鋼結構加固方法概述
2012-04-29 00:00:00常鵬杰
中華建設科技 2012年4期
【摘要】鋼結構經長期使用，當強度、剛度等不滿足使用要求時，應對鋼結構進行加固。本文主要闡述鋼結構的加固原則和加固技術方法。
【關鍵詞】鋼結構；加固方法
1. 引言
結構經長期使用，其功能將逐漸減弱，如果能夠及時采取有效的處理措施，可以延緩結構損傷的進程，以達到延長結構使用壽命的目的。結構加固是通過一些有效的措施，使受損傷結構恢復原有結構功能，或者在已有結構的基礎上提高其結構抗力能力，以滿足新的使用條件下結構的功能要求。
2. 鋼結構加固原則
鋼結構加固原則一般如下：
（1）加固應盡可能做到不停產或少停產，因停產的損失往往是加固費用的幾倍或幾十倍。能否在負荷下不停產加固，取決于結構的應力應變狀態。一般構件的內應力小于鋼材設計強度的80％，且構件損壞變形等不是太嚴重時，可采用負荷不停產加固方法。
（2）結構加固方案要便于制作、施工，便于檢查。
（3）結構制造組裝應盡量在生產區外進行。
（4）連接加固應盡可能采用高質量螺栓或焊接。
3. 鋼結構加固方法
鋼結構的加固方法主要有：減輕載荷；加大原構件截面和連接強度；改變結構計算圖形；阻止裂紋擴展等。
3.1加大構件截面加固法。
采用此加固方法時，應根據構件已經有的缺陷和損傷的狀況而選擇適當的截面形式，以提高構件的穩固。
3.2連接的加固和加固件的連接。
鋼結構連接方法，即焊接、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應根據結構需要、加固的目的、原因、受力狀況、構件及施工條件，并考慮原有的連接方法確定。
3.3改變結構計算圖形。
改變結構計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況，傳力途徑，節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐，施加預應力，考慮空間協同工作的措施調整原結構中的應力。使符合需要的內力重分配，改善被加固的構件的內力的受力情況，對結構進行加固的方法。
一般方法為：
3.3.1對結構可采用增加結構或構件的剛度的方法進行加固：
（1）增加支撐形成空間結構，加強結構空間剛度，并按空間結構進行驗算，挖掘結構潛力。（2）加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和結構的抗震等動力特性。（3）增設支撐或輔助桿件以減小構件的長細比，提高其穩定性。（4）在排架結構中，重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其他柱列負荷。（5）在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度，以減小繞度。
3.3.2對受彎桿件可采用下列改變其截面彎矩的方法進行加固：（1）改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載。（2）改變端部支承情況，例如將鉸接變為剛接。（3）增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構。（4）調整連續結構的支座位置。（5）將結構變為撐桿式結構。（6）施加預應力。
3.3.3對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固：（1）增設撐桿變桁架為撐桿式結構。（2）加設預應力拉桿。
3.4裂紋的修復與加固。
結構構件因荷載反復作用及材料選擇，設計構造，施工安裝不當等產生擴展性或脆斷性裂紋損傷時，應先分析產生裂紋的原因及后果，有針對性地采取改善加固措施，不易修復的構件應拆除更換。
4. 結語
隨著新材料、新技術的不斷出現以及新規范的頒布，新的加固方法也不斷涌現。但是每一種加固方法都應有其獨有的特性。在對加固方法的使用中選擇時，應結合現場的實際情況、經濟性和每一種方法的使用范圍及特性進行多方案比選，以確定一種安全、經濟、實用的加固方法。
參考文獻
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［文章編號］1619-2737（2012）04-20-596
［作者簡介］常鵬杰（1983-），男，籍貫：內蒙古五原人，中南大學土木工程專業畢業，學士學位，主要從事建筑結構、道路橋梁施工方面的工作。
