固。因此，施工時經(jīng)常使用干式噴射混凝土和濕式噴射混凝土的方法。噴射混凝土的特點是粘結(jié)性強，與原有結(jié)構(gòu)面粘結(jié)牢固，并且節(jié)省準備時間和費用。

3.高強聚合物砂漿鋼絞線加固法

高強聚合物砂漿鋼絞線加固法是以鋼絞線和加筋為增強材料，高強聚合物砂漿為基材組成的薄層結(jié)構(gòu)。與混凝土相比，其主要特點是：（1）具有良好的耐火、耐高溫、耐腐蝕及耐久性。（2）施工便捷、高效，易于大規(guī)模機械化施工，而且在結(jié)構(gòu)加固過程中不影響建筑物的使用。（3）對原結(jié)構(gòu)形狀和外觀影響小。高強鋼絞線的強度約為普通鋼材的5倍，而聚合物砂漿是一薄層，一般只有15-25mm左右，基本不增加原結(jié)構(gòu)的質(zhì)量及幾何尺寸。（4）施工質(zhì)量易保證。此方法對被加固構(gòu)件表面沒有平整要求，節(jié)點處理方便，可以加固有缺陷或強度低的混凝土結(jié)構(gòu)。因此，可廣泛適用于多種結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形狀及多個結(jié)構(gòu)部位的加固修補。

4.化學(xué)植筋加固法

植筋法是運用高強度的化學(xué)粘合劑，使鋼筋、螺桿等與混凝土產(chǎn)生握裹力，是建筑工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固最有效的方法。它的主要特點是：（1）施工后產(chǎn)生高負荷承載力，不易產(chǎn)生移位、拔出，并且密實性能良好，無需做任何防水處理。（2）由于其通過化學(xué)粘合固定，對基材不會產(chǎn)生膨脹破壞，而且對結(jié)構(gòu)有補強作用，適用于邊距、間距小的部位。（2）施工簡便、迅速、安全并符合環(huán)保要求。它的應(yīng)用范圍很廣，可以用在各類建筑結(jié)構(gòu)增建、變更等預(yù)留鋼筋錨固中。

5.注漿加固法

注漿加固法主要是針對鋼筋混凝土建筑物產(chǎn)生的各種裂縫，采用環(huán)氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補，在不影響生產(chǎn)運營的情況下可以達到預(yù)期的強度，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，施工快捷，加固效果安全可靠。其施工特點是：（1）采用慢速，附壓延續(xù)灌漿，可以確保樹脂注入裂縫細微部位。（2）可以控制注入量，必要時可以補充灌漿料。（3）可根據(jù)裂縫大小，注入狀況的需要，調(diào)整壓力。（4）注入量和注入情形可以目視觀察。它的主要應(yīng)用范圍是： 混凝土建筑物裂縫的修補，以及橋梁、鐵路的附屬構(gòu)件如橋墩、橋臺、橋面、隧道等的修補。此外，高壓注漿對于地基承載力不均勻的加固效果顯著。

6.FRP 復(fù)合材料加固法

FRP復(fù)合材料主要有碳纖維、芳綸纖維及玻璃纖維等，其材料形式主要有片材、棒材和型材。FRP的共同優(yōu)點是：輕質(zhì)高強、高彈模、抗疲勞、耐腐蝕耐久性能好、熱膨脹系數(shù)低等。另外，F(xiàn)RP復(fù)合材料可以節(jié)省材料、自由裁剪、施工方便且速度快，雖然其前期投資較大，但維護成本低，經(jīng)濟效益顯著。可廣泛用于梁、板、柱等混凝土構(gòu)件的加固，也可用于砌體結(jié)構(gòu)中裂縫修補與加固。因此，F(xiàn)RP復(fù)合材料在混凝土結(jié)構(gòu)加固工程中應(yīng)用潛力巨大。

7.高分子樹脂膠加固法

高分子樹脂膠修補材料粘度極低，能深入到0.02mm裂縫末梢，實現(xiàn)完美修復(fù)，樹脂膠不含任何揮發(fā)性稀釋劑，不會因此產(chǎn)生固化收縮。對于由于結(jié)構(gòu)承載力不足引起的裂縫，考慮裂縫對混凝土原構(gòu)件造成的結(jié)構(gòu)強度降低，在裂縫灌注完畢后，對構(gòu)件采用碳纖維或復(fù)合纖維進行補強處理，可廣泛用于混凝土裂縫修補加固、墻面空鼓填充等，此項技術(shù)操作簡便、安全高效、大大減少了高空作業(yè)時間并提高了施工的安全性。

8.預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法包括預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法和預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固法兩種：（1）預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法主要用于加固混凝土受彎構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上，在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩，減少了外荷載效應(yīng)，從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用，構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。由于水平拉桿的作用，原構(gòu)件的截面應(yīng)力特征由受彎變成了偏心受壓，因此，加固后構(gòu)件的承載力主要取決于壓彎狀態(tài)下原構(gòu)件的承載力。（2）預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固法，鋼筋混凝土構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固定后，形成一個由被加固構(gòu)件和下?lián)问嚼瓧U組成的復(fù)合超靜定結(jié)構(gòu)體系，在外荷載和預(yù)應(yīng)力共同作用下，拉桿中產(chǎn)生軸向力并通過與構(gòu)件的結(jié)合點（下?lián)吸c和桿端錨固點）傳遞給被加固構(gòu)件，抵消了部分外荷載，改變了原構(gòu)件截面內(nèi)力特征，從而提高了構(gòu)件的承載能力。該法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅加固效果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固，但在無防護的情況下，不能用于溫度在600C以上環(huán)境中，也不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。

結(jié)語：

綜上，上文主要就鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法進行一一分析。隨著現(xiàn)代建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)加固方法將越來越豐富。因此，在對建筑物進行改造和維修加固時，應(yīng)結(jié)合建筑物的結(jié)構(gòu)特點、當(dāng)?shù)氐木唧w條件等因素進行經(jīng)濟性、技術(shù)性和可靠性等多方面綜合分析，從而選擇出最適合的加固方法。

參考文獻：

篇10

關(guān)鍵詞：鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；事故；分析；方法

網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的適用性、美觀性、可靠性、安全性和經(jīng)濟性已為世人所公認，因而它得到了廣泛的應(yīng)用和迅猛的發(fā)展。特別是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，我國不論在規(guī)模上還是數(shù)量上都居于世界的領(lǐng)先地位。但是，隨著網(wǎng)架大量應(yīng)用的同時，也發(fā)生了一些大小不同的事故。據(jù)不完全統(tǒng)計，自然災(zāi)害、意外事故者較少，而大多數(shù)事故是責(zé)任事故，設(shè)計、制作、運輸、安裝和管理等方面都曾發(fā)生過，使國家的財產(chǎn)和人的生命遭受了不少損失。但這些事故并未受到應(yīng)有的重視，從中吸取教訓(xùn)，引以為戒，本文主要進行了鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故分析。

1.事故類型和表現(xiàn)形式

1.1事故類型

（1）按事故造成的危害和損失程度可分為

①惡性事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體或部分塌落，造成了生命和財產(chǎn)的重大損失。

②嚴重事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)雖未塌落，但已喪失了承載能力，不能正常使用，不得不報廢或重建，造成經(jīng)濟上的重大損失。

③重大事故。事故發(fā)生后，網(wǎng)架整體或較多的桿件、節(jié)點經(jīng)過處理或加固后仍可繼續(xù)使用，但造成了較大的經(jīng)濟損失。

④小事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在制造、安裝或使用初期，發(fā)現(xiàn)局部存在問題和隱患，但可以用較少的時間和資金予以解決，不影響以后的正常使用。

（2）按事故存在的范圍可分為

①整體事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體塌落或局部有嚴重缺陷，影響了結(jié)構(gòu)的完整性，使結(jié)構(gòu)喪失了承載能力和正常使用能力。

②局部事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)局部有缺陷或嚴重缺陷，必須及時處理才能保證結(jié)構(gòu)安全正常地使用。

（3）按造成事故因素的多少可分為

①單一因素事故。由于一種因素造成的事故。

②多種因素事故。由于多種因素組合所造成的事故，但其中可以找出最主要的因素。

③復(fù)雜因素事故。造成事故的因素很多，但一時難以確切斷定何者為主要因素。

1.2主要表現(xiàn)形式

（1）桿件彎曲。

（2）桿件斷裂。

（3）桿件與節(jié)點焊縫連接破壞。

（4）節(jié)點板變形或斷裂。

（5）焊縫不飽滿或有氣泡、夾渣，微裂縫超過標準。

（6）高強螺栓斷裂或從球節(jié)點中拔出。

（7）桿件在節(jié)點相碰，支座腹桿與支承結(jié)構(gòu)相碰。

（8）支座節(jié)點移位。

（9）網(wǎng)架撓度過大，超過了規(guī)定的要求。

（10）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)倒塌。

2.鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故原因

2.1設(shè)計原因

（1）結(jié)構(gòu)型式選擇不合理，支撐體系或再分桿體系設(shè)計不周，網(wǎng)架尺寸不合理。如當(dāng)采用正交正放網(wǎng)架時，未沿周邊網(wǎng)格上弦或下弦設(shè)置封閉的水平支撐，致使網(wǎng)架不能有效傳遞水平荷載。

（2）力學(xué)模型、計算簡圖與實際不符。如網(wǎng)架支座構(gòu)造屬于兩向約束時，計算時按三向約束考慮。

（3）計算方法的選擇、假設(shè)條件、電算程序、近似計算法使用的圖表有錯誤，未能發(fā)現(xiàn)。

（4）桿件截面匹配不合理，忽視桿件初彎曲、初偏心和次應(yīng)力的影響。

（5）荷載低算和漏算，或由于網(wǎng)架工況復(fù)雜，荷載組合不當(dāng)。對自然災(zāi)害（如地震、風(fēng)振、溫度變化、積水積雪、火災(zāi)、大氣或有害氣體及物質(zhì)的腐蝕性等）估計不足或處置不當(dāng)，或?qū)σ恍┐笾行途W(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)該進行的非線性分析，穩(wěn)定性分析，支座不均勻沉降、不均勻側(cè)移，重型橋式吊車對網(wǎng)架的影響，中、重級懸掛吊車對網(wǎng)架的疲勞驗算等，沒有進行驗算和分析。

（6）材料（包括鋼材、焊條等）選擇不合理。

（7）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算后，不經(jīng)復(fù)核就增設(shè)桿件或大面積的代換桿件，從而導(dǎo)致超強度設(shè)計值桿件的出現(xiàn)。

（8）設(shè)計圖紙錯誤或不完備。如幾何尺寸標注不清或矛盾，對材料、加工工藝要求、施工方法及特殊節(jié)點的特殊要求有遺漏或交代不清等。

（9）節(jié)點型式及構(gòu)造錯誤、節(jié)點細部考慮不周全。

2.2制作原因

（1）材料驗收及管理混亂，不同鋼號、規(guī)格材料混雜使用，特別是混用了可焊性差的高碳鋼，鋼管管徑與壁厚有較大的負偏差，拼裝前桿件有初彎曲而不調(diào)直。

（2）桿件下料尺寸不準，特別是壓桿超長、拉桿超短。

（3）不按規(guī)范規(guī)定對鋼管剖口，對接焊縫焊接時不加襯管或不按對接焊縫要求焊接。

（4）高強螺栓材料有雜質(zhì)，熱處理時淬火不透，有微裂縫。

（5）球體或螺栓的機加工有缺陷，球孔角度偏差過大。

（6）螺栓未擰緊，網(wǎng)架在使用期間在接縫處出現(xiàn)縫隙，螺栓受水氣侵入而銹蝕。

（7）支座底板與底板連接或肋板采用氧氣切割而不將其端面刨平，組裝時不能緊密頂緊，支座受力時產(chǎn)生應(yīng)力集中或改變了傳力路線。

（8）焊縫質(zhì)量差，焊縫高度不足，未達到設(shè)計要求。

2.3拼裝和吊裝原因

（1）胎具或拼裝平臺不合規(guī)格即進行網(wǎng)架拼裝，使單元體產(chǎn)生偏差，最后導(dǎo)致整個網(wǎng)架的累積誤差很大。

（2）焊接工藝、焊接順序錯誤，產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力，造成桿件或整個網(wǎng)架變形。

（3）桿件或單元或整個網(wǎng)架拼裝后有較大的偏差而不修正，強行就位，造成桿件彎曲或產(chǎn)生很大的次應(yīng)力。

（4）對網(wǎng)架施工階段的吊點反力、桿件內(nèi)力、撓度等不進行驗算，也不采取必要的加固措施。

（5）施工方案選擇錯誤，分條分塊施工時，不采取正確的臨時加固措施，使此局部網(wǎng)架為幾何可變體系。

（6）網(wǎng)架整體吊裝時采用多臺起重機或拔桿，各吊點起升或下降時不同步，用滑移法施工時，牽引力和牽引速度不同步，使部分桿件彎曲。

（7）支座預(yù)埋鋼板、錨栓位置偏差較大，造成網(wǎng)架就位困難，為圖省事而強迫就位或預(yù)埋板與支座底板焊死，從而改變了支承的約束條件。

（8）看圖有誤或粗心，導(dǎo)致桿件位置放錯。

（9）不經(jīng)計算校核，隨意增加桿件或網(wǎng)架支承點。

2.4使用原因

（1）使用荷載超過設(shè)計荷載。如屋面排水不暢，積灰不及時清掃，積雪嚴重及屋面上隨意堆料、堆物等，都會導(dǎo)致網(wǎng)架超載。

（2）使用環(huán)境的變化（包括溫度、濕度、腐蝕性介質(zhì)的變化），以及使用用途的改變。

（3）基礎(chǔ)的不均勻沉降。

（4）地震作用。

3.鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)事故分析方法

3.1對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計及加工、安裝文件資料進行全面查閱

（1）查閱網(wǎng)架及其相關(guān)的下部結(jié)構(gòu)的圖紙、計算書、設(shè)計修改等資料，注意其支承條件、荷載狀況、工況組合及必要的驗算是否正確無誤。

（2）查閱網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的零部件的生產(chǎn)檢測記錄、材料的質(zhì)量證明和試驗報告、零部件產(chǎn)品合格證書及試驗報告、焊縫質(zhì)量及零部件檢驗資料等，是否符合國家有關(guān)標準的要求。

（3）查閱網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝施工記錄及檢測驗收文件，包括網(wǎng)架就位后的縱橫向邊長偏差、支承點中心偏移、高度偏差和撓度記錄等。

3.2對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實際狀況進行全面的調(diào)查

（1）調(diào)查網(wǎng)架的實際狀況，包括總平面尺寸、網(wǎng)格尺寸、網(wǎng)架高度、支承情況、荷載、抗震設(shè)防烈度、地基土類別、使用環(huán)境等。

（2）檢查網(wǎng)架結(jié)構(gòu)零部件及焊縫質(zhì)量。

（3）查看網(wǎng)架的安裝質(zhì)量，其中包括安裝偏差的大小。

（4）檢測網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的使用現(xiàn)狀，如網(wǎng)架撓度、桿件彎曲等。

3.3對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行必要的驗算和復(fù)核

（1）首先對原設(shè)計進行復(fù)核，即以原設(shè)計條件為依據(jù)，對原桿件截面進行校算，看是否存在超強度設(shè)計值桿件。

（2）當(dāng)原設(shè)計有不安全桿件時，按實際的支承狀況、荷載和使用狀況，用規(guī)范允許的強度設(shè)計值進行復(fù)核，看其是否安全。

（3）當(dāng)原設(shè)計已經(jīng)改變，如有增設(shè)的桿件及大量的截面代換、增加較大孔洞等，則應(yīng)按實際的結(jié)構(gòu)狀況進行復(fù)核。

參考文獻