钢结构加固范文
时间：2023-03-19 04:14:56
导语：如何才能写好一篇钢结构加固，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
前言：三种材料在建筑工程的应用中优劣并存，随着人们生活水平的提高，人们对建筑工程工程的质量提出了新的要求，要求建筑物的稳固性增加，这就要求建筑物的结构更加稳固。
1.混凝土结构加固措施
混凝土是目前建筑结构中使用最为广泛的材料，对其加固一般采取直接加固或者间接加固的措施，加固手段的选择要根据实际的条件以及具体的环境进行确定。
1.1 直接加固的方法
1.1.1 加大截面的加固法
钢筋混凝土的受弯能力直接体现其稳固性，在其受弯构件受压区，加混凝土现浇层，这样可以增加截面的有效高度，扩大截面面积，提高构件的抗弯能力，斜截面抗剪能力和截面刚度，进而起到了一定的加固作用。这种方法相对简单，适用性强，而且经验成熟，便于施工，但其需要的施工时间较长，会对生活产生一定的不利影响。
1.1.2 混凝土置换
该方法在优势上与上一方法相同，而且其在加固后不会影响建筑物的净空情况，但缺点也是相似的，其主要适用于受压区混凝土强度偏低或者有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
1.1.3 外包钢加固的措施
采用型钢或者钢板包在被加固的构件的外面，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，进行加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。其优势是受力可靠，施工方便，工作的量小，但是其耗费材料较多，在高温场所施工必须做好防护工作，主要适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
1.1.4 粘钢加固手段
在外部承载力不同的区段，在其表面进行粘贴钢板，可以提高被加固的构件的承载力，改措施施工简单易行，受到影响小，但其效果受到了胶粘工艺的影响较大，而且受到操作人员水平的限制，波动性较大。
1.1.5 其他方法
除了以上的加固措施外，针对钢筋混凝土结构的加固还有其他手段，包括粘贴纤维增强塑料加固法 ，绕丝法，锚栓锚固法，都是各有优缺点，要根据建筑的场合，环境的条件进行对比，选择经济成本最低，效果最好的方法进行加固处理，提高建筑物的结构稳固性。
1.2 间接加固的措施
1.2.1 预应力加固法
预应力加固法是目前建筑结构加固的主要措施，其还可以分为预应力水平拉杆加固与下撑拉杆加固的措施，其加固效果良好，受到了普遍的欢迎，目前的应用范围较广，但是仍存在一些不足有待完善。
1.2.2 增加支撑加固法
该方法主要是通过降低受弯构件的计算跨度，提高结构的承载水平，相对而言，这一措施简单可靠，但容易损坏建筑物本身的形态以及使用的功能，而且会降低建筑物的使用空间，其主要适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
1.3 加固的辅助措施
混凝土的加固措施除了以上的方法外，还要使用部分辅助措施才能进行加固，才能实现加固的目的，例如托换技术、植筋技术、裂缝修补技术等。
2.砌体结构加固措施
与混凝土结构的加固方法相同，砌体结构的加固同样分为直接加固与间接加固两类。
2.1 直接加固法
目前，对砌体的加固采取的直接加固法主要有三中欧那个，第一，钢筋混凝土外加层加固，主要是对复合截面进行加固，其施工工艺简单，适应性强，在进行加固后，其效果显著增强，但其作业时间场，会影响正常的工作，而且加固后的建筑物净空有一定的减小。第二钢筋水泥砂浆外加层加固法，该方法主要适用于砌体墙的加固。第三，增设扶壁柱加固法，其承载力较高，但其抗震效果不佳，一般应用于非震区的地区。
2.2 间接加固法
间接加固法目前只有两种，无粘结外包型钢加固法与预应力撑杆加固法，第一种方法是传统的加固方法，耗费较高，而且需要辅助钢结构才能实现，但其工艺简单，受力可靠，应用较广；第二种可以很好的提高砌体柱的承载能力，加固效果良好，但其在高温的环境中应用能力较弱。
3.钢结构的加固措施
目前，建筑工程最常用的建筑结构是钢结构，其相对承载力较高，而且受压性能较高获得用户的普遍认可，其加固的主要方法有：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。
改变结构计算图形的加固措施是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；加大构件截面的加固方法的要求是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；连接的加固与加固件的连接方法主要是焊接、铆钉等。对钢结构的加固方法目前应用较为普遍，适用性较高。
结束语：
综上所述，我们对建筑工程结构的加固措施有了一定的了解，也对不同的结构的加固方法有了一定的认识，随着技术的不断提高，社会的不断进步，相信我国的建筑工程结构加固工艺可以不断地进步，促进建筑工程之类的提高。
参考文献：
[1] 周浩, 魏诗雅. 混凝土及预应力技术发展研究[J]. 大众商务, 2010, (14)
[2] 高寿江. 钢筋及预应力工程技术现状与发展方向[J]. 吉林交通科技, 2006, (03)
[3] 王丽娜. 混凝土动力本构模型研究现状及发展趋势[J]. 唐山学院学报, 2009, (06)
[4] 王世平. 浅谈结构稳定理论[J]太原城市职业技术学院学报, 2005, (01) .
篇2
关键词:建筑钢结构；检测；加固措施
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
钢结构建筑屡见不鲜，在城市建筑上发挥了重要作用，然而，近几年也发生一些坍塌事故。因此，加强对建筑钢结构的检测、加固的措施等方面的研究显得尤为重要，是保证建筑结构安全的关键。
l、建筑钢结构工程事故破坏机理与检测内容
钢结构事故类型最主要集中在稳定性的破坏、疲劳破坏、脆性破坏和腐蚀破坏四种。破坏机理如下：钢结构失稳原因局部失稳和整体失稳：钢结构构造、应力集中、应力幅等引起的钢结构疲劳问题；低温和动载、材质缺陷、钢板厚度、应力腐蚀、氢脆引起的脆性断裂；腐蚀问题有化学腐蚀、电化学腐蚀等。针对以上钢结构工程事故常发生的类型，建筑钢结构工程检测内容可分为三个部分：钢结构材料检测、钢结构连接检侧(包括紧固件检测和焊缝无损探伤)及钢结构性能检测。建筑钢结构用材料又可分为三大类，即结构(构件)用材料、结构连接用材料(焊接用材料)及结构防护用材料。钢结构材料检测便是针对以上三类材料的检测。对于建筑钢结构连接的检测，钢结构的连接有三种方式：紧固件连接、焊接连接和柳钉连接，其中柳钉已经很少用，多被高强度螺栓连接所取代。焊接连接是最常用的连接方式，因而焊缝质量的检测是钢结构检测的主要内容。针对建筑钢结构性能的检测涉及面很广，主要包括以下内容和方法：结构荷载及作用检测：结构形体及结构损伤的测定；结构构件及连接的强度检测；结构及构件的稳定性核定；结构及构件的刚度检测；结构动力性能检测；结构疲劳与断裂检测；钢结构防腐防锈及抗火性能检测。
2、建筑钢结构的检测技术
建筑钢结构检测的技术，主要包括力学性能、理化分析、无损探伤、结构性能等领域。其中钢结构无损检测目前应用最广，主要应
用在以下几方面：焊接球节点钢网架。其整体结构由钢管杆件与空心钢球焊接组成的，球杆焊缝和空心球焊缝是二级质量焊缝，因此焊缝内部质量是保证网架安全主要因素，而焊缝质量检测采用超声检测，其检测方法和评定方法执行JG厂r3034．1。螺栓球节点钢网架中的应用。螺栓球节点钢网架由螺栓球、高强度螺栓和杆件三个分体构件组装而成。螺栓球和高强度螺栓要进行表面质量检测，一般采用水洗型着色渗透检测，其检测方法和评定方法执行JB4730；杆件焊缝要进行内部质量检测，依据JGJ78采用超声检测，其检测方法和评定方法执行JG厂r3034.2。在焊接钢结构工程中的应用。焊接H型门式钢结构由钢柱和钢梁焊拼而成，是常见的一种焊接钢结构。其中的全熔透焊缝内部质量要进行超声检测，其检测方法和评定方法执行GB厂rll345。抽样数量和方法，一级焊缝100％检测，二级焊缝按每条焊缝长度的20％且不小于200MM抽取。在紧固件连接钢结构工程中的应用。厂房的H型门式钢架和高层建筑的钢骨架，大部分是分体钢柱和钢梁用高强度螺栓连接组装的，是典型的紧固件连接钢结构工程。其中的钢柱和钢梁的全熔透焊缝内部质营要进行超声检测。
3、建筑钢结构加固的方法
改变结构计算图形的加固：改变结构计算图形的加固方法指采
用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆
件和支撑，施加预应力，考虑窄间协同工作等措施对结构进行加固
的方法。钢柱的加同的方法是增设支撑减少柱计算长度：将屋架与
柱交接改为刚接，减少柱计算弯矩和计算长度；增加屋盖支撑使排
架柱可按空间结构进行验算．力口强某柱列，使排架所受水平荷载主
要由该列柱承担，其他柱列卸载，减少加固工作量。钢梁的加固的
方法是增设支柱或支撑以减少梁的跨度，提高梁的承载力；增设拉
杆施加预应力；将各单跨梁支座连接成连续梁，以减少跨中弯矩。
增大构建截面的加固：大都采用增补钢材的方法，此外也可对原构件外包混凝土进行加固；钢柱的加固可采用改变截面形式方式，来提高弯矩作用平面内外的承载能力：钢梁加固，焊接组合梁和型钢梁都可在翼缘板上加焊水平板，斜板或型钢进行加固，一般宜上下翼缘均加固，但当有铺板t翼缘加同困难时，亦可仅对下翼缘补强加固。对用于梁腹板抗剪强度不足的加固，当梁腹板稳定性不能保证时，往往采用设置加劲肋的方式。连接和节点加固：构件的增补或局部杆件的替换，都需要适当的连接。加固的杆件必须通过节点加固才能参与原结构工作，破坏了的节点需要加固。为此要对原焊接连接、原铆钉螺栓连接进行加固，节点连接扩大。
3.1CFRP加固钢结构技术
传统的钢结构加固技术已被广泛地运用到工程领域中，实践证明，这些方法是非常有效的。但它的缺点是费时、费力、增加结构的重量，耐久性较差，维护费用较高。相比之下碳纤维增强复合材料（CFRP）具有优秀的物理、力学性能，如强度和刚度高、抗疲劳性能和耐腐蚀性能好、现场可操作性强、施工周期短、不损伤原结构等优点。目前已广泛用于混凝土结构中，国内外对CFRP加固钢结构的研究和应用则处于起步阶段，主要集中在受弯构件的加固、受拉（压）构件的加固、疲劳加固、粘结剂及其受力分析的研究、预应力加固钢结构技术的研究。
3.2 受弯构件的加固
国内外关于CFRP加固钢结构的试验研究大部分集中在受弯构件上，主要分为无损伤缺陷钢梁的加固和损伤钢梁的加固。
3.2.1无损伤缺陷钢梁的加固
FRP 加固钢梁的试验研究最早始于20 世纪90年代中期,美国Delaware 大学对无损伤缺陷的工字型钢梁进行研究。国内外许多学者开展了对各种类型的钢梁加固研究,主要包括工字型截面钢梁、矩形截面钢梁、钢板梁、钢- 混凝土组合梁。已有的试验结果表明,随着粘贴的纤维量、纤维的弹性模量、钢材的弹性模量、钢材的屈服强度的变化,加固效果也不同。
3.2.2 损伤钢梁的加固
存在损伤缺陷的钢梁用高模量的CFRP 板加固后,刚度基本能恢复到未损伤情况下钢梁刚度的90%以上,极限承载力的提高随着加固量和损伤大小而不同,粘贴CFRP 加固修复损伤钢结构不仅能恢复其损失的刚度、承载能力和改善其疲劳性能,还能对钢结构形成保护,起到加固和防腐的双重效果。
3.3 受拉（压）构件的加固
西安建筑科技大学的彭福明等用能量法得到了CFRP加固轴心受压钢管的弹性屈曲荷载，并与有限元计算结果进行了对比，结果表明：纵向粘贴CFRP对提高钢结构轴心受压构件的弹性屈曲荷载比较明显，并提出可以用来预测钢结构轴心受压构件的弹性屈曲荷载的理论计算公式。
西安交通大学的马建勋等人对采用碳纤维布粘贴加固后的钢板进行了单轴拉伸试验,试验结果表明,钢板采用CFRP 布双面粘贴后,屈服荷载可提高16 %～18 % ,极限荷载可提高16 %～ 25 % ,破坏模式是CFRP 布被拉断,主要是断面附近或CFRP 布端部发生脱胶。
3.4 疲劳加固研究
国内学者张宁等提出：1）碳纤维加固后焊趾处应力重新分布,能够承受更大的疲劳应力。2) 本试验结果表明,经过碳纤维加固后,钢结构试件应力循环次数超过50 万次的疲劳强度远远高于原状焊缝。
Bassetti等人用预应力CFRP板加固从旧桥中取出的一根铆接钢梁，结果表明用预应力CFRP 板可以对铆钉孔附近疲劳裂纹的出现和进一步发展起到延缓作用,加固后的钢梁,循环次数达到2000万次。
清华大学的郑云基于线弹性断裂力学理论,采用有限元模型对表征疲劳裂纹扩展速率的裂纹前端应力强度因子进行了计算分析。计算结果表明,采用CFRP 双面粘贴加固后钢板的剩余疲劳寿命得到显著提高,从理论上验证了用CFRP 加固疲劳损伤钢结构是非常有前途的一种加固方法。
3.5 粘结剂及其受力分析的研究
西安建筑科技大学的彭福明等采用有限元方法,对粘贴CFRP加固修复钢结构时影响二者之间荷载传递效果的因素进行了系统的分析。
杨勇新等对粘贴碳纤维布加固钢板进行了静力拉伸试验，试验结果表明：1) 粘贴碳纤维布能有效提高拉伸构件的屈服荷载，但是对极限荷载的贡献不大。2) 采用高模量的碳纤维布加固损伤钢构件的效果更加明显。3) 保证碳纤维布在钢材屈服后仍不发生剥离是非常重要的。
张宁等通过界面粘结力的试验研究和公式推导，得出如下结论：1)碳纤维材料与钢结构的界面应力受到材料性能、粘贴质量、粘贴方式、胶层厚度等因素的影响。2) 界面的受力随着粘结长度的变化而变化，但当粘结长度增大到一定值时,承载力不再提高。3) 粘结剂涂抹要均匀,厚度要适当。4) 碳纤维布要保持平直,粘贴方向与最大受力方向保持一致,以充分发挥碳纤维的受力性能。
在粘贴CFRP 之前,加强钢材表面的处理可以增强粘贴强度和耐久性。当表面处理完成后15h 内必须粘贴CFRP ,否则会降低粘结强度。Miller建议应用加速养护方法,比如电热毯或加热器来提高粘结剂的养护速度。表面处理或者喷砂处理可以从钢结构表面除去铁锈、各种涂料和油漆,增强粘结效果。Jason D.Bardis系统研究了各种表面处理方法对粘结强度的影响。为了避免胶层的剥离破坏,提出了很多方法。Vinson提出把FRP 板的两端做成45°角,可有效地减小胶层的应力。Sen设计了一种钢夹具固定在FRP板两端来抵抗此处较大的正应力和剪应力。Liu则建议在张拉翼缘和腹板上缠绕纤维方向垂直于梁长度方向的GFRP 以避免CFRP 片材与钢结构的剥离。
3.6预应力加固钢结构技术的研究
预应力加固钢结构技术是将传统的体外预应力施加技术与碳纤维加固技术结合起来,从而起到加固钢结构的作用。预应力CFRP 加固钢结构是一种加固新方法。现有的试验研究很少,基本都处在理论研究阶段。江克斌[20]等人应用有限元软件ANSYS 对长5m ,高。0.2m ,宽0.1m 的矩形截面钢梁进行了非线性分析并进行了理论公式的推导。
赵启林等人提出了CFRP 加固钢结构的反拱预应力技术。其基本思路是:首先利用已经成熟的体外预应力施加技术,在结构使用荷载的反方向施加荷载,消除已有变形并且使结构产生一定的变形,在该变形状态下粘贴CFRP ,当CFRP 与钢结构梁等结构粘贴可靠后撤收施加预应力的设备。推导了理论公式并用有限元分析了公式的适用性。预应力加固现处在起步阶段,将是今后重点研究的一个方向。
结语
通过了解建筑钢结构检测与鉴定的对象以及目前针对建筑钢结构检测鉴定对象所采用的手段，可以发现目前对于建筑钥结构的检测鉴定还是停留在对一些具体结构，或者构件层次上的检测鉴定，且缺乏针对性的技术标准。对实际工程钢结构质量的检测与加固这类问题的研究，有待于设计和鉴定理论的提高。
参考文献
[1]姚南，张天中，王元清，石永久．北京桌景现桥钢结构的检测鉴定与加固设计[J].工程抗震与加固改造，2009．1．
[2]冯玉珠.前苏联的几种钢结构加固法.钢结构,1993,第期:51～60
[3]李耘.工程中钢结构的检测方法探讨[J]．建材技术与应用，2008．8．
[4]A2Saidy Abdullah , Klaiber F W, Wipf T J . Structural Behavior ofComposite Steel Beams StrengthenedPRepaired with Carbon FiberReinforced Polymer Plates(Phd’s Dissertation) ,Ames , Iowa : Iowa StateUniversity ,2001
[5]陈昌剑．钢结构检测及加固措施[J].商品与质量，2009．
[6] 彭福明，等. FRP加固修复钢结构的荷载传递效果分析.工业建筑,2005,35(8):26～30.
[7]杨勇新，等. 碳纤维布加固钢结构的黏结性能研究. 土木工程学报,2006,39(10):1～5
[8]张子伟．浅析钢结构工程检测[J].中国科技信息，2009．7．
[9]张宁,等.碳纤维布加固修复钢结构粘结界面受力性能试验研究.工业建筑 2003,33(5):71～80
[10]江克斌,等. 采用预应力碳纤维技术提高钢结构承载力的分析. 理工大学学报,2003 ,4 (4) :58～60.
篇3
关键词:钢结构;加固;设计
1工程概况
某钢材剪切加工车间建于2001年，车间为全钢结构厂房，总长378m，宽为36m。该厂房分两期建设，其中一期厂房长度为120m，二期厂房直接紧邻一期厂房沿纵向布置，且两者之间并未设置伸缩缝。二期厂房檐口标高10.500m，吊车梁牛腿顶面标高6.300m，横向两跨，跨度均为18m，柱距6m，吊车梁长度为16．5m，每跨内均设有两台起重量为100kN的桥式吊车，吊车工作级别为A5，后因为使用过程中发现吊车频繁出现啃轨和断电现象，使用方又将吊车的起重量减少为80kN(图1)。厂房横向采用门式刚架结构体系，纵向设置柱间支撑。该厂房在建设时未进行正规的设计，且竣工后未保存任何工程图纸和施工记录。由于该厂房东侧山墙未设置抗风柱，在2012年的一次台风中，该山墙的墙面在风荷载作用下出现十分明显的波浪状变形，业主不得不紧急使用大量的毛竹将整片山墙撑住，才勉强抵抗住台风的侵袭。此外，厂房还存在较多明显的质量问题，如部分柱间支撑不完整，柱间支撑钢管、节点板、系杆变形比较普遍，严重影响厂房柱平面外的稳定，吊车存在啃轨现象，行车轮更换较为频繁，并且台风过后厂房山墙附近区域约4列中柱存在较为明显的倾斜现象。问题出现后，厂房的使用方曾自行对厂房的山墙采取了临时性加固措施，在山墙上增设了4根抗风柱，并对山墙墙面进行了简单修复，但此举仅为局部处理，未按厂房各系统进行整体考虑。业主从厂房安全使用的角度出发，特委托专业人员对厂房的安全以及使用现状进行检查及图纸测绘，按照国家及地方相关标准规范，对厂房使用状态作出综合评估，在评估的基础上对厂房进行加固设计，以保证厂房的安全有效使用。
2厂房结构勘察及鉴定
为了对厂房进行全面、有效的加固设计，需要对整个厂房结构进行细致的勘察，以检查出结构的安全隐患。因此，不但对厂房的屋面、墙面、吊车梁系统、柱系统、构件的连接节点进行了现场实地勘察和测绘，绘制出能够反映厂房实际现状的图纸，还对厂房的实际承载能力和正常使用状态进行了计算复核。对厂房的横向框架按照柱脚铰接的假定进行计算复核，计算结果发现边柱的下柱平面外应力超过了材料的容许应力，约为容许应力的1.15倍左右，如采用增大截面的做法则会面临巨大的加固费用和现场的焊接工作。由于厂房柱的柱脚底板较薄，仅为20mm，刚好满足构造要求，且仅在柱脚两侧翼缘各设置1块加劲肋，这样的柱脚构造仅能视为典型的铰接柱脚。在相同梁柱线刚度比下，柱底刚接比柱底铰接时的长细比更小，而减小长细比有利于降低柱平面外的应力。若将柱脚加固为刚接柱脚，其工作量显然比加大柱截面小得多，对厂房的生产运行的影响也可以降到最低，所以采取在柱脚增设加劲肋的措施，将底板分成若干个小区格，减小柱底板在柱底压应力作用下产生的弯矩，将柱脚加固成刚接柱脚，以减小厂房柱的长细比。厂房原有的柱间支撑杆件采用圆钢管或实心圆钢，其中圆钢用于部分上柱支撑。勘察中发现厂房整个柱间支撑的设置和施工存在诸多隐患:1)上柱的圆钢支撑基本处于松弛状态(图2a)，而圆钢支撑只有处于张紧状态时才能发挥作用，松弛的圆钢没有轴向刚度，屋面的纵向力无法有效地向下传递。2)部分圆钢管支撑有明显的弯曲变形，有的柱间支撑存在杆件缺失的情况(图2b)，而有的柱间支撑未延续至柱底(图2c)。发生弯曲的支撑其刚度已经退化，不能继续有效地抵抗水平力作用。缺失的支撑杆件以及未延续至柱底的柱间支撑阻断了水平力向下传递的路径，转而通过厂房柱平面外受弯来抵抗水平力。3)支撑节点板厚度较薄且有较为普遍的变形现象，柱间支撑杆件与节点板的连接长度也明显不足，连接焊缝的外观质量比较粗糙，有漏焊现象。4)十字交叉支撑的交叉节点构造不合理。有的采用直接相贯连接;有的在其中一根圆管上外套一段圆管作为加强措施，另一根支撑断开后再与外套管焊接连接。勘察中发现，钢管的相贯节点处已经出现管子凹陷的现象，外套管相贯节点处钢管错边的现象也比较普遍。这些交叉节点由于没有可靠的加强措施，也难以有效地传递结构内力，处于“半失效”的状态。对厂房的纵向柱间支撑系统进行计算复核，计算结果表明:在不考虑温度应力的前提下，现有的柱间支撑和系杆截面尚能满足设防烈度地震、风荷载和吊车纵向刹车力作用下的承载能力。但由于大批量的支撑杆件和系杆发生了明显变形，整个支撑系统已无法继续使用，而且端部的下柱支撑还使得温度应力无法释放。在勘察中发现，靠近山墙约4列中柱沿纵向倾斜严重。后经柱子倾斜测量表明，靠近二期厂房山墙部位的多根柱子已到达危险点，存在严重安全隐患。厂房在山墙处的两个柱距之间均布置了上柱和下柱支撑，并且该柱间支撑在每个下柱区域均设置了两道交叉支撑，由于厂房的纵向长度较长，在温度应力的作用下，该区域的柱间支撑均出现了不同程度的变形。从整个厂房柱间支撑系统的布置上来看，也存在很多不合理的地方。该厂房分两期建设，一期厂房的柱间支撑设置符合GB50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求，即在纵向温度区段的两端仅设置上柱柱间支撑，在温度区段的中部依据厂房的长度酌情设置若干道上、下柱柱间支撑;二期厂房的高度略低于一期厂房，且柱间支撑的设置未对两部分厂房进行统筹考虑，柱间支撑的布置显得较为无序和杂乱，两部分厂房之间也没有设置伸缩缝。二期厂房屋面檩条、吊车梁直接与一期厂房相连接，厂房纵向总长达到378m，远远超过CECS102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中厂房纵向温度区段长度不得超过300m的规定。此外，二期厂房在纵向的两端均设置了下柱柱间支撑，使纵向温度应力无法释放，转而积聚在结构内部，经过多年冷热膨胀和收缩变形的往复作用，很多柱间支撑和纵向系杆均出现整体屈曲的现象。二期厂房的东侧山墙在台风期间出现重大险情，是本次勘察的重点之一。勘察中发现，使用方虽然对山墙采取了临时加固措施，增加了4根抗风柱，并在山墙局部布置了山墙柱间支撑，但是山墙柱的布置并不与山墙的长度相匹配，山墙柱的定位并未处于厂房柱之间的等分点上，很多山墙柱由于柱距较大，檩条的跨度也较长，在夏季台风季节仍会出现风荷载作用下墙面变形的可能。山墙柱的柱顶直接与屋面梁的下翼缘连接，在风荷载的作用下屋面梁受到抗风柱施加的扭矩作用，而屋面的水平支撑节间由于和抗风柱的位置错开，从而使得由山墙柱传给屋面的集中力不能直接传递给屋面的水平支撑系统，整个山墙区域的结构布置不能达到受力合理、传力直接的效果，这是加固改造的重点部位之一。对吊车梁进行了承载能力和正常使用状态的计算复核，计算结果发现吊车梁的承载能力不能满足两台吊车位于同一柱距内的工作状态;当1个柱距内仅有1台吊车工作且吊车的起重量达到100kN时，吊车梁强度和变形均不能满足相关规范要求;当1个柱距内仅有1台吊车工作且吊车的起重量达到80kN时，吊车梁强度能满足，跨中变形不能满足相关规范要求。由于吊车梁的加固需要通过在已有的吊车梁本体上焊接型钢或钢板的方式来增强其承载能力，其现场的焊接量巨大且会影响到车间正常的生产运行，故进一步限制吊车的起吊重量或许更切合实际。
3厂房结构加固设计
针对以上所述问题对整个厂房结构进行统筹考虑，制定出合理有效的加固设计方案。由于厂房的众多柱间支撑和纵向系杆均出现不同程度的整体屈曲变形，且布局存在诸多不合理，整个厂房纵向柱间支撑体系已处于不可靠的工作状态，不能为厂房柱提供稳定的平面外支点，所以厂房的柱间支撑系统应进行全面更换，并且由于厂房纵向长度超长，需要对一、二期厂房的结合处采取变形伸缩的措施，保证厂房的纵向受力体系可承受各种纵向力的作用，从而确保厂房结构的安全。1)在屋面和墙面檩条的檩托板上焊接事先开设好长圆孔的节点板，节点板作为檩条新的支座，原有檩托板上的螺栓在新节点板和原有檩托安装固定完毕后卸除，使得檩条可以沿着长圆孔的方向具备适当的伸缩滑动空间。2)将原吊车梁牛腿侧面加长，并更换吊车梁下方原有的水平节点板，重新安装开设有长圆孔的节点板，新节点板要与吊车梁的支座加劲肋间隔适当的距离。在安装新节点板前，吊车梁需事先从柱子上卸下，为节点板的安装提供操作面。吊车梁卸至地面后，在下翼缘对应节点板长圆孔的位置用磁力钻开设好螺栓孔，再重新安装至原位置，节点板的长圆孔与吊车梁下翼缘的圆孔之间用永久螺栓连接，使得吊车梁在厂房柱牛腿上能有适当的滑动距离。在处理好一、二期厂房变形伸缩的问题后，就可以着手布置二期厂房新的柱间支撑体系。二期厂房在纵向温度区段的端部仅布置上柱支撑，在温度区段的中间按照相邻柱间支撑间距不超过60m的原则，布置了3道上、下柱支撑，保证厂房纵向具备足够的刚度。上柱支撑采用单片支撑，支撑形式根据杆件的角度大小采用人字形或十字交叉形;下柱支撑采用双片支撑，支撑形式采用十字交叉形，支撑杆件均采用热轧角钢。二期厂房的山墙结构需要重新布置，原有的山墙柱并不废弃，但需重新布置在厂房横向的等分点处，抗风柱的柱距定为6m，与屋面水平支撑的节间相对应。抗风柱的上端用弹簧板与屋面梁腹板连接，连接位置设置在距离屋面梁上翼缘100mm处，可避免屋面梁受扭。山墙的檩条及墙面板也全部重新更换，檩条的檩距控制在1.5m以内，檩条与抗风柱之间设置隅撑以保证抗风柱内翼缘的侧向稳定。靠近山墙处的倾斜厂房柱存在安全隐患，其中?列线位于①、②轴的厂房柱的柱顶沿厂房纵向的倾斜值分别为88mm和193mm，倾斜度分别为柱高的1/131和1/60，已达到危险房屋的判定标准，但由于柱间支撑和吊车梁的支撑作用，厂房柱暂时未出现险情。为了排除安全隐患，在更换全厂柱间支撑的同时，需要对倾斜柱进行加固。厂房柱在倾斜后，屋面梁及吊车梁会对柱平面外产生附加弯矩的作用，所以对厂房柱的加固方法就是增加柱截面绕弱轴方向的截面模量。将屋面梁及吊车梁传给厂房柱的集中力乘以厂房柱柱顶和肩梁处的柱倾斜值就可以计算出厂房柱的平面外弯矩，在需要加固的厂房柱腹板两侧贴焊T形钢来承受该弯矩，T形钢的截面采用TN100×100，沿厂房柱的上柱或下柱全长设置。
4结束语
通过对该钢材加工厂房进行全面而细致地勘察和测量，并在此基础上对厂房的整体结构进行计算分析，从厂房的结构体系入手，找出影响结构正常承载和安全使用的主要问题，进而深入地分析和寻找厂房构件及节点构造中存在的安全隐患，由此顺利制定出对结构进行加固和修复的一整套全面、合理的实施办法，解决了山墙抗风能力不足、纵向支撑体系不能为厂房提供足够刚度的问题，确保该厂房能够安全、正常的生产运行。
参考文献
［1］GB50007—2003钢结构设计规范［S］．
［2］CECS102∶2002(2012版)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程［S］．
［3］GB50023—2009建筑抗震鉴定标准［S］．
［4］GB50205—2001钢结构工程施工质量验收规范［S］．
［5］GB50144—2008工业建筑可靠性鉴定标准［S］．
［6］上官子昌．钢结构加固设计与施工细节详解［M］．北京:中国建筑工业出版社，2012．
［7］张家启，李国胜，惠云玲．建筑结构检测鉴定与加固设计［M］．北京:中国建筑工业出版社，2011．
篇4
【关键词】：钢结构加固技术预应力加固
中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：
引言
钢结构构件在实际使用过程中，常常会由于使用条件的变化、或设计施工中的缺陷造成结构或局部承载能力达不到设计要求、或荷载的增加（增加保温层、增加吊车或增大吊车吨位），或是材料质量有缺陷，或是构造处理不当、或使用过程中的磨损等原因出现结构构件损坏而需要加固。对钢结构构件进行加固的技术措施可以分为两大类：其一是改变结构的计算简图和进行内力调整；其二是对构件及连接进行加固。
一、钢结构加固概述
钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变计算图形、加大构件截面面积和进行钢结构连接加强、阻止裂纹扩展等。近些年，预应力的技术引进以后，也可以用于钢结构的加固。另外，在条件允许的情况下，也可采用其他的加固技术。长期的专业经验显示，需要加固的钢结构，根据损害范围一般分为局部加固和全面加固。
（1）局部加固，主要是对那些承载能力不足的杆件或连接节点处进行加固处理。最常用的局部加固法有增加杆件截面法和连接节点加固法。
（2）全面加固，主要是对整体结构进行加固处理，主要可以运用不改变结构静力计算图形加固法和改变结构静力计算图形加固法两类。
（3）增加或加强支承体系，也是对刚结构体系加固的一种有效方法。增加原有构件截面的加固方法是最费料最费工的方法;改变计算简图的方法最有效且多种多样，其费用也大大下降。
（4）确定加固方案前，应搜集下列资料：
1)原有结构的竣工图及验收记录；
2)原有钢材材质报告或现场材质检验报告；
3)原有结构构件制作、安装验收记录；
4)原有结构设计计算书；
5)结构或构件破损情况检查报告；
6)现有实际荷载和加固后新增加荷载的数据。
二、钢结构加固原则
钢结构加固原则一般如下：
（1）在进行钢结构加固处理的阶段，应尽可能做到工程不停产或少停产，因为一旦工程停产，其损失一般是加固费用的几倍或几十倍。当构件的内应力小于钢材设计强度的80％，且构件损坏变形等不是太严重时，可采用负荷不停产加固方法，否则，将采用停产加固方法。
（2）结构加固方案要便于制作、施工，便于检查。
（3）结构制造组装应尽量在生产区外进行。
（4）连接加固应尽可能采用高质量螺栓或焊接。
三、钢结构加固技术措施
1.改变结构计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法，改变结构计算图形的一般加固方法：
（1）对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：
1）增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；
2)加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；
3)增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；
4)在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；
5)在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。
（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：
1)改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;
2)改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；
3)增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；
4)调整连续结构的支座位置,将结构变为撑杆式结构,施加预应力。
（3）对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：
1)增设撑杆变桁架为撑杆式结构；
2)加设预应力拉杆。
2.加大构件截面加固法
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有缺陷和损伤的状况，必要时应分阶段进行受力分析和计算。采用该方法应注意的事项如下：
（1）注意加固时的净空限制，使新加固的构件不得与其他杆件相冲突；
（2）加固设计应适应原有构件的几何状态，以利施工；
（3）应尽量减少施工工作量。当原有结构钢材的可焊性较好时，根据具体情况尽量考虑用焊接加固，并应尽量减少焊接工作量，以减少焊接应力的影响，避免焊接变形。还应避免仰焊；
（4）加固应尽量使被加固构件截面的形心轴位置不变，以减少偏心所产生的弯矩。当偏心值超过规定时，在复核加固截面时，应考虑偏心的影响；
（5）加固后的截面在构造上要考虑防腐的要求，避免形成易于积灰的坑槽而引起锈蚀。
3.粘贴加固钢结构
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、效率高，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。
4.钢结构连接的加固
1）焊接连接的加固
焊接连接的加固方法有：增加焊缝长度、提高焊缝有效厚度、或者两者同时增加。当上述方法不能满足加固要求时，可采用附加连接板实施加固.加固角焊缝的长度和焊接尺寸或熔焊层的高度，应由连接处加固前后设计受力改变的差值，并考虑原有连接实际可能的承载力计算确定。计算时应对焊缝的受力重新进行分析并考虑加固前后焊缝的共同工作。同时，要尽量避免采用长度垂直于受力方向的横向焊缝，当无法避免时，应采用专门的技术措施和施焊工艺，确保施工时的安全。加固后直角焊缝的强度计算时，可考虑新增焊缝和原有焊缝的共同受力作用。
2）螺栓连接的加固
在以下几种情况下，可以考虑采用螺栓连接加固
（1）不具备焊接连接作业条件（合适的焊接和合格的焊工）；（2）被加固构件用钢不符合可焊性要求（含碳量），只能用螺栓等机械连接加固。；（3）要求加固过程中不产生附加焊接变形的构件。
在选用螺栓连接加固时，应优先采用高强螺栓，因其施工工艺与一般的螺栓相近，但连接性能尤其是承受动荷载的性能明显优于普通螺栓连接，对直接承受动荷载的结构，规范规定必须采用摩擦型高强螺栓连接，因为其在合适的扭拧工具配合下，使其足以保持稳定的预拉力值，连接处通过摩擦面的传力方式的承载能力是稳定可靠的。连接接头位移刚度好，产生滑移后，螺栓进入承压状态，安全可靠。
螺栓连接在操作时必须根据其工作特性，保证接触质量，孔洞附近钢材表面必须清理干净，螺栓直径应比原孔洞小1~3mm。当计算承载力不足时，可采取扩孔措施，改用大直径的螺栓。
当构件截面补强采用螺栓连接时，新旧二部分截面可以按共同工作计算来确定螺栓数量。由于增加的螺栓或扩孔后对原截面有部分削弱，应该核算其净截面强度。
5.预应力加固钢结构技术
（1）预应力加固的优点
加固工作可在不卸载、不停产的条件下进行;
2）施加预应力可直接减小变形，迅速消除超逾应力和内力峰值；
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。
4）结合可靠锚固，可降低粘结界面的剥离应力，避免整体剥落，提高加固的可靠性；
5）降低加固费用和使用成本。
（2）预应力加固钢结构施工工艺
（3）预应力体外束加固施工和监控
1张拉端部和转向块的安装
张拉端部由于应力集中，所以应安装好各组件。先在钢边梁的腹板上缘按照图纸要求钻孔。对应孔位，安装钢垫板，焊接固定。在钢垫板上焊接加劲板以及张拉垫块。由于需保持预应力束由折线点至张拉端点为直线，且钢边梁与体外预应力束同样也呈60°夹角，所以钢垫快应切削成非正六面体形，以保证锚具接触面与预应力束型的正交。钢边梁的后侧设置加劲板。由于每个张拉端节点有两个锚具，应合理调整加劲板的位置，不至于遮挡预应力束的安装。
2）体外预应力束的固定
由于松弛的钢铰线与张拉过后的钢铰线在径向长度上有一定的差值，所以外套镀锌管应具有一定的长度调节能力。采用三段镀锌钢管组成整个完整的折线形。中间一段为弯折段，预先按照放样弯折到位，两端为直线段，各段之间依靠接头形成可靠连接。接头与镀锌管之间有约100mm的余量控制，可先预先缩短，在张拉完成后旋开，使镀锌管与张拉端头结合紧密。 预应力钢铰线穿入镀锌管后，整体安装到位，装上锚具并预张拉5%检查各构件以确保整体安装到位。
3）体外预应力束的张拉
用千斤顶进行两端张拉，各体外束的张拉应分级进行。为确保加固的安全性，将设计的张拉力分为 33%、66%、100%三级完成。每级张拉采用同一顺序循环进行。每级张拉完成后，观察张拉端以及转向块情况，并进行反拱实测。完成后，再进行下一级张拉。
结语
在钢结构建筑物或者构筑物的建设过程中，各种缺陷和损伤是无法避免的。在建成以后的使用过程中，由于荷载和环境等因素的影响，钢结构的材料发生潜移默在的变化，导致材料宏观力学性能的下降，从而导致钢结构工程事故的发生。为确保钢结构能够满足正常使用的要求，延长其使用寿命，就必须对损伤构件进行加固或者更换。但是倘若所有的构件都进行更换，将造成极大的资源浪费，甚至有可能会影响结构的正常使用。同时，结构损伤具有局部性和多发性特点，这些结构不可能在出现损伤时就立即退役。因此，寻求经济高效的钢结构加固技术既是土木工程领域亟待解决的技术问题，又是一个关系到社会可持续发展的问题。
参考文献
【1】陆赐麟，现代预应力钢结构[M].北京:人民交通出版社，2009，
【2】杨勇新，钢结构加固技术探讨[J]，建筑技术，2011.
【3】钢结构加固技术规程.北京:中国工程建设标准化协会，2009.
【4】钢结构设计规范.北京:中国计划出版社，2011.
【5】刘锡良．现代预应力钢结构，人民交通出版社，北京，2008．
篇5
【关键词】预应力；加固；钢结构；应用
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着我国建设的发展和进步，使得我国钢结构在迅猛的发展，在建筑行业当中变得富有朝气。因为过去很多建设的建筑物，工程质量上存在严重的问题，甚至在结构设计中存在严重缺陷，同时通过使用条件的变化，在经验算之后，钢结构工程结构的强度、刚度或稳定性都无法适应正常工况条件以及其他正常使用的功能，所以需要改造加固很多这样的建筑物。
二、预应力钢结构介绍
1.预应力钢结构
钢结构在设计、制造、施工、加固工程中，与外荷载应力符号相反的预应力被人为地在承重结构体系内引入，用来改善结构的承载特性，尽量利用材料强度幅值或者在主承重结构中引入预张力以使全部构件能够抗压或成型的，称为预应力加固钢结构或预应力钢结构。
2.预应力钢结构的特点
（1）能够充分发挥材料的强度潜力。应用预应力钢结构技术的基础思想是，运用人工的方法在结构或构件内，引入与荷载效应相反的预应力，以达到提高结构承载能力(比如延伸了材料强度的幅度)，改善结构受力状态(调整内力峰值)，增大刚度(施加初始位移，扩大结构允许位移范围)，从而节约材料、降低造价的目的。
（2）改善结构的受力状态以节约钢材。在杆件内引入预应力后可以改善其受力状态，降低内力峰值，节约用钢量。例如受弯构件中的部分弯矩可以施加预应力转换为轴拉力，将弯矩峰值Mmax降低为M’max%26shy;，从而构件截面可以缩小，降低用钢量。
（3）可以提高结构的刚度和稳定性，调整其动力性能，特别是抗震性能。预应力不仅能在结构构件或体系中产生与荷载作用下位移（或挠度)方向相同或相反的预应力位移（或挠度），以提高结构的稳定性和刚度。预应力还能够调节构件的动力性能，根据不同荷载（如风荷载、地震荷载等），通过合理选择预应力体系、预应力大小等不同的调整方案，改变结构中基本构件的自振周期和自振频率，以达到减震的目的。
3、钢结构损害的主要因素有：
（一）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；
（二）构件由于各种意外产生变形、扭曲、伤残、凹陷等，致使构件截面削弱，杆件翘曲，连接开裂等；
（三）温差作用下引起构件或连接变形、开裂和翘曲；
（四）由于化学物质的侵蚀而产生腐蚀以及电化学腐蚀致使钢结构构件截面削弱；
（五）其它包括设计、生产、施工中的失误及服役期中的违规使用和操作等。
三、预应力加固钢结构施工工艺及步骤
预应力加固钢结构施工方案分为两种，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托索调整应力，一般适用于对整个结构进行整体加固。
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。
设计：根据待修补结构的受力特点、传力路径和应力一应变场，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最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。
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抟后锚固，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。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。
四、预应力加固钢结构技术应用
1 、工程概况
本工程为某建筑中庭钢结构玻璃天窗工程。周边三角形边梁简支安装在短钢柱上。主受力由三根呈 60°夹角跨度 11．3m 的 HN300×150×6．5×9 钢梁来承担。工程的恒荷载由钢梁的自重 、天窗的锥型龙骨、小檩条以及钢化玻璃组成。
2、加固设计
（一）体外预应力束线形的选择
直接针对中心点挠度过大的特点, 在三根呈 60°夹角的钢梁上设置无粘结体外束，为便于穿束及锚固，体外预应力束均布置在钢梁腹板两侧，并采用折线形布置。
（二）体外束的预应力损失计算
由于预应力体外束与原钢梁无粘结作用，其张拉力是在钢梁粱体发生弹性压缩的情况下读取的，并且为了控制张拉力采用了单束分批张拉，因而由此引起的钢结构弹性压缩损失极小；此外由收缩、 徐变引起的预应力损失也较小。但是，对于折线形预应力束而言，由于折线角度的存在，预应力柬会产生摩擦损失。同时由于锚具的内缩和变形，张拉端部的锚具损失同样较大。
（三） 预应力体外束束数的确定
由计算得出单束预应力产生的反力值大小后，确定沿三根钢梁腹板两侧各设置一根预应力体外束。同一根钢梁的两根预应力体外束形成一组，通过折线形折点处的转向块传力于原钢梁。按照同理三组预应力体外束通过各自的转向块叠加作用于原钢梁上。经过张拉后，在预应力荷载的作用下，体外束与钢粱体共同组成了一个空间(非平面)的静力平衡体系。
（四）转向装置和张拉端部处理
根据该工程的受力需要。预应力体外柬经张拉后在折线点产生的向上的反力需作用到原钢梁上。因此应设置可靠的转向块以传递反向荷载。预应力体外束直接暴露在阳光下，为避免无粘结预应力束外皮的老化脱落， 应在预应力体外束外套 φ24 的镀锌钢管保护。为了避免不必要的摩擦损失，由预应力折线点至张拉端部应保持直线，不产生折角。
3、预应力体外束加固施工和监控
（一）张拉端部和转向块的安装
张拉端部由于应力集中，所以应安装好各组件。先在钢边梁的腹板上缘按照图纸要求钻孔。对应孔位，安装钢垫板，焊接固定。在钢垫板上焊接加劲板以及张拉垫块。钢垫快应切削成非正六面体形，以保证锚具接触面与预应力束型的正交。钢边梁的后侧设置3道加劲板。由于每个张拉端节点有两个锚具，应合理调整加劲板的位置，不至于遮挡预应力束的安装。
转向块为φ60的短钢筋切削一半成型，与各组的预应力束在水平方向上呈 90°交叉，应在转向块组外安装定位钢环。钢环内径罩住转向块组。钢环壁开槽，以穿过预应力束。3 组6根预应力束平面呈 60°夹角重叠，立面又各有高度差。钢环的开槽采用了数控切割技术，满足了要求。
（二）体外预应力束的固定
为保证安全，应在原钢结构下方安装满镗脚手架。 预应力束型为折线型。 外套φ24镀锌钢管应预先成型。现场采用三段镀锌钢管组成整个完整的折线形。中间一段为弯折段，预先按照放样弯折到位，两端为直线段，各段之间依靠接头形成可靠连接。接头与镀锌管之间有约100mm的余量控制，可先预先缩短，在张拉完成后旋开，使镀锌管与张拉端头结合紧密。预应力钢铰线穿入镀锌管后 ，整体安装到位 ，装上锚具并预张拉 5%检查各构件以确保整体安装到位。
五、结束语
在对钢结构进行预应力加固和改造时，如何选择加固的设计技术，以及如何选定方案，显得非常复杂和繁琐，但是整个过程都要严格的遵循相关的规范规定和要求进行，在构件和节点设计方面要着重处理，并做好，这样结构的安全才能获得保证。
参考文献：
[1] 徐立丰,李娟. 浅述多次预应力在钢结构中的应用[J]. 工程与建设. 2012(05)
[2] 王桂起,吕洪峰. 预应力钢结构的发展及应用[J]. 林业科技情报. 2012(02)
[3] 陆赐麟,刘学春. 预应力钢结构技术的创新和拓展[J]. 钢结构. 2011(08)
篇6
关键词:钢结构；加固方法；应用与发展
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
随着科技的发展新型材料的运用越来越广泛，以钢结构为主体的建筑，成为发展的主流，近年来，钢结构更加广泛应用于公共建筑中，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益也增多，如彩钢压型板、彩钢复合板、彩钢扣板、拱形厂房及彩钢制品等的生产，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。
2 钢结构加固的原因
钢结构在具有强度高 、延性好、重量轻等一系列不可替代优点的同时， 也存在着防锈及防火性能差的弱点。调查研究表明，大气中的水分在钢材上形成的水膜是引起腐蚀的决定因素， 而大气相对温度及侵蚀性介质和二氧化碳等的含量则是影响腐蚀的重要因素。在常温下，一般钢材的腐蚀临界湿度为6 O ％一 7 O ％——即大气相对湿度超过此临界值，钢材的腐蚀速度会成倍甚至几倍的增加。 而大量的钢结构所处的环境是含二氧化硫的工业大气，有时建筑物所处小环境湿度达百分之9 0以上，或有多种侵蚀介质作用。对钢结构构件进行加固和检测，为了保证钢结构构件的使用安全性能，或满足因为生产工艺改变。
钢结构需加固补强的常见原因有以下几点：
2.1.由于设计或施工中造成钢结构缺陷，使得结构或局部的承载能力达不到设计要求，如焊缝长度不足，杆件切口过长，使截面削弱过多等。
2.2结构经长期使用，出现不同程度的锈蚀、磨损或节点受削弱等，达不到设计要求。
2.3由于使用条件发生变化，结构上荷载增加，原有结构不能适应。
2.4使用的钢材质量不符合要求。
2.5意外自然灾害对结构损伤严重。
2.6由于地基基础下沉，引起结构的变形和损伤。
2.7有时出现结构损伤事故，需要修复。如果损伤是由于荷载超过设计值或者材料质量低劣，或者是构造处理不当，那么修复工作也带有加固性质。
3 钢结构加固的主要方法
钢结构加固可以改变结构计算图形对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固: a.增加支撑形成空间结构并按空间结构验算； b.加设支撑增加结构刚度, 或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性； C.增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性； d.在排架结构中重点加强某一列柱的刚度, 使之承受大部分水平力, 以减轻其他柱列负荷； e.在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固: a.改变荷载的分布, 例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载； b.改变端部支承情况, 例如变铰接为刚结； C.增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构； d.调整连续结构的支座位置； e、将结构变为撑杆式结构；f、施加预应力。对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固: a.增设撑杆变桁架为撑杆式结构； b.加设预应力拉杆。
钢结构的加固方法有，减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。
3.1改变结构计算图形。改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固。改变结构计算图形的一般加固方法有：①对结构可采用：增加支撑形成空间结构并按空间结构验算、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。②对受弯杆件可采用：改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构、调整连续结构的支座位置、将结构变为撑杆式结构、施加预应力。等的改变其截面内力的方法进行加固。
3.2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。
3.3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。钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。
3.4裂纹的修复与加固：结构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展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的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。
4 钢结构加固技术的应用与发展
4.1.钢丝网复合砂浆(或水泥砂浆)加固法用钢丝网复合砂浆(或水泥砂浆)加固钢筋混凝土结构, 虽然已有20 多年的研究历史, 但在土木工程中的应用仍处于开创性研究阶段, 国内在这方面的研究更属刚起步。但用无机复合砂浆(或水泥砂浆)粘贴钢丝网加固钢筋混凝土构件的方法, 比起用有机胶做粘结剂的方法有其独有的优势(砂浆与基材间有更好的相容性、协调性、相互渗透性, 而且比有机加固片材抗老化、耐火、耐久性更好), 其应用前景较好。
4.2. 纤维复合材料加固法的发展趋势纤维复合材料加固法引入我国时间还很短, 但已显著地显现出其优势, 成为科研院所、大专院校研究的热点, 并得到了广泛的实际应用。尤其是粘贴纤维加固法较成熟, 应用也比预应力纤维加固法及嵌入式纤维加固法广泛。根据研究现状, 这三种纤维加固方法有待解决的共同问题主要有以下几方面: ①纤维材料加固构件的长期受力性能的深入研究; ②纤维材料对节点加固性能的研究;③用纤维加固的结构在较高温度下强度严重退化, 如何改进加固材料性能和加固构件的防火耐温措施是有待研究的课题;④加强非碳纤维(玻璃纤维、芳纶纤维)材料加固构件的试验及理论研究;⑤抗疲劳加固问题的理论研究;⑥如何简化施工工艺,加强质量保证, 降低工程造价是一件十分紧迫的事情。纤维嵌入式加固法在国外研究较多, 在国内则刚刚起步, 其有待研究的问题较多, 主要有加大纤维嵌入式加固法的试验及理论研究、新型粘结材料的研究、粘结材料对界面粘结能力的研究、界面粘结破坏及劈裂破坏时截面受弯承载力的研究等。
5 结语
总之，为保证经正常设计、施工的钢结构工程的可靠度,在使用阶段建设单位应对钢结构进行定期检查或维修,必要时委托专业机构进行可靠性鉴定,以确保钢结构的安全性、适用性和耐久性。近几年来随着科技发展, 出现了新的加固材料和加固方法, 并且这些技术具有明显的优势, 得到了广泛的应用, 但并不能说明, 新方法新技术就可以取代传统的方法。在发展新技术的同时, 应做好各种加固方法的优势互补, 各种加固材料的取长补短, 做好加固技术的开发,为建筑物加固提供切实可靠的技术支持。
参考文献：
[1] 郭兵,钢结构的检测鉴定与加固改造,北京:中国建筑工业出版社,2006.
[2]李小梅,浅议钢结构的防火处理措施,工程技术，2009.
[3]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）.
篇7
关键词：箱形柱 加强筋 钢筋网片 陶粒混凝土
1.引言
某钢结构大厦已施工至一十三层时，在工厂制作过程中发现钢板有夹层现象。大厦设计建筑高度98.8m，引起了高度重视，决定对所用钢板进行过筛式检测，尤其是有夹层的同批材料逐块进行密集性超声波探伤，检测结果只发现同批次同厚度规格的钢板中有此缺陷，并决定此批次以及同厚度其它批次的钢板停止使用，对已用钢板追溯到具体钢柱用在已建大厦的一至三层，查编号落实钢柱在每层的确切位置，然后对其重点检测 ，对其余钢柱也做了一般性检测，最终发现有5根钢柱的中间有局部夹层现象，夹层多在钢板平面中心顺着轧制方向，宽度约100mm，长度最长达1000mm，缺陷厚度δ＜0.1mm。
大厦一至三层设计层高为4.6m，主柱结构见图1所示，裙房高四层其柱截面为750×750×24mm，结构形式与主柱相似。
2.整体思路及抗力验算
依据《钢结构设计规范》、《钢结构加固技术规范》、《高层民用建筑钢结构技术规程》和《建筑钢结构焊接技术规程》对有缺陷钢柱的抗力进行验算，以便计算确定加固的方案：1）结构材料的现有强度，分层后要考虑材料的强度折减和沿截面分布状况；2）结构现有的实际刚度，这对确定超静定结构的弯矩分布至关重要；各种资料收集齐全后，根据加固要求、结构现状、施工现场及条件、材料供应的可能性，作出加固方案，加固后筋板布置和横截面结构见图2示意。
2.1 翼缘板、腹板加固
沿箱形柱的翼缘板和腹板外侧焊接筋板20mm×50mm×3920mm，在环板处断开成两节；在柱身中间外侧四周焊接20mm×50mm×3800mm环形横板一块，见图2a示意。
2.2 平台梁处加固
在楼层平台梁处，上下翼缘板四角地方焊接18mm×50mm×300mm的直拐角筋板，与平台梁翼缘板组成双层环形箍状劲板，每层柱身即有三道环形加强板，见图2C示意。
2.3 陶粒混凝土加固
在柱身外侧焊接两排上下间距450mm∠45×5mm的角铁，以方便φ4mm钢筋网片绑挂。然后装模板预留100mm的间隙准备浇灌CL40陶粒砼，这样就形成内灌C40砼外包CL40陶粒砼箱形结构柱，见图2b示意。
3.加固构件的制备
无论翼板、腹板的竖向筋板的坡口，还是环行箍筋板和平台梁翼缘处拐角筋板的坡口，都用氧―丙烷火焰割出，其坡口或待焊边缘以及它们周边的30mm宽度范围，都应打磨至呈金属光泽，如图3所示。平台梁上下翼缘板加固焊的坡口形式见图4，打磨和加工坡口是保证焊缝熔深和不含气孔的重要措施。
4.钢柱脱漆处理
为保证筋板、陶粒砼与钢柱紧密结合牢固，需将钢柱表面油漆进行清理即脱漆处理。本工程使用RSB-703溶剂脱漆剂，此脱漆剂是由芳香族化合物,高溶解力溶剂配合而成液体,具有极强的溶解漆膜的能力,脱漆速度快,效率高，脱漆时间可节省20%左右。
5.加固工程的组装
5.1 坡口间隙
钢柱四侧竖向筋板及中间环行筋板与柱之间的装配间隙要求不大于1mm/m，见图5示意。在遇钢柱纵缝或横缝时，将筋板对应处开出过焊缝豁口来保证组装间隙。
5.2 平台梁上下翼缘板与筋板的装配
由于平台梁上翼缘处的焊接处于仰焊位置和下翼缘焊接的操作空间比较小,故将焊缝设计为单V型坡口不留钝边,组装时不留间隙,组装情况见图4所示。
5.3 焊道处打磨
钢柱经脱漆处理后，需用清水冲洗擦干，并将焊道处的35mm范围内的污迹、氧化皮磨去呈金属光泽。
6.焊接
(1)焊接方法采用半自动CO2气体保护焊，焊接材料用ER50-6、直径φ1.2mm焊丝，焊机选用NBC-500Ⅲ型数字化焊机。
(2)强调从下往上焊，即先焊环形筋板下面的竖筋板，然后焊环形板和焊环形筋板上边的竖筋板、平台梁翼缘板处的加固焊缝，最后定位焊接固定钢筋网片的角钢。
(3)强调从两端焊接向中间即在焊接柱身贴板时，由两组焊工从两端向中心施焊，避免筋板在焊接过程中焊点开裂，影响施工的进展。
(4)强调先仰焊后平焊，保证焊角尺寸。
(5)平台梁上翼缘处的拐角加强板只做仰焊、下翼缘筋板采用双面角焊缝。
7.陶粒混凝土灌注
(1)在焊接好筋板和角钢钢柱的四个侧面，用铁丝绑扎钢筋网片规格为80×80×5mm。
(2)待绑扎好后在紧靠角钢的端面立模板，在模板四周用双头螺栓锁紧固定，不得有缝隙，并在顶部即平台梁下翼缘处留浇注口。
(3)按CL40强度成分要求配制陶粒砼，用搅拌机混制。人工进行灌注，并用振动棒震实。浇灌口处最后可用陶粒混凝土手工进行封填，然后素灰抹光。
8.结束语
建筑工程中的钢结构不可避免地存在各种缺陷和损伤。为确保结构安全工作，根据对检测结果的分析，对钢板有夹层钢柱进行外焊筋板、角钢挂钢筋网片、包陶粒混凝土的方法进行加强，可以恢复钢柱的承载能力；采用陶粒砼轻质高强结构，可提构件的抗裂性，提高了建筑的整体刚度。
按照上述的加固方案和施工方法及步骤，大厦箱形钢柱壁板夹层加固处理后，达到了预期的加固效果。
参考文献
[1]中国工程建设标准化协会标准.CECS77：96钢结构加固技术规范[S].北京.中国建筑工业出版社.1996.
[2]朱光照.铆焊结构焊接加固的施工和监理[J].现代焊接.2009年第12期.35-37.
作者简介：杨建民（1983-）男,河南省西华县人,助理工程师,现从事钢结构设计和详图技术工作。
篇8
【关键词】钢结构建筑；加固方式；设计；优点；结构布置；概况；国民经济
20世纪后几年，我国城镇住宅建设以每年竣工面积4.4亿平方米，总产值 6000亿元（约占GDP9%）的建设迅猛发展，住宅产业成为国民经济中新世纪的新的增长点。实现住宅产业现代化，解决目前住宅建设中存在工业化水平低，部品化率低以及住宅用材档次低，寿命低，实心黏土砖能耗高，不利于环保等问题，已被列入新世纪急待解决的问题。我国建筑行业要求全行业研究钢结构在各类建筑中应用的新体系，扩大其应用范围，发展多层钢结构建筑。
一、钢结构建筑的概况
钢结构建筑一种新型的建筑体系有可通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线，集合成为一个新的产业体系，这就是业内人士普遍看好的钢结构建筑体系。钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，用钢板或型钢替代了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好。并且由于构件可以工厂化制作，现场安装。因而大大减少工期，由于钢材的可重复利用，可以大大减少建筑垃圾，更加绿色环保。因而被世界各国广泛采用，应用在工业建筑和民用建筑中。目前钢结构建筑在高层建筑上的运用日益成熟，逐渐成为主流的建筑工艺，是未来建筑的发展方向。其优点主要包括以下几点：
1、大大节约施工时间，施工不受季节影响；
2、增大住宅空间使用面积，减少建筑垃圾和环境污染；
3、建筑材料可重复利用，拉动其他新型建材行业的发展；
4、抗震性能好，使用中易于改造、灵活方便，给人带来舒适感等等；
5、强度高、自重轻，构件安全富裕度稿，降低建筑物造价；
6、符合国家可持续发展战略，低碳、绿色、环保、节能灯是国家重点支持的产业。
7、耐热但不耐火，需要表面涂装防火涂料；
8、表面需涂装防腐涂料，减少或避免腐蚀，提高耐久年限。
二、钢结构选型与结构布置设计
建设部、国家冶金工业局联合组织建筑用钢技术协调组制定《国家建筑钢结构产业"十五"计划和2015年发展规划纲要》。纲要中明确阐述：钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占地面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点，此外，钢结构建筑还具有良好的空间感，可设计成大量开放型办公室围绕着空中花园、中央天井加上合理的电梯设计可达到最低的能源消耗。因此钢结构又是环保型和节能型建筑结构。与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的、易于产业化的结构，发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。在钢结构设计的整个过程中都应该强调的是概念设计，它在结构选型与布置阶段尤其重要，对一些难以作出精确性或规范规定的情况，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系，破坏机理，震害，试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施，运用概念设计可以在早期迅速有效地进行构思，比较与选择，所得结构方案往往都易于计算，概念清晰，定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算，同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
钢结构通常是框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构形式，其理论与技术大都成熟，亦有部分难题没有解决，或没有简单适用的设计方法，结构和选形式，方应考虑它们的特点，基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落，而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉力为主的悬索结构体系。
结构的布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般说要刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础，柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。否则应考虑结构的扭转，结构的抗侧应有多道防线。框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。
三、建筑钢结构的加固方式
钢结构加固的主要方法有：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。
1、改变结构计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。 （1）改变结构计算图形的一般加固方法为对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固： 如增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷； 在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。
（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固。如改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；调整连续结构的支座位置；将结构变为撑杆式结构；施加预应力。
（3）对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固。增设撑杆变桁架为撑杆式结构； 加设预应力拉杆。
2、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。
3、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。
钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。
4、裂纹的修复与加固
结构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展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的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。
四、结束语
综上所述，随着经济的发展，钢结构在建筑加固工程中的应用日趋广泛，钢结构是以钢材为材料制成受力构件的结构，钢结构住宅以其能使建筑更富有功能化，预工程化程度高，建设成本降低，自重轻，安装容易，环保节能，抗震性能好等综合优势而受到各方面的重视。
参考文献：
[1] 吴耀华，张煜，肖伟，黎文. 厦门国际会展中心大跨悬臂钢结构设计[J]. 钢结构. 2000（02）
[2] 宿明彬，谭进，邱少雷，孙成疆. 当前钢结构设计软件的情况及自主开发软件的发展趋势[J]. 钢结构. 2001（01） [3] 姜德进. 钢结构设计中若干问题的辨正[J]. 钢结构. 2003（02）
篇9
关键词：钢筋混凝土结构；加固方法；注浆加固
前言
钢筋混凝土结构凭借其坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材及成本
低等优点在建筑工程中广泛应用。随着社会的高速发展，各种建筑技术和手段不断更新，然而钢筋混凝土结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，钢筋混凝土结构的加固将成为解决这一问题的有效手段，通过采取有效的加固措施，可以保证建筑安全的使用以及人民生命财产安全。
1.粘钢加固法
粘钢加固法是通过结构胶粘剂将钢板粘贴到被加固构件上，相当于对被加固构件进行了体外配筋，不仅提高了被加固构件的强度，对构件裂缝开展、挠度发展也有抑制作用。其特点是：（1）工艺简便，只需对被加固构件的表面进行处理，用建筑结构胶将钢板与之牢固地粘结成一个整体。（2）加固施工所需的场地、空间很小，且钢板粘贴在已开裂构件上一般2天即可使用，对生产和生活影响小，特别适用于应急的加固工程。（3）粘钢加固所用的钢板厚度一般为2-6mm，所以，
加固后不影响结构外观，重量增加少。
2.增大截面加固法
增大截面加固法是最常用的加固方法之一，增大截面加固法是在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。此方法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构筑物的混凝土加固。但是，增大截面的混凝土层通常较薄，采用一般的混凝土施工方法很难做到混凝土自身密实，也很难达到和原有混凝土面结合牢固。因此，施工时经常使用干式喷射混凝土和湿式喷射混凝土的方法。喷射混凝土的特点是粘结性强，与原有结构面粘结牢固，并且节省准备时间和费用。
3.高强聚合物砂浆钢绞线加固法
高强聚合物砂浆钢绞线加固法是以钢绞线和加筋为增强材料，高强聚合物砂浆为基材组成的薄层结构。与混凝土相比，其主要特点是：（1）具有良好的耐火、耐高温、耐腐蚀及耐久性。（2）施工便捷、高效，易于大规模机械化施工，而且在结构加固过程中不影响建筑物的使用。（3）对原结构形状和外观影响小。高强钢绞线的强度约为普通钢材的5倍，而聚合物砂浆是一薄层，一般只有15-25mm左右，基本不增加原结构的质量及几何尺寸。（4）施工质量易保证。此方法对被加固构件表面没有平整要求，节点处理方便，可以加固有缺陷或强度低的混凝土结构。因此，可广泛适用于多种结构类型、结构形状及多个结构部位的加固修补。
4.化学植筋加固法
植筋法是运用高强度的化学粘合剂，使钢筋、螺杆等与混凝土产生握裹力，是建筑工程中钢筋混凝土结构加固最有效的方法。它的主要特点是：（1）施工后产生高负荷承载力，不易产生移位、拔出，并且密实性能良好，无需做任何防水处理。（2）由于其通过化学粘合固定，对基材不会产生膨胀破坏，而且对结构有补强作用，适用于边距、间距小的部位。（2）施工简便、迅速、安全并符合环保要求。它的应用范围很广，可以用在各类建筑结构增建、变更等预留钢筋锚固中。
5.注浆加固法
注浆加固法主要是针对钢筋混凝土建筑物产生的各种裂缝，采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补，在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度，延长结构的使用寿命，施工快捷，加固效果安全可靠。其施工特点是：（1）采用慢速，附压延续灌浆，可以确保树脂注入裂缝细微部位。（2）可以控制注入量，必要时可以补充灌浆料。（3）可根据裂缝大小，注入状况的需要，调整压力。（4）注入量和注入情形可以目视观察。它的主要应用范围是： 混凝土建筑物裂缝的修补，以及桥梁、铁路的附属构件如桥墩、桥台、桥面、隧道等的修补。此外，高压注浆对于地基承载力不均匀的加固效果显著。
6.FRP 复合材料加固法
FRP复合材料主要有碳纤维、芳纶纤维及玻璃纤维等，其材料形式主要有片材、棒材和型材。FRP的共同优点是：轻质高强、高弹模、抗疲劳、耐腐蚀耐久性能好、热膨胀系数低等。另外，FRP复合材料可以节省材料、自由裁剪、施工方便且速度快，虽然其前期投资较大，但维护成本低，经济效益显著。可广泛用于梁、板、柱等混凝土构件的加固，也可用于砌体结构中裂缝修补与加固。因此，FRP复合材料在混凝土结构加固工程中应用潜力巨大。
7.高分子树脂胶加固法
高分子树脂胶修补材料粘度极低，能深入到0.02mm裂缝末梢，实现完美修复，树脂胶不含任何挥发性稀释剂，不会因此产生固化收缩。对于由于结构承载力不足引起的裂缝，考虑裂缝对混凝土原构件造成的结构强度降低，在裂缝灌注完毕后，对构件采用碳纤维或复合纤维进行补强处理，可广泛用于混凝土裂缝修补加固、墙面空鼓填充等，此项技术操作简便、安全高效、大大减少了高空作业时间并提高了施工的安全性。
8.预应力加固法
预应力加固法包括预应力水平拉杆加固法和预应力下撑拉杆加固法两种：（1）预应力水平拉杆加固法主要用于加固混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上，在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。由于水平拉杆的作用，原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压，因此，加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。（2）预应力下撑拉杆加固法，钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点（下撑点和杆端锚固点）传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力。该法能降低被加固构件的应力水平，不仅加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。
结语：
综上，上文主要就钢筋混凝土结构的加固方法进行一一分析。随着现代建筑科学技术的不断进步，新型建筑材料不断出现，混凝土结构加固方法将越来越丰富。因此，在对建筑物进行改造和维修加固时，应结合建筑物的结构特点、当地的具体条件等因素进行经济性、技术性和可靠性等多方面综合分析，从而选择出最适合的加固方法。
参考文献：
篇10
关键词：钢网架结构；事故；分析；方法
网架和网壳结构的适用性、美观性、可靠性、安全性和经济性已为世人所公认，因而它得到了广泛的应用和迅猛的发展。特别是网架结构的应用，我国不论在规模上还是数量上都居于世界的领先地位。但是，随着网架大量应用的同时，也发生了一些大小不同的事故。据不完全统计，自然灾害、意外事故者较少，而大多数事故是责任事故，设计、制作、运输、安装和管理等方面都曾发生过，使国家的财产和人的生命遭受了不少损失。但这些事故并未受到应有的重视，从中吸取教训，引以为戒，本文主要进行了钢网架结构事故分析。
1.事故类型和表现形式
1.1事故类型
（1）按事故造成的危害和损失程度可分为
①恶性事故。网架结构整体或部分塌落，造成了生命和财产的重大损失。
②严重事故。网架结构虽未塌落，但已丧失了承载能力，不能正常使用，不得不报废或重建，造成经济上的重大损失。
③重大事故。事故发生后，网架整体或较多的杆件、节点经过处理或加固后仍可继续使用，但造成了较大的经济损失。
④小事故。网架结构在制造、安装或使用初期，发现局部存在问题和隐患，但可以用较少的时间和资金予以解决，不影响以后的正常使用。
（2）按事故存在的范围可分为
①整体事故。网架结构整体塌落或局部有严重缺陷，影响了结构的完整性，使结构丧失了承载能力和正常使用能力。
②局部事故。网架结构局部有缺陷或严重缺陷，必须及时处理才能保证结构安全正常地使用。
（3）按造成事故因素的多少可分为
①单一因素事故。由于一种因素造成的事故。
②多种因素事故。由于多种因素组合所造成的事故，但其中可以找出最主要的因素。
③复杂因素事故。造成事故的因素很多，但一时难以确切断定何者为主要因素。
1.2主要表现形式
（1）杆件弯曲。
（2）杆件断裂。
（3）杆件与节点焊缝连接破坏。
（4）节点板变形或断裂。
（5）焊缝不饱满或有气泡、夹渣，微裂缝超过标准。
（6）高强螺栓断裂或从球节点中拔出。
（7）杆件在节点相碰，支座腹杆与支承结构相碰。
（8）支座节点移位。
（9）网架挠度过大，超过了规定的要求。
（10）网架结构倒塌。
2.钢网架结构事故原因
2.1设计原因
（1）结构型式选择不合理，支撑体系或再分杆体系设计不周，网架尺寸不合理。如当采用正交正放网架时，未沿周边网格上弦或下弦设置封闭的水平支撑，致使网架不能有效传递水平荷载。
（2）力学模型、计算简图与实际不符。如网架支座构造属于两向约束时，计算时按三向约束考虑。
（3）计算方法的选择、假设条件、电算程序、近似计算法使用的图表有错误，未能发现。
（4）杆件截面匹配不合理，忽视杆件初弯曲、初偏心和次应力的影响。
（5）荷载低算和漏算，或由于网架工况复杂，荷载组合不当。对自然灾害（如地震、风振、温度变化、积水积雪、火灾、大气或有害气体及物质的腐蚀性等）估计不足或处置不当，或对一些大中型网架结构应该进行的非线性分析，稳定性分析，支座不均匀沉降、不均匀侧移，重型桥式吊车对网架的影响，中、重级悬挂吊车对网架的疲劳验算等，没有进行验算和分析。
（6）材料（包括钢材、焊条等）选择不合理。
（7）网架结构设计计算后，不经复核就增设杆件或大面积的代换杆件，从而导致超强度设计值杆件的出现。
（8）设计图纸错误或不完备。如几何尺寸标注不清或矛盾，对材料、加工工艺要求、施工方法及特殊节点的特殊要求有遗漏或交代不清等。
（9）节点型式及构造错误、节点细部考虑不周全。
2.2制作原因
（1）材料验收及管理混乱，不同钢号、规格材料混杂使用，特别是混用了可焊性差的高碳钢，钢管管径与壁厚有较大的负偏差，拼装前杆件有初弯曲而不调直。
（2）杆件下料尺寸不准，特别是压杆超长、拉杆超短。
（3）不按规范规定对钢管剖口，对接焊缝焊接时不加衬管或不按对接焊缝要求焊接。
（4）高强螺栓材料有杂质，热处理时淬火不透，有微裂缝。
（5）球体或螺栓的机加工有缺陷，球孔角度偏差过大。
（6）螺栓未拧紧，网架在使用期间在接缝处出现缝隙，螺栓受水气侵入而锈蚀。
（7）支座底板与底板连接或肋板采用氧气切割而不将其端面刨平，组装时不能紧密顶紧，支座受力时产生应力集中或改变了传力路线。
（8）焊缝质量差，焊缝高度不足，未达到设计要求。
2.3拼装和吊装原因
（1）胎具或拼装平台不合规格即进行网架拼装，使单元体产生偏差，最后导致整个网架的累积误差很大。
（2）焊接工艺、焊接顺序错误，产生很大的焊接应力，造成杆件或整个网架变形。
（3）杆件或单元或整个网架拼装后有较大的偏差而不修正，强行就位，造成杆件弯曲或产生很大的次应力。
（4）对网架施工阶段的吊点反力、杆件内力、挠度等不进行验算，也不采取必要的加固措施。
（5）施工方案选择错误，分条分块施工时，不采取正确的临时加固措施，使此局部网架为几何可变体系。
（6）网架整体吊装时采用多台起重机或拔杆，各吊点起升或下降时不同步，用滑移法施工时，牵引力和牵引速度不同步，使部分杆件弯曲。
（7）支座预埋钢板、锚栓位置偏差较大，造成网架就位困难，为图省事而强迫就位或预埋板与支座底板焊死，从而改变了支承的约束条件。
（8）看图有误或粗心，导致杆件位置放错。
（9）不经计算校核，随意增加杆件或网架支承点。
2.4使用原因
（1）使用荷载超过设计荷载。如屋面排水不畅，积灰不及时清扫，积雪严重及屋面上随意堆料、堆物等，都会导致网架超载。
（2）使用环境的变化（包括温度、湿度、腐蚀性介质的变化），以及使用用途的改变。
（3）基础的不均匀沉降。
（4）地震作用。
3.钢网架结构事故分析方法
3.1对网架结构设计及加工、安装文件资料进行全面查阅
（1）查阅网架及其相关的下部结构的图纸、计算书、设计修改等资料，注意其支承条件、荷载状况、工况组合及必要的验算是否正确无误。
（2）查阅网架结构的零部件的生产检测记录、材料的质量证明和试验报告、零部件产品合格证书及试验报告、焊缝质量及零部件检验资料等，是否符合国家有关标准的要求。
（3）查阅网架结构安装施工记录及检测验收文件，包括网架就位后的纵横向边长偏差、支承点中心偏移、高度偏差和挠度记录等。
3.2对网架结构实际状况进行全面的调查
（1）调查网架的实际状况，包括总平面尺寸、网格尺寸、网架高度、支承情况、荷载、抗震设防烈度、地基土类别、使用环境等。
（2）检查网架结构零部件及焊缝质量。
（3）查看网架的安装质量，其中包括安装偏差的大小。
（4）检测网架结构的使用现状，如网架挠度、杆件弯曲等。
3.3对网架结构进行必要的验算和复核
（1）首先对原设计进行复核，即以原设计条件为依据，对原杆件截面进行校算，看是否存在超强度设计值杆件。
（2）当原设计有不安全杆件时，按实际的支承状况、荷载和使用状况，用规范允许的强度设计值进行复核，看其是否安全。
（3）当原设计已经改变，如有增设的杆件及大量的截面代换、增加较大孔洞等，则应按实际的结构状况进行复核。
参考文献
