钢结构加固方式
钢结构加固通常是为了提高其承载能力、延长使用寿命或适应特定的工程需求。常见的加固方法包括:,,1. 预应力加固:通过施加预应力来增加结构构件的刚度和强度,减少因材料疲劳导致的性能退化。,2. 增设支撑系统:在原有结构上增设支撑点,以分散荷载并防止结构变形。,3. 使用高强度材料:采用高强钢材或其他高性能材料来替换原有低强度材料,以提高整体结构的承载力。,4. 焊接与螺栓连接加固:通过改善连接处的构造和设计,如采用焊接技术或改进螺栓连接方式,来增强结构的整体性和稳定性。,5. 表面处理:对钢结构进行防腐、防锈处理或涂层保护,以延长其使用寿命并抵抗环境侵蚀。,6. 改变结构体系:通过更换结构形式或调整结构布局,例如从简支梁改为悬臂梁,或者采用其他更有效的结构方案,以适应新的功能要求或环境条件。
钢结构加固方式
一、主要加固方法
- 减轻荷载:通过减少结构所承受的荷载来实现加固目的。例如,移除不必要的设备、材料等附加重量,或者调整使用功能以降低荷载需求。这是一种较为直接且对结构改动相对较小的加固方式,可有效减轻钢结构的负荷,提高结构安全性。
- 改变计算图形:
- 改变荷载分布状况,例如将集中荷载转化为分布荷载,通过调整结构布局或增加传力构件来改变力的传递路径。
- 改变节点性质和边界条件,如将铰节点改为刚节点,或者改变支座的约束形式。
- 增设附加杆件和支撑,增加结构的整体稳定性。例如在框架结构中增设斜撑,可有效提高结构的抗侧力能力。
- 施加预应力,通过对钢结构施加预应力,可调整结构内力分布,提高结构承载能力。在加固过程中,除应对被加固结构承载能力和正常使用极限状态进行计算外,还需注意对相关结构构件承载能力和使用功能的影响,考虑内力重分布,并对结构(包括基础)进行必要的补充验算,同时采用合理构造措施。
- 加大原结构构件截面和连接强度:
- 加大构件截面加固法:
- 所选截面形式要有利于加固技术要求并考虑结构的缺陷和损伤状况,必要时分阶段进行受力分析和计算。
- 注意加固时的净空限制,避免新加固的构件与其他杆件冲突。
- 加固设计应适应原有构件的几何状态,减少施工工作量。如果原有结构钢材可焊性较好,可考虑用焊接加固,但要减少焊接工作量,避免仰焊,减少焊接应力和变形的影响。
- 尽量使被加固构件截面的形心轴位置不变,减少偏心弯矩。加固后的截面在构造上要考虑防腐要求,防止形成易积灰的坑槽而引起锈蚀。
- 连接的加固与加固件的连接: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(如焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法),来确定连接加固方式。例如,若原结构采用焊接连接,加固时可在合适的位置增加焊缝长度或厚度;对于螺栓连接,可增加螺栓数量或更换为高强度螺栓,提高连接强度。
- 加大构件截面加固法:
- 阻止裂纹扩展:当钢结构表面出现裂缝时,需要及时修复和加固。在修复前,必须看清产生裂纹的原因,再采用相应的修复加固构件进行加固。对于因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩张性或脆断倾向性裂纹损伤时,要分析原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换。
二、基于损害范围的加固方式
- 局部加固:
- 增加杆件截面法:针对某承载能力不足的杆件,通过增加杆件的截面尺寸,如在杆件周围包裹钢板、增加杆件的壁厚等方式来提高杆件的承载能力,从而实现局部加固的目的。
- 减小杆件自由长度法:改变杆件的支撑条件,减小杆件的计算长度,从而提高杆件的稳定性和承载能力。例如在受压杆件中间增加支撑点,可有效减小其自由长度。
- 连接节点加固法:对连接节点处进行加固,可采用增加焊缝长度、螺栓数量或提高连接材料强度等方法,确保节点能够有效地传递荷载,增强节点的承载能力和可靠性。
- 全面加固:
- 不改变结构静力计算图形加固法:在不改变结构整体受力体系的前提下,对结构构件进行加固,如对所有杆件或大部分杆件采用加大截面、增强连接等方法进行加固,提高结构整体的强度、刚度和稳定性。
- 改变结构静力计算图形加固法:对整体结构的受力体系进行改变,例如增加新的支撑体系、改变结构的传力路径等,从而全面提高结构的承载能力。这种方法相对复杂,但效果显著,能有效改善结构的受力性能。
- 增加或加强支承体系:通过增加新的支撑构件,如柱、梁、支撑等,或者对现有的支承体系进行加强,可有效提高结构的整体稳定性和承载能力,是一种对结构体系加固的有效方法。
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