鋼結構的加固方法有哪些?

2021-02-13 築龍結構設計

2.1鋼結構損害的主要因素有:

(1)由荷載變化,超期服役,規範和規程改變導致結構承載力不足;

(2)構件由於各種意外產生變形、扭曲、傷殘、凹陷等,致使構件截面削弱,杆件翹曲,連接開裂等;

(3)溫差作用下引起構件或連接變形、開裂和翹曲;

(4)由於化學物質的侵蝕而產生腐蝕以及電化學腐蝕致使鋼結構構件截面削弱;

(5)其它包括設計、生產、施工中的失誤及服役期中的違規使用和操作等。本文來源鋼構聯盟

2.2鋼結構的加固技術措施主要有三種:

(1)截面補強法:在局部或沿構件全長以鋼材補強,連成整體使之共同受力;

(2)改變計算簡圖:增設附加支承,調整荷載分布情況,降低內力水平,對超靜定結構支座進行強迫位移,降低應力峰值;

(3)預應力拉索法:利用高強拉索加固結構薄弱環節或提高結構整體承載力、剛度和穩度。

2.3 傳統鋼結構加固方法的特點

焊接鋼結構加固

焊接加固時,局部的迅速加熱和冷卻過程,焊接區由於受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,冷卻後在焊件中便產生焊接應力和變形,高溫作用使焊接部位的組織及性能劣化;而且焊縫必然存在缺陷,會產生新的裂紋;焊接結構內部存在殘餘應力,與其他作用結合可能導致開裂。焊接使結構形成連續的整體,裂縫一旦失穩擴展,就有可能一斷到底,引發重大事故。

粘鋼鋼結構加固

採用結構膠將鋼板粘貼在需要加固的部位,依靠結構膠將其粘結在一起共同受力,提高結構的承載力。

    粘貼加固技術具有明顯的優勢:(1)比強度和比剛度高,加固後基本不增加原結構的自重和原構件的尺寸;(2)複合材料具有良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能;(3)柔性的複合材料對於任意封閉結構和形狀複雜的被加固結構表面具有特別的優勢。密封性好,減少了滲漏甚至腐蝕的隱患;(4)簡便易行、成本低、效率高,在狹小空間亦可施工,特別適合現場修復;(5)施工過程中無明火,適用於各種特殊環境。

粘貼加固技術的缺點:在對受彎構件的粘鋼受剪承載力的試驗研究中,發現進一步加載時,粘貼鋼板出現玻璃現象,導致最終極限承載力增大減小。

確保粘鋼加固鋼板不出現剝離,仍需研究給出合理的構造措施。

螺栓連接鋼結構加固

其需要在損傷部位附近開孔,削弱了截面,使之形成新的應力集中區,使原螺栓出現鬆動現象,降低了鋼結構結構修補的效果。普通螺栓在動載作用下易鬆動,高強螺栓易發生應力鬆弛現象,降低了結構的修補效果。

以上幾種高層鋼結構加固方法除了以上幾個缺陷,還有一個共同的缺陷:鋼結構加固所選材料基本都為鋼材,在進行加固處理時會給結構帶來過多的結構自重,且鋼板不易裁剪成加固所需的形狀,安裝運輸等較為困難,在加固完工之後,需對鋼材進行防鏽處理,以免鋼材生鏽對結構膠產生不必要的影響,且維護工作量大,費用較高。

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