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分析钢结构加固的原因

随着近年来各类建筑物改造工程的迅速发展，我们对建筑物的要求也越来越高，同样对工程技术人员的要求也逐渐的提高，他们所面临的主要问题就是如何采取有效措施对即有建筑物进行处理以达到其功能要求。3嵌入式预应力张拉技术:钢结构加固的特殊性，需要一种简便的预应力施加方式，传统的预应力施加方式往往是先张拉后锚固，需要相对复杂的张拉机具，以及相应的反力装置。当出现以下状况时，我们就要对已有钢结构进行加固，一是钢结构存在严重的损坏、损伤或者是钢结构点的使用条件发生改变,另外就是经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求。下面列举几种常见的需要钢结构加固的状况:

（一）在建筑物初期建造时，设计或者施工中存在问题使得钢结构存在缺陷，焊缝长度不足，杆件切口过长，使截面削弱过多就会造成钢结构缺陷。

（二）钢结构使用年限太长，自然条件造成钢结构不同程度上的磨损、锈蚀等，造成钢结构出现缺陷。

（三）建筑物在实际应用过程中未能按照设计强度使用，超出了设计时的荷载，使得钢结构经常处在超载状态，严重影响钢结构的使用。

（四）建设钢结构时，为了降低成本，使用一些达不到设计强度要求的钢材。

（五）地1震、泥石流等自然灾害的发生会对钢结构产生危害。

（六）建设钢结构时没能深入考察当地的地形、地质，或基础设计强度不足，进而使得钢结构由于地基基础下沉发生变形和损坏的。

钢结构加固的方法及程序

根据加固的对象，钢结构的加固可分为钢柱的加固、钢梁的加固、钢屋架或托架的加固、吊车系统的加固、连接和节点的加固、裂纹的修复和加固等。

根据损害范围，钢结构的加固可分为两大类：一是局部加固，一般只对某些承载能力不足的杆件或连接节点进行加固。二是全1面加固，是对整体结构进行的加固。

A、从设计的角度来讲，钢结构的加固主要可分为两大类：

（1）改变结构计算简图的加固方法：采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质、 边界条件、增设附加杆件或支撑、施加预应力、考虑空间协同作用等措施对结构进行加固的方法 。

（2）不改变结构计算简图的加固方法：在不改变结构计算简图的前提下，对原结构的构件截面和连接进行补强的方法。此时对构件的加固又称为加大截面法。

B、从施工的角度来讲，钢结构的加固也分为两大类：

（1）卸载或部分卸荷加固：结构损伤较严重或构件的应力很高，或者补强施工不得不临时削弱承受很大内力的构件及连接时，需要暂时减轻其负荷。对某些主要承受移动荷载的结构（如吊车梁等）可限制移动荷载，这就相当于部分卸荷了。当结构损坏严重或原结构构件的承载能力过小，不宜就地补强时，还需考虑将构件拆下补强或更换。钢结构经可靠性鉴定需要加固时，应根据可靠性鉴定的结论和委托方提出的要求，有***技术人员按照国家规范要求进行加固设计，且加固设计内容和范围，可以是结构整体，也可以是局部结构、特定构件或部位。此时，应采取措施使结构构件完全卸荷。

（2）在负荷状态下加固：这是加固工作量1小、简便的方法。但为保证结构的安全，应要求原结构的承载力应有不少于20%的富余。并且构件应没有严重的损伤。

加固工作确定加固方案前，一般应搜集下列资料：

①原有结构竣工图（包括更改图）及验收记录；

②原有钢材材质报告复印件或现做材质检验报告；

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结构或构件损坏情况检查报告；

⑥现有实际荷载和加固后新增加的荷载数据。

对钢结构受弯构件的修复通常是将碳纤维片材直接粘贴在受拉翼缘底部，受弯构件受力时碳纤维与受拉翼缘共同承受拉力，提高梁的承载力。而对于损伤钢梁，粘贴碳纤维加固修复不仅能恢复其损失的刚度、承载能力和改善其疲劳性能，还能对钢结构形成保护，起到加固和防腐的双重效果。在粘贴碳纤维时，将碳纤维粘贴到损伤部位的表面，使一部分荷载通过胶层传递到碳纤维上，可以降低钢结构损伤部位的名义应力，使裂纹扩展速率降低或制止裂纹的扩展，从而延长结构的使用寿命。为了进一步改变桁架杆件的内力加设预应力拉杆，使预应力拉杆和撑杆式结构联合起来，共同完成桁架的加固任务。研究表明，存在损伤缺陷的钢梁用高弹性模量的碳纤维板加固后，刚度基本能恢复到未损伤情况下钢梁刚度的90%以上，极限承载力的提高随着加固量和损伤大小而不同。

碳纤维强度虽然高，但弹性模量与钢材相近，当整体结构达到屈服荷载时，碳纤维材料的强度远远没有达到碳纤维可利用的强度，其高强度优势在加固钢结构中未能充分发挥作用，为了解决此类问题预应力碳纤维加固技术应运而生，其中以卡本预应力碳纤维板加固系统为例向大家介绍一下此加固方法：卡本预应力碳纤维板加固系统，能简单方便的对碳纤维板施加预应力，大大提高了碳纤维板的强度利用率，增加结构的强度和刚度的同时能减少结构的挠度变形，并能减少和封闭裂缝。二、加大构件截面的加固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已有缺陷和损伤的状况。

所以说碳纤维片材加固钢结构作为一种新型加固技术，在其避免传统加固方法缺陷的基础上，能有效提高原结构的刚度和承载力，特别是可以显著提高疲劳损伤钢结构的疲劳寿命，延缓疲劳裂纹的扩展，因此来说碳纤维是能够用于钢结构加固补强的，不仅如此而且还是一种加固效果明显的加固补强方法。钢结构加固补强法——焊接连接加固1）焊缝连接的加固，可采用增加焊缝厚度、或增加长度的方法实现。

常见的钢结构需要加固补强的原因有：

1.由于设计或施工中造成钢结构缺陷，如焊缝长度不足，杆件切口过长，使截面削弱过多等等。

2.结构经长期使用，出现不同程度的锈蚀、磨损以及操作不正常等，造成结构缺陷，使结构构件截面严重削弱。

3.工艺生产条件变化，使结构上荷载增加，原有结构不能适应。

4.使用的钢材质量不符合要求。

5.意外、自然灾害对结构损伤严重。

6.由于地基基础下沉，引起结构的变形和损伤。