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钢结构加固方法有哪些

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钢结构加固方法有哪些

发布日期:2021-06-15 作者: 点击:

  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费料费工的方法(但往往是可行的方法);改变计算简图的方法有效且多种多样,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。

钢结构加固方法有哪些

  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。


  三、预应力加固钢结构技术


  3.1传统的钢结构加固存在的问题:


  焊接和强化时,高温会使焊接件的组织和性能恶化。而且焊缝中一定有缺陷,会产生新的裂纹;焊接结构中存在残余应力,与其他作用结合可能导致开裂。焊接使结构形成一个连续的整体。裂缝一旦不稳定扩大,可能会断裂到底,造成重大事故。


  螺栓连接需要在损伤部位附近的母材上开孔,使截面弱化,形成新的应力集中区,普通螺栓在动载荷下容易松动,而高强度螺栓容易产生应力松弛,降低了结构的修复效果。粘钢加固技术是用专用结构胶将钢板粘在钢结构表面,依靠结构胶将它们粘结成一体共同工作,从而提高结构的承载力。这些加固方法的共同缺点是结构重量增加很多,钢板不易做成各种复杂形状,运输安装不方便。而且钢板容易生锈,影响粘接强度,维护成本高。


  3.2粘贴加固钢结构的特点:


  粘贴加固钢结构是用胶粘剂粘贴在钢结构受损部位的表面,使一部分荷载通过胶粘剂层传递到钢结构上,降低结构受损部位的应力。粘贴加固技术优势明显:


  (1)比强度和刚度高,加固后基本不增加原结构自重和原构件尺寸;


  (2)复合材料具有良好的抗疲劳和耐腐蚀性能;


  (3)柔性复合材料对于任意闭合结构和形状复杂的加筋结构具有特殊的优势。密封性好,减少泄漏甚至腐蚀的隐患;


  (4)简单易行,成本低,效率高,可在狭小空间内施工,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。


  3.3预应力钢筋的优点:


  (1)无需卸载或停产即可进行加固工作;


  (2)预应力可以直接减小变形,快速消除过应力和内力峰值;


  (3)与非预应力法相比,可以消除应力滞后现象,充分利用高强特性,提高加固效率。


  (4)结合可靠锚固,可降低粘结界面剥离应力,避免整体剥离,提高钢筋的可靠性;


  (5)降低加固和使用成本。


  四.纤维布安装技术


  4.1表面处理:


  (1)首先用粗砂纸打磨部件的粘接区域,清洁部件表面,用丙酮或酒精溶液擦洗表面,去除污染物,晾干,用粘合剂湿润表面。


  (2)在设计要求的位置打孔,远离待加固部位,避免二次损坏;


  (3)在纤维布,表面涂胶,初步封闭纤维束之间的缝隙,待稍干、稍硬后再灌胶;


  (4)胶水稍干后,第二次对设计控制应力施加预应力(利用挤压效应提高粘贴质量),用胶水充分浸透纤维束,提高普通工作性能。


  (5)常温下48小时后(温度较低时,时间应适当延长),待胶水完全硬化后,切断多余的螺丝,根据结构的实际要求进行表面保护处理。本文来自钢结构联盟


  4.2预应力钢筋的设计计算原则预应力钢筋钢结构除了符合一般钢结构加固标准和规定外,还具有以下特点:


  (1)进行静力计算时,必须先确定一些与调整应力有关的参数,如辅助平衡力的大小、预应力强度、预应力卸载弯矩值、支座标高的位移值等。


  (2)调整应力时需要确定合理的载荷值或应力水平,换句话说,需要分析和判断是否


  一种是直接粘贴法,两端锚固预应力,然后用胶粘剂粘贴在钢结构表面;一般适用于构件表面平整的拉杆加固构件或其零件。


  二是用束作为预应力索来调节应力,一般适用于整个结构的整体加固。


  5.1选材:结构加固主要采用PAN基碳纤维,极限强度高达3500MPa,弹性模量约2.35109MPa。树脂系统采用环氧材料。


  5.2 Design :根据待修复结构的受力特点、传力路径和应力应变场确定布的数量、尺寸和铺设方向。纤维方向应尽可能与受损部件中的大应力方向一致。如果受损部位处于复杂的受力状态,纤维取向和铺设顺序应尽可能与控制主应力的方向一致。


  5.3嵌入式预应力张拉技术:钢结构加固的特殊性要求预应力施加方法简单。传统的预应力施加方法通常是先张拉然后锚固,这需要相对复杂的张拉机器和工具以及相应的反作用装置。锚固时预应力损失也比较大。嵌入式预应力张拉技术,特点是先锚固后张拉,将构件本身和之前的锚固作为张拉,的受力装置,不需要复杂的张拉机具。嵌入式预应力张拉和术可分次施加预应力,可以对粘结层产生挤压作用,提高粘结的可靠性。同时,由于采用先锚固后张拉的技术,预应力损失小,方法简单有效。


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