鋼結構加固方式
鋼結構加固通常是為了提高其承載能力、延長使用壽命或適應特定的工程需求。常見的加固方法包括:,,1. 預應力加固:通過施加預應力來增加結構構件的剛度和強度,減少因材料疲勞導致的性能退化。,2. 增設支撐系統:在原有結構上增設支撐點,以分散荷載并防止結構變形。,3. 使用高強度材料:采用高強鋼材或其他高性能材料來替換原有低強度材料,以提高整體結構的承載力。,4. 焊接與螺栓連接加固:通過改善連接處的構造和設計,如采用焊接技術或改進螺栓連接方式,來增強結構的整體性和穩定性。,5. 表面處理:對鋼結構進行防腐、防銹處理或涂層保護,以延長其使用壽命并抵抗環境侵蝕。,6. 改變結構體系:通過更換結構形式或調整結構布局,例如從簡支梁改為懸臂梁,或者采用其他更有效的結構方案,以適應新的功能要求或環境條件。
鋼結構加固方式
一、主要加固方法
- 減輕荷載:通過減少結構所承受的荷載來實現加固目的。例如,移除不必要的設備、材料等附加重量,或者調整使用功能以降低荷載需求。這是一種較為直接且對結構改動相對較小的加固方式,可有效減輕鋼結構的負荷,提高結構安全性。
- 改變計算圖形:
- 改變荷載分布狀況,例如將集中荷載轉化為分布荷載,通過調整結構布局或增加傳力構件來改變力的傳遞路徑。
- 改變節點性質和邊界條件,如將鉸節點改為剛節點,或者改變支座的約束形式。
- 增設附加桿件和支撐,增加結構的整體穩定性。例如在框架結構中增設斜撐,可有效提高結構的抗側力能力。
- 施加預應力,通過對鋼結構施加預應力,可調整結構內力分布,提高結構承載能力。在加固過程中,除應對被加固結構承載能力和正常使用極限狀態進行計算外,還需注意對相關結構構件承載能力和使用功能的影響,考慮內力重分布,并對結構(包括基礎)進行必要的補充驗算,同時采用合理構造措施。
- 加大原結構構件截面和連接強度:
- 加大構件截面加固法:
- 所選截面形式要有利于加固技術要求并考慮結構的缺陷和損傷狀況,必要時分階段進行受力分析和計算。
- 注意加固時的凈空限制,避免新加固的構件與其他桿件沖突。
- 加固設計應適應原有構件的幾何狀態,減少施工工作量。如果原有結構鋼材可焊性較好,可考慮用焊接加固,但要減少焊接工作量,避免仰焊,減少焊接應力和變形的影響。
- 盡量使被加固構件截面的形心軸位置不變,減少偏心彎矩。加固后的截面在構造上要考慮防腐要求,防止形成易積灰的坑槽而引起銹蝕。
- 連接的加固與加固件的連接:根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件,并考慮結構原有的連接方法(如焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法),來確定連接加固方式。例如,若原結構采用焊接連接,加固時可在合適的位置增加焊縫長度或厚度;對于螺栓連接,可增加螺栓數量或更換為高強度螺栓,提高連接強度。
- 加大構件截面加固法:
- 阻止裂紋擴展:當鋼結構表面出現裂縫時,需要及時修復和加固。在修復前,必須看清產生裂紋的原因,再采用相應的修復加固構件進行加固。對于因荷載反復作用及材料選擇、構造、制造、施工安裝不當等產生具有擴張性或脆斷傾向性裂紋損傷時,要分析原因及其影響的嚴重性,有針對性地采取改善結構實際工作或進行加固的措施,對不宜采用修復加固的構件,應予拆除更換。
二、基于損害范圍的加固方式
- 局部加固:
- 增加桿件截面法:針對某承載能力不足的桿件,通過增加桿件的截面尺寸,如在桿件周圍包裹鋼板、增加桿件的壁厚等方式來提高桿件的承載能力,從而實現局部加固的目的。
- 減小桿件自由長度法:改變桿件的支撐條件,減小桿件的計算長度,從而提高桿件的穩定性和承載能力。例如在受壓桿件中間增加支撐點,可有效減小其自由長度。
- 連接節點加固法:對連接節點處進行加固,可采用增加焊縫長度、螺栓數量或提高連接材料強度等方法,確保節點能夠有效地傳遞荷載,增強節點的承載能力和可靠性。
- 全面加固:
- 不改變結構靜力計算圖形加固法:在不改變結構整體受力體系的前提下,對結構構件進行加固,如對所有桿件或大部分桿件采用加大截面、增強連接等方法進行加固,提高結構整體的強度、剛度和穩定性。
- 改變結構靜力計算圖形加固法:對整體結構的受力體系進行改變,例如增加新的支撐體系、改變結構的傳力路徑等,從而全面提高結構的承載能力。這種方法相對復雜,但效果顯著,能有效改善結構的受力性能。
- 增加或加強支承體系:通過增加新的支撐構件,如柱、梁、支撐等,或者對現有的支承體系進行加強,可有效提高結構的整體穩定性和承載能力,是一種對結構體系加固的有效方法。
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