鋼結(jié)構(gòu)加固注意事項(xiàng)（什么是鋼結(jié)構(gòu)加固）

鋼結(jié)構(gòu)加固是指對現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的增強(qiáng)或修復(fù)，以提升其承載力、延長使用壽命并確保安全使用。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加固時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：必須了解原結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和用途，以便選擇正確的加固方法；施工過程中要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，保證加固質(zhì)量；在加固完成后，需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測和驗(yàn)收，確保其符合設(shè)計(jì)要求和安全標(biāo)準(zhǔn)。還應(yīng)考慮環(huán)境影響，如溫度變化、地震等，以確保加固后的鋼結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)各種環(huán)境條件。

一、鋼結(jié)構(gòu)加固的必要性

當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重缺陷和損傷，或者使用條件發(fā)生改變，經(jīng)檢查驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)定性不滿足使用要求時(shí)，就需要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。例如一些老舊的鋼結(jié)構(gòu)廠房，隨著使用年限的增加以及生產(chǎn)需求的改變，可能就面臨加固的需求；還有一些鋼結(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)歷自然災(zāi)害（如地震、強(qiáng)風(fēng)等）后，結(jié)構(gòu)安全性受到影響，也需要進(jìn)行加固處理。

二、鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法

（一）加大構(gòu)件截面法

粘鋼或貼碳纖維布
- 這是增大鋼結(jié)構(gòu)截面的主要加固方法。其對結(jié)構(gòu)本身損傷比較小，在國內(nèi)發(fā)展較快，應(yīng)用也逐漸增多。但在鋼結(jié)構(gòu)建筑物加固應(yīng)用相對不多，特別是在正常使用情況下的使用壽命仍然存在問題。而且粘鋼或碳纖維的施工難度比較大，必須要將原結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行處理、磨平、光滑后才能粘貼。并且在結(jié)構(gòu)承受動力荷載或高溫時(shí)可能產(chǎn)生脫膠的情況。
選擇截面形式的考慮
- 在對加大截面鋼構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，所選擇的截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求，并考慮存在的缺陷和損傷。

（二）改善結(jié)構(gòu)受力體系

增設(shè)梁柱
- 這種加固方法可以有效并較為明顯地降低結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)，從而使結(jié)構(gòu)的承載能力滿足要求，且這種方法的投入不高，經(jīng)濟(jì)效益非常好。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)無任何特別要求時(shí)，此種方法可行性很強(qiáng)，但不適用于要求大空間等結(jié)構(gòu)中。

（三）預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固
- 是指將預(yù)應(yīng)力筋布置在待加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面之外，通過改變結(jié)構(gòu)的傳力途徑減少構(gòu)件的荷載效應(yīng)，同時(shí)在結(jié)構(gòu)的原有基礎(chǔ)上提高結(jié)構(gòu)的承載能力，改善結(jié)構(gòu)的變形性能，降低桿件中的應(yīng)力，能使受損工程結(jié)構(gòu)恢復(fù)其原有的技術(shù)功能，從而滿足新的承載條件和使用功能的要求。結(jié)構(gòu)由預(yù)應(yīng)力筋、管道、防腐材料、轉(zhuǎn)向塊、錨固系統(tǒng)等部件組成。雖然體外預(yù)應(yīng)力加固鋼梁的方法具有可操作性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)階段這方面的研究經(jīng)驗(yàn)及工程實(shí)踐較少，其明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益還有待進(jìn)一步研究。

（四）改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形

增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件剛度的方法
- 可通過增加支持以在空間形成結(jié)構(gòu)并根據(jù)空間檢查該結(jié)構(gòu)；增加支撐以增加結(jié)構(gòu)剛度，或調(diào)整結(jié)構(gòu)的固有頻率等提高結(jié)構(gòu)的承載能力和動力特性；增加支撐或輔助桿件以減小結(jié)構(gòu)的長細(xì)比來提高其穩(wěn)定性；在塔和其他結(jié)構(gòu)中，布置拉桿或適度張緊的纜索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度等方法來加固結(jié)構(gòu)，以增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度。
改變受彎構(gòu)件截面內(nèi)力的方法
- 可以改變載荷的分布，如將一個(gè)集中載荷轉(zhuǎn)換為多個(gè)集中載荷；改變端部支撐，如將鉸鏈改為剛性結(jié)；增加中間支撐或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)的端部連接成連續(xù)結(jié)構(gòu)；調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支承位置等方法來加固受彎構(gòu)件。
加強(qiáng)桁架構(gòu)件內(nèi)力的方法
- 可通過增加撐桿，將桁架變?yōu)閾螚U結(jié)構(gòu)；增設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿等方法來加強(qiáng)桁架。

（五）其他加固方法

當(dāng)有成熟的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可以采用如減輕荷載、阻止裂紋擴(kuò)展等方法，還包括連接的加固（如鋼結(jié)構(gòu)連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)需要加固的結(jié)構(gòu)的原因、目的、受力情況、結(jié)構(gòu)和施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)的原始連接方法確定，一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，有依據(jù)時(shí)亦可采用焊縫和摩擦型高強(qiáng)度螺栓的混合連接）以及裂紋的修復(fù)（當(dāng)結(jié)構(gòu)因反復(fù)荷載和材料選擇、結(jié)構(gòu)、制造、施工和安裝不當(dāng)而出現(xiàn)具有膨脹性或脆性斷裂傾向的裂縫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)前要分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性，有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實(shí)際工作或進(jìn)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）等方法。

三、鋼結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

人員確定
- 在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的時(shí)候，對于混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固設(shè)計(jì)應(yīng)由富有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人士承擔(dān)。因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)修復(fù)加固設(shè)計(jì)所面臨的不確定因素遠(yuǎn)比新建工程多而復(fù)雜，況且還要考慮業(yè)主的種種要求，因此，承擔(dān)修復(fù)加固設(shè)計(jì)的人員除具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)理論、明晰的結(jié)構(gòu)概念外，還應(yīng)具備較為豐富的工程經(jīng)驗(yàn)才能夠全面系統(tǒng)地分析問題，提出較為合理的修復(fù)結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)修復(fù)加固的目的。雖然這里針對的是混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)人員的要求，但對于鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)人員同樣需要具備專業(yè)的知識和豐富的經(jīng)驗(yàn)。
考慮多種影響因素
- 加固設(shè)計(jì)應(yīng)考慮施工現(xiàn)場、各管道、相鄰建筑物和相鄰道路的影響，并考慮施工的可行性和方便性。在對鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固設(shè)計(jì)和施工的過程中，工作人員要結(jié)合實(shí)際的情況，做出較為理想化的設(shè)計(jì)內(nèi)容。在不影響工作壽命的情況下進(jìn)行，盡量保留原結(jié)構(gòu)構(gòu)件，減少拆除工作量，保留部分應(yīng)具有足夠的安全性和耐久性，具有使用價(jià)值。