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钢结构加固的原则
结构或构件加固是一项复杂的工作,考虑因素很多,加固方法应从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面来选择。一般原则如下:
(1)结构经可靠性鉴定不满足要求时,必须进行加固处理。加固的范围和内容应根据鉴定结论和加固后的使用要求,由设计单位与业主协商确定。加固设计的内容和范围,可以是结构整体,亦可以是指1定的区段、特定的构件或部位。
(2)加固后的钢结构的安全等级应根据结构破1坏后果的严重程度、结构的重要性和下一个使用期的具体要求,由委托方和设计者按实际情况商定。
(3)结构加固时尽可能做到不停产或少停产,因停产的损失往往是加固费用的几倍或几十倍。能否在负荷下不停产加固,取决于结构应力应变状态,一般构件内应力小于钢材设计强度的80%以下,且构件损坏、变形等不太严重时,可采用负荷不停产加固方法。
在负荷状态下进行焊接加固是非常危险的,承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件在实际荷载产生的原有杆件应力1好在钢材设计强度的60%下,极限不得超过承受动力荷载的构件不得超过40% ,否则采取相应措施才能施焊;进行钢结构加固设计及确定方案之前,首先应了解以下资料:原有结构的竣工图,包括设计及现场变更,验收记录,原有钢材材质报告或现场材质检验报告,原有结构构件制作安装验收记录,结构设计计算书,实际荷载和加固后要求达到的使用要求。加大角焊缝厚度时,加固方法及程序原有焊缝在扣除焊接热影响区长度后的承载能力,应不小于外荷载产生的内力。
《钢结构加固技术规范》对负荷状态下进行加固做了如下明确规定:焊接钢结构加固时,原有构件或连接的实际名义应力值应小于0.55fy,且不得考虑加固构件的塑性变形发展;三、连接的加固与加固件的连接钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。非焊接钢结构加固时,其实际名义应力值应小于0.7fy,对于直接承受动力荷载的一般结构1大名义应力不得超过0.4fy。
(4)钢结构加固设计应与实际施工方法紧密结合,并应采取有效措施,保证新增截面、构件和部件与原结构连接可靠,使其形成整体共同工作。在加固施工时,应避免对未加固的部分或构件造成不利的影响,并充分考虑现场条件对施工方法、加固效果和施工工期的影响,应采取减少构件在加固过程中产生附加变形的加固措施和施工方法。钢结构损害的主要因素及加固技术措施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。
(5)对于高温、腐蚀、冷脆、振动、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏,应提出其相应的处理对策后再进行加固。
(6)对于加固时可能出现倾斜、失稳或倒塌等不安全因素的钢结构,在加固施工前,应采取相应的临时安全措施,以防止事故的发生。
在生活中,钢结构的建筑越来越多,很多房屋和厂房的建造都会采用钢结构。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、变形能力强,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜。钢结构材料虽然材质结实耐用,但是使用时间久了也会产生一些问题,当检测过后发现钢结构建筑存在质量问题时,就要进行加固处理了。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。
对损伤钢柱,对损伤部位进行割除后,按原截面制作新柱,并将其与下部保留的柱按等强度连接。其他柱在去除约束后,在施工中利用外力可以很方便地消除其柱顶变形,采用节点板与新的钢梁连接。施工中利用外力仅能消除其柱顶部份位移,部分钢梁与钢柱无法准确对位,造成钢梁与钢柱连接处的一定的错位,会产生节点处的偏心力矩,在钢架的恢复中,采取增加屋面钢梁间的纵向联系梁、增加结构的整体稳定,并对柱顶进行加固,以保证结构的整体与节点的***。一般来说钢结构加固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。
钢结构建筑存在严重缺点和损伤,改变使用条件后,经验查、验算结构的承载力、刚度或稳定性不满足使用要求时,应对钢结构进行加固。常见的钢结构需加固补强的主要原因有:
1.由于建筑设计或施工中造成钢结构焊缝长度不足、杆件中切口过长、截面削弱过多等缺点。
2.由于自然环境因素影响和外界有害介质侵蚀,钢材会容易产生锈蚀,锈蚀引起构件有效断面减小而导致承载力下降,在外部环境恶劣,有害介质浓度高的情况下,钢材锈蚀速度加快。另外,在反复荷载作用下,因裂缝扩展、损伤会引起疲劳破坏。
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,引起结构变形和损伤。
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