本文作者:鞍山加固設(shè)計公司

鋼結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造圖集

摘要:本文介紹了鋼結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造圖集的編制背景、目的和意義。通過分析當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的現(xiàn)狀,指出了存在的問題和挑戰(zhàn),提出了本圖集的編制原則和方法。圖集中包含了多種鋼結(jié)構(gòu)加固方法和構(gòu)造圖例,旨在為鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計提供參考和指導(dǎo)。本文還對圖集的應(yīng)用范圍進行了說明,并對其發(fā)展前景進行了展望。

鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法

一、減輕荷載

減輕荷載是鋼結(jié)構(gòu)加固的一種方法。例如,通過減少結(jié)構(gòu)上不必要的附加重量,像移除一些非必要的設(shè)備、材料堆積等,從而降低結(jié)構(gòu)所承受的荷載,以達到加固的目的。

二、改變計算圖形

  1. 對整體結(jié)構(gòu)
    • 增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗算:通過增加支撐,將結(jié)構(gòu)從平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g結(jié)構(gòu),改變其力學(xué)性能,提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。例如在一些大型廠房建筑中,增加橫向和縱向的支撐結(jié)構(gòu),使結(jié)構(gòu)在各個方向上都能更好地抵抗外力。
    • 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:增加支撐能夠限制結(jié)構(gòu)的變形,提高其剛度。對于一些對振動較為敏感的鋼結(jié)構(gòu)建筑,如橋梁等,調(diào)整自振頻率可以避免結(jié)構(gòu)在外界激勵下發(fā)生共振現(xiàn)象,從而提高結(jié)構(gòu)的安全性。
    • 增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性:長細(xì)比過大的桿件容易失穩(wěn),增設(shè)支撐或輔助桿件可以減小桿件的計算長度,從而降低長細(xì)比,提高桿件和整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,比如在一些高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的框架柱之間增設(shè)斜撐構(gòu)件。
    • 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(fù)荷:在排架結(jié)構(gòu)中,合理分配水平力的承擔(dān)是很重要的。通過加強某一列柱的剛度,如增大其截面尺寸或者增加約束條件,可以讓這列柱承擔(dān)更多的水平力,從而減輕其他柱列的負(fù)荷,提高整個排架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
    • 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:對于塔架結(jié)構(gòu),設(shè)置拉桿或拉索可以有效地增加結(jié)構(gòu)的剛度。例如,在一些通信塔架中,設(shè)置拉索可以在不增加太多重量的情況下,顯著提高塔架抵抗風(fēng)荷載等側(cè)向力的能力。
  2. 對受彎桿件
    • 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:這種方法可以改善受彎桿件的受力狀態(tài)。例如,將一個較大的集中荷載通過一些措施(如設(shè)置梁托等)轉(zhuǎn)化為幾個較小的集中荷載,減小桿件局部的受力峰值,提高桿件的承載能力。

三、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度

  1. 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。
    • 要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;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;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。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。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。
  2. 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。通過對連接部位進行加固,如增加焊縫長度、螺栓數(shù)量等,可以提高結(jié)構(gòu)整體的連接強度,從而增強結(jié)構(gòu)的承載能力。

四、阻止裂紋擴展

  1. 裂紋修復(fù)前的分析
    • 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)生具有擴張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(yán)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。
  2. 修復(fù)加固措施
    • 對于一些可以修復(fù)加固的構(gòu)件,采取合適的方法修復(fù)裂紋,如采用焊接修補、粘貼修補材料等方法,阻止裂紋進一步擴展,恢復(fù)構(gòu)件的部分或全部承載能力。對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件,應(yīng)予拆除更換。

五、其他方法

  1. 柱子卸荷法
    • 當(dāng)必須在卸荷狀態(tài)下加固或更換新柱時,可采取“托梁換柱”方法。例如,當(dāng)僅需加固上部柱時,可以利用吊車梁橋架支托起屋蓋屋架,使柱子卸荷。采用此法應(yīng)考慮到用托梁代替下柱后,托梁將產(chǎn)生一定的撓度,迫使原屋架下沉,從而可能損傷與此屋架相連構(gòu)件的連接節(jié)點。為此可預(yù)先在托梁上加臨時荷載,使托梁具有預(yù)先撓度。采用此法的順序是先加固鄰柱、焊接托梁與鄰柱、加臨時荷載、焊接托梁與中柱、卸下臨時荷載、加固或截去下部柱。
  2. 外包鋼筋混凝土加固法
    • 對于鋼柱四周外包鋼筋混凝土進行加固,可明顯提高承載能力。這種方法可以結(jié)合鋼材和混凝土的優(yōu)點,鋼材提供較好的抗拉性能,混凝土提供較好的抗壓性能,兩者協(xié)同工作提高結(jié)構(gòu)的承載能力。
  3. 鋼管構(gòu)件內(nèi)填混凝土加固法
    • 通過在鋼管構(gòu)件內(nèi)填充混凝土,利用鋼管對混凝土的約束作用以及混凝土對鋼管的支撐作用,提高構(gòu)件的承載能力和穩(wěn)定性。
  4. 預(yù)應(yīng)力加固法
    • 對鋼結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力,可調(diào)整結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布,提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗裂性能。例如,對一些受彎構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力,可以減小構(gòu)件在使用荷載下的變形和內(nèi)力。
  5. 粘貼鋼板加固法
    • 在鋼結(jié)構(gòu)表面粘貼鋼板,通過結(jié)構(gòu)膠將鋼板與原結(jié)構(gòu)粘結(jié)在一起,使鋼板與原結(jié)構(gòu)共同受力,提高結(jié)構(gòu)的承載能力。這種方法常用于加固鋼結(jié)構(gòu)的梁、柱等構(gòu)件,施工相對簡便,對結(jié)構(gòu)外觀影響較小。
鋼結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造圖集 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)停車場施工 第1張鋼結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造圖集 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)停車場施工 第2張鋼結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造圖集 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)停車場施工 第3張鋼結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造圖集 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)停車場施工 第4張鋼結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造圖集 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)停車場施工 第5張鋼結(jié)構(gòu)加固的荷載減輕技巧鋼結(jié)構(gòu)加固中的計算圖形優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)加固的截面加大方法鋼結(jié)構(gòu)加固的裂紋修復(fù)技術(shù)

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