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预应力加固钢结构施工工艺及步骤

预应力加固钢结构方案可分为两种，

一是直接粘贴法，将两端锚固并施加预应力后，通过胶粘剂粘贴在钢结构的表面；一般适用于构件表面较平整的拉杆，对构件或其局部进行加固；

二是将束作为预应力拉索调整应力，一般适用于对整个结构进行整体加固。

1选材：用于结构加固用碳纤维主要选用PAN基碳纤维，极限强度可达3500MPa，弹性模量约为2.35×109MPa。树脂体系采用环氧类材料。

2设计:根据待修补结构的受力特点、传力路径和应力-应变场，确定布的用量、尺寸和铺设方向等。纤维方向应尽量与损伤构件中1大受力方向保持一致。如果损伤部位处于复杂应力状态，则纤维取向和铺层顺序应尽量与控制主应力方向一致。

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。在锚固的时候，预应力损失也比较大。嵌入式预应力张拉技术，其特点就是先锚固后张拉，以构件本身和先前的锚固作为张拉受力装置，无需复杂的张拉机具。（3）与非预应力方式相比，可消除应力滞后现象，充分利用的高强特性，提高加固效率。嵌入式预应力张拉技术可分次施加预应力，可对粘结层产生挤压效应，提高粘贴的可靠性。同时，因采用先锚固后张拉技术，预应力损失小，方法简便有效。

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；随着便利时代的到来，钢结构工程的应用也变得广泛起来，钢结构工程作为新型时代下的建筑产物，越来越多的工厂建立选择使用钢结构，在钢结构工程应用中钢结构加固变的尤为重要，并不是每种类型都能适用，详细加固方案可根据项目情况具体来定。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；在建筑工程中的钢结构加固的几大方法分别是：加大原结构构件截面、改变结构计算图形、减轻荷载、阻止裂纹扩展等。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。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。

（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。

加固原则

(1)   钢结构加固连接方法，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、受力状态、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

(2)   在同一受力部位连接的加固中，不宜采用刚度相差较大的，如焊缝与铆钉或普通 螺栓共同受力的混合连接方法，但仅考虑其中刚度较大的连接（如焊缝）承受全部作用力时除外。如有根据，可采用焊缝和摩擦型高强螺栓共同受力的混合连接。

粘贴加固钢结构的特点：

粘贴加固钢结构是利用粘结剂将粘贴到钢结构损伤部位的表面，使一部分荷载通过粘结层传递到上，降低了结构损伤部位的应力。粘贴加固技术具有明显的优势：

1）比强度和比刚度高，加固后基本不增加原结构的自重和原构件的尺寸；

2）复合材料具有良好的抗1疲劳性能和耐腐蚀性能；

3）柔性的复合材料对于任意封闭结构和形状复杂的被加固结构表面具有特别的优势。密封性好，减少了渗漏甚至腐蚀的隐患；

4）简便易行、成本低、，在狭小空间亦可施工，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。