钢结构加固措施
加设支撑以增加刚度,或调整结构的自振频率,以提高结构的抗震性能。增设支撑或辅助杆件,以减少构件的长细比,提高构件的稳定性。重点加强某一构件的刚度,以承受更多的内力,从而减轻其他构件的内力。设置拉杆以加强结构的刚度,减少挠度。
改变构件的截面内力
变更荷重的分布情况。如将一个集中荷重分为几个集中荷重。变更端部的连接。如将铰接变为刚接。增加中间支座或将简支结构端部连接使之成为连续结构。调整连续结构的支座位置。
将构件变为撑杆式构架。施加预应力。
一、加大构件截面加固法
采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑有缺陷和损伤的状况。加固构件受力分析计算简图,应反映结构的实际条件,考虑损伤及加固引起的不利变形、加固期间及前后作用在结构上的荷载及其不利组合,对于超静定结构尚应考虑因截面加大、构件刚度改变使体系内力重分布的可能,必要时应分阶段进行受力分析和计算。采用该方法应注意的事项如下:
(1)注意加固时的净空限制,使新加固的构件不得与其他杆件相冲突。
(2)加固设计应适应原有构件的几何状态,以利施工。
(3)应尽量减少施工工作量。当原有结构钢材的可焊性较好时,根据具体情况尽量考虑用焊接加固,并应尽量减少焊接工作量,以减少焊接应力的影响,避免焊接变形。还应避免仰焊。
(4)加固应尽量使被加固构件截面的形心轴位置不变,以减少偏心所产生的弯矩。当偏心值超过规定时,在复核加固截面时,应考虑偏心的影响。
(5)加固后的截面在构造上要考虑防腐的要求,避免形成易于积灰的坑槽而引起锈蚀。
二、钢构件的具体加固技术
(一)、钢柱的加固
钢柱通常为轴压构件或压弯构件,结合其受力特点,应采用以下加固方法。
1柱子卸荷法
必须在卸荷状态下加固或更换新柱时,采取“托梁换柱”方法。当仅需加固上部柱时,可以利用吊车梁桥架支托起屋盖屋架,使柱子卸荷。当下部柱需要加固或工艺需要截去下柱时,可在吊车梁下面设一永久性托梁,将上部柱荷载(包括吊车梁荷载)分担于邻柱(必须验算邻柱并加固之,也要验算基础)上。采用此法应考虑到用托梁代替下柱后,托梁将产生一定的挠度,迫使原屋架下沉,从而可能损伤与此屋架相连构件的连接节点。为此可预先在托梁上加临时荷载!,使托梁具有预先挠度。采用此法的顺序是先加固邻柱、焊接托梁与邻柱、加临时荷载!、焊接托梁与中柱、卸下临时荷载!、加固或截去下部柱。
2钢柱加固法
(1)补强柱的截面。一般补强柱截面用钢板或型钢,采用焊接或高强螺栓与原柱连接成一个整体。
(2)增设支撑。增设支撑以减小柱自由长度,提高承载能力。在截面尺寸不变的情况下提高了柱的稳定性。
核心提示:钢结构存在严重缺陷和损伤或改变使用条件,经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求时,应对钢结构进行加固。
(3)改变计算简图,减小柱外荷载或内力。
(4)在钢柱四周外包钢筋混凝土进行加固,可明显提高承载能力。3柱脚加固法
(1)柱脚底板厚度不足加固方法
增设柱脚加劲肋,以达到减小底板计算弯矩的目的。"在柱脚型钢间浇筑混凝土,使柱脚底板成为刚性块体。为增加粘结力,柱脚
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面油漆和锈蚀要清除干净。
(2)柱脚锚固不足加固方法
增设附加锚栓。当混凝土基础较宽大时采用。在混凝土基础上钻出孔洞,插入附加锚栓,浇注环氧砂浆或硫磺砂浆(孔洞直径为锚栓直径"加20mm’’,深度大于30d")。"将整个柱脚包以钢筋混凝土。新配钢筋要伸入基础内,与基础内原钢筋焊。
4柱加固承载力验算法
负荷状态下加固计算,重要的问题是加固后应力能否重分配,即加固
后原有截面能否将原有应力分配到新补强的构件截面上去,如能重分配,新老荷载之和,可以平均分配给新老截面上,否则原有荷载仍由原截面承担,新增加荷载由新老截面(即加固后总截面)平均分担。到目前为止,加固后应力重分配尚未为实验所完全证实(至少在弹性阶段),可是对静载结构来说,当截面一部分进入塑性状态,应力最终会重分配,所以计算中静载结构可以新老截面共同工作原则来计算;当在动载结构情况下,塑性区很难形成,不考虑应力重分配,计算时将加固前和加固后的情况分别计算,然后求其总和。在卸荷情况下加固,就不存在上述问题。卸荷状态下,截面验算按加固后总截面,并考虑加固折减系数,按现行规范计算,即按负荷状态下加固截面作用静力荷载的验算公式计算,杆架杆件、梁也是如此。
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