钢结构加固十篇

时间:2023-03-19 04:14:56

钢结构加固

钢结构加固篇1

关键词:钢结构;检测与加固;损伤检测;

中图分类号:TU318 文献标识码:A

引言:

钢结构在长期的自然环境和使用环境的双重作用下,其功能将逐渐减弱,这是一个不可逆转的客观规律,如果能够科学地评估这种损伤的规律和程度,及时采取有效的处理措施,可以延缓结构损伤的进程,以达到延长结构使用寿命的目的。结构加固是通过一些有效的措施,使受损伤结构恢复原有结构功能,或者在已有结构的基础上提高其结构抗力能力,以满足新的使用条件下结构的功能要求。钢结构房屋由于结构的先天缺陷及恶劣使用环境引起的结构缺陷和损伤,设计标准使用要求的改变,都将导致原结构可靠性的改变,有时经过检测加固后才能保证功能的正常使用及保证功能改变的顺利进行。

一、钢结构的损伤检测

1、几何量检测

裂缝的检测包括裂缝出现的部位(分布)、裂缝的走向、裂缝的长度和宽度。观察裂缝的分布和走向,可绘制裂缝分布图。裂缝宽度的检测主要用10倍~20倍读数放大镜、裂缝对比卡及塞尺等工具。裂缝长度可用钢尺测量,裂缝深度可用极薄的钢片插入裂缝,粗略地测量,也可沿裂缝方向取芯或超声仪检测。判断裂缝是否发展可用粘贴石膏法,将厚10mm左右,宽约50mm~80mm的石膏饼牢固地粘贴在裂缝处,观察石膏是否裂开;也可以在裂缝的两侧粘贴几对手持式应变仪的头子,用手持式应变仪量测变形是否发展。

2、结构变形检测

测量结构或构件变形常用仪器有水准仪、经纬仪、锤球、钢卷尺、棉线等常规仪器以及激光测位移计、红外线测距仪、全站仪等。结构变形有许多类型,如梁、屋架的挠度,屋架倾斜,柱子侧移等需要根据测试对象采用不同的方法和仪器。测量小跨度的梁、屋架挠度时,可用拉铁丝的简单方法,也可选取基准点用水准仪测量。屋架的倾斜变位测量,一般在屋架中部拉杆处,从上弦固定吊锤到下弦处,量测其倾斜值,并记录倾斜方向。

3、结构材料性能检测

对钢材性能检测主要是指裂纹、孔洞、夹渣等。对焊缝主要是指夹渣、气泡、咬边、烧穿、漏焊、未焊透以及焊脚尺寸不足等对铆钉或螺栓主要是指漏铆、漏检、错位、错排及掉头。检测方法主要是外观检查、x射线、超声波探伤、磁粉探伤方法和渗透探伤方法检查。超声法用于金属材料的探测要求频率高,功率不必太大,这样测试灵敏度高,测试精度好。超声波探伤通常采用纵波探伤和横波探伤(主要用于焊缝探伤)两种方法。超声波对钢结

构检测,要求测点平整光滑。

二、钢结构的加固原则 结构或构件加固是一项复杂的工作,要考虑的因素很多。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)加固应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,取决于结构的应力应变状态。一般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。 (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强螺栓或焊接。采用高强螺栓加固时,应验算钻孔截面削弱后的承载能力;采用焊接加固时,实际荷载产生的原有杆件应力最好在钢材设计强度60%以下,极限不得超过80%,否则应采取相应的措施才能施焊。

三、钢结构的加固方法 1、改变钢结构计算图形的加固法 所谓的改变钢结构计算图形的加固法就是通过改变荷载分布状况、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;增加支撑形成空间结构并按空间结构验算是我们改变结构计算图形的一般方法。另外我们还会通过一些手段使得结构的承载力和结构动力特性得以改善,比如加设支撑增加结构刚度,调整结构的自震频率。我们还可以减小结构的长细比,比如增设支架或者辅助杆件来提高钢结构的稳定性。 2、增设支点加固法 通过额外增设支撑点来承担一部分负荷,减小结构计算的跨度,进而使得结构的内力分布也发生改变,从而大幅度的提高建筑承载能力就是我们所说的增设支点加固法。在梁、板上增设支点后,不仅能够通过减小建筑跨度,很大程度上的提高钢结构承载能力,而且还能够有效解决梁、板的挠曲变形的问题。从定义上不难看出,这种加固方法主要适用于一些大空间结构中,梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。简单、可靠是增设支点加固法的优点,存在的不足之处就是减小了建筑的有效使用空间。 3、粘结外包型钢加固法 在被加固构件的外边包上型钢或者钢板就是我们所说的外包钢加固法。外包法可以分为湿式外包法和干式外包法两种方法。湿式外包法就是采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加同构件粘结成一整体。外包钢加固法采用的就是湿式外包法,用这种方法加固后的构件,受拉和受压钢截面面积会有发幅度的提升,进而提高了正截面承载力和截面刚度。 4、粘贴纤维增强塑料加固法 粘贴纤维增强塑料加固法是一种类似于粘结外包型钢加固法的加固方法,这就使得这种方法加固之后的钢结构拥有了上种方法的特点。但是由于此时我们粘贴的是纤维增强塑料,就使得这种方法具备了粘结外包型钢加固法不具备的特点,那就是耐腐浊、耐潮湿,几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低,但值得一提的是,采用粘贴纤维增强塑料加固法,还应做专门的防火处理,用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。另外,在加固完成后,还要判断粘接效果或用超声波法探测粘贴密度,如锚固区粘贴面积少于90%,非锚同区粘贴面积少于70%,则此粘贴无效,应剥下重新粘贴。对于重大工程来说,还应该进行必要的抽样检查,以保证加固工程的质量。

结束语:

建筑钢结构不同程度上的损坏是不可避免的,我们要做的就是在原有钢结构出现一定程度上的损坏时,对其进行加固,延长建筑物的使用寿命,避免更换构件所造成的极大的浪费,防止材料在荷载和环境等因素的作用下出现持续的损坏,造成钢结构工程事故。从另一个角度上看,钢结构出现损伤是不同步的,往往损坏只出现在结构的一部分,因此,我们不可能因为一小部分的损坏就去更换整个钢结构,所以,提高钢结构加固技术就成为提倡可持续发展的今天势在必行的一个问题。

参考文献:

[1]郝晓军、李中伟、郭立峰,除氧煤仓间钢结构裂纹成因分析及防范措施,河北省电力研究院,河北,石家庄,2004,23(5)

[2]王联忠,钢结构裂纹成因分析及防范措施,中国焊接资讯网,2011

[3] 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.

[4]李小梅,浅议钢结构的防火处理措施,工程技术,2009.

钢结构加固篇2

(1)积雪引起的压强取0.50kN/m2,由于大风造成的压强取0.50kN/m2;(2)恒荷载数值应以厂房实际工作情况确定;(3)屋顶积雪分布系数按照设计规范中给出的系数适当提高,以项目所在地的积雪分布荷载为基础,该项目取2~4,承重钢件的重要性系数取1.1;(4)计算檩条过程中,积雪荷载取值可参照本次雪灾的积雪分布规律进行计算;(5)未受损的部件和各部件连接处也可能受损,加固设计中也应考虑这部分因素;(6)加固方案应保证实际工作方便,可操作,减少加固工程对正常生产运行的影响;(7)加固过程中应保证生产安全、方案合理可行;(8)根据实际情况,可将修复、加固工作分阶段实施操作。

2钢架加固

2.1加固设计方案

按照上述工程实例情况,基于目前加固设计标准和操作规范,结合事故检测报告中提及的问题进行分析,本文设计了2种钢架加固方案,进行筛选。方案一:通常厂房荷载计算只选取恒荷载,一般为50年最大风雪荷载量进行计算。这种方案计算所得的轻钢厂房强度并不能满足实际工作需求,也不能达到设计标准。为解决上述问题,本方案对承重梁进行加腋处理,以缓解焊接重量,柱翼缘选择对称焊接,以提高承载能力。该方案所需焊接工作量大,对生产过程的影响也大。方案二:对上述工程实测数据分析可知,厂房悬挂荷载较低,钢架所承受恒荷载为0.3kpa。按照上述数据可知,轻钢厂房外部构件稳定性不达标,在柱翼缘处加入刚性系杆,以缓解这一问题。该加固方案工作量较少,对厂房内部设备生产运行影响也小。对厂房实际工作情况进行分析,在厂房运行过程中不能有灰尘产生,两种方案进行对比分析,选取方案二进行加固处理。

2.2荷载取值范围

在计算过程中确定荷载取值范围,选择轻钢结构设计可以按照相关设计规范选取合理数值。通常情况,雪压、风压选取50年内最大值,本工程分别选取0.5kpa和0.55kpa;恒荷载量取0.3kpa,悬挂荷载量取0.1kpa;房屋自重计算得0.2kpa。按照上述荷载取值范围进行核算,该数值是按照单向刚接计算所得,而实际工作中是双向刚接,应对上述数据进行处理。根据上述数据可见,轻钢结构中主要存在超负荷工作现象,大部分钢架外部稳定应力超过承受限值。经分析可知,保证钢架柱稳定应力不超过1,面部长度应取5.5米进行计算。此外,钢架梁所承受的应力也超极限运行,要保证稳定性达标,面外长度应取3米进行计算。

2.3刚架结构的加固

如图2所示,刚架结果加固处理即在柱间设置刚性系杆,以降低轴面外部的长度,设计规范中规定,面积应小于5.5m2,该工程计算0.9m×5.85m=5.25m2,符合规范条件。

3维护结构的加固设计

3.1檩条的加固设计

在对檩条进行加固设计中,应首先确定檀条部分的荷载数值。参考本次雪灾积雪分布规律进行计算。在进行加固处理时,应轻轻揭开厂房外顶板,为确保厂房能够正常运行,厂房内部环境不受影响,应将厂房内顶板留于厂房顶部,为缓解承载应力作用,应增加檩条数量。檩条加固设计时应结合实际积雪荷载量和分布范围,选择最为经济合理的檩条位置和数量进行加固设计。积雪较少的位置处檩条可以不改变布设位置,在原檩条位置加设2.5毫米厚的C状檀条;在积雪符合较大的区域,在原檩条处加设3毫米厚的C状檀条,加设的C状檀条高度应与原檀条保持一致;在积雪最严重的区域,可利用25a热轧槽或者H型钢檩条焊接到原檀条位置,对受损部位进行焊接修复处理,以加强原檩条的承载能力。

3.2其他结构的加固设计

屋面支撑材料的加固应遵循设计规范中规定的设计方法进行设计,加设刚性系杆以提高屋面整体的承载能力,同时,设计者还应考虑实际加固施工的可操作性,选取最方便可行的设计方案。墙梁加固设计中,可在需要加固的墙梁部位增设一道墙。悬挂梁加固时应在连接处加设刚性系杆,以增强梁的承载力。雨篷加固,可将槽钢焊接在横梁上,增大衡量的抗扭强度。

4结束语

钢结构加固篇3

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.

钢结构加固篇4

【关键词】钢筋混凝土;结构;加固技术

当今社会,人民的生活水平逐渐的提高外加我国的建设方面发展得也比较迅速,逐渐的建造了许多民用的和工业用的建筑物。紧接着建筑物结构建造的年代、建筑物使用的年限、建筑物的设计和建筑物实际使用功能上的一些区别、并且遭受人为的或者自然灾害等等一些因素的影响,大量的已经完工的或者是正在建设中建筑物产生了或多或少程度的破坏,为此,我们必须进行一些结构的改造或者是结构的加固,从而延伸建筑物的使用年限。当下,我国的钢筋混凝土结构设计和钢筋混凝土结构的施工比较规范,也比较标准,这样就会大范围的应用在建筑物的设计中去,同时作为一名钢筋混凝土结构设计的人员,在这方面碰到一些技术方面的问题,这就会值得我们来进一步的探讨和研究。

1.钢筋混凝土结构改造加固机理的思考

人们都知道,在土木工程中钢筋混凝土结构的加固技术越来越被广泛的应用,这样就会满足新的荷载需要、施工缺陷、薄弱的结构等等,这些会在工程中可能出现的一系列的错误。同时钢筋混凝土结构的加固技术也可以用来修补因自然灾害或者是人为因素的一些工程结构。特别是一些年代比较长的建筑物。所以说,钢筋混凝土结构的加固技术作为一种现代的技术,并且这种技术在建筑工程方面也取得了比较大的成绩,例如外包粘钢法就可以加固钢筋混凝土梁。外粘钢板或者是一些聚合物片材补强加固钢筋混凝土结构的一些技术,现在已经能够成功的用在土木工程中了。钢筋混凝土结构一般在土木工程中是经常进行受弯加固的。一般在钢筋混凝土结构受拉的地方粘结钢板或者是一些聚合物板材来进行加固,这是一种减少挠度和控制裂缝和增加受弯承载力的一种有效的方法。纤维增强聚合物系列有许多的优点,例如:本身比较轻、比较耐腐蚀和使用比较便捷等等。

2.混凝土结构改造加固的方法的讨论

钢筋混凝土结构的加固的方法一般情况下可以分为两种:直接加固和间接加固。在进行钢筋混凝土结构的设计时可以根据当时的实际条件和当时的使用要求来选择合适的办法。

2.1直接加固的一般的方法

(1)锚栓锚固法。这种方法比较适用于混凝土强度等级比较大的混凝土承重结构的加固和改造,这种方法不适用于那种长久地经受比较严重的风化的建筑物。(2)粘钢加固的方法。钢筋混凝土的构件承载力不足的地方需要受弯构件在外面粘钢来加固。由此来提高钢筋混凝土构件的承受力。并且其施工的过程也比较简单方便迅速。(3)绕丝法。这种方法的优点和缺点和加大横截面的加固方法比较接近,这种方法比较适用于钢筋混凝土结构的构件截面的承载能力比较低的情况下然后加固,或者是对钢筋混凝土结构的构件施加一些横向的约束力。(4)有粘接外包型钢加固法。它是把型钢家在构建的外面,外包型钢加固钢筋混凝土梁经常用湿式外包法,也就是用环氧树脂化灌浆等方法把型刚和应该被加固的构建连接在一块儿,这样以后,加固后的构件的承受力和刚度提高是因为它的受拉和受压钢截面的面积提高而形成的。(5)加大横截面加固法:加大受力面的截面的加固方法,它的施工工艺比较简单、也能适用,比且含有施工的经验,主要适用于粱、板、柱、墙和一般的建筑物的混凝土的加固,如果现场施工时间比较长的话,就会对生产和生活的有很大的影响。(6)粘贴纤维增强塑料加固法。外贴纤维加固是用那些胶结材料把纤维增强复合材料贴在被加固的钢筋混凝土构件中受拉力的地方,这样就会使其达到提高钢筋混凝土构件的承载能力。它具有耐腐蚀、本身比较轻、使用年代比较长、维护的费用也比较低、比较防潮。(7)置换混凝土加固法。置换混凝土加固法的优点是加固以后不会影响建筑物的净空但是和加大横截面加固法的施工时间长的缺点也一样,比较适用于受压的地方混凝土的强度比较低和一些梁柱承重构件的加固。

2.2间接加固的一般方法

(1)钢筋混凝土外加层的加固方法。钢筋混凝土外加层的加固方法的优点是施工工艺比较简单、砌体加固后的承载能力也提高了很多、适应性比较强,这种方法具有比较成熟的施工经验,一般适用于柱、带壁墙的加固方面。它的缺点就是现场施工的时间比较长,对生产和生活还是有影响的,并且它在加固后建筑物的净空面积有所减少。(2)预应力加固法。这种加固法克服了一部分从外面荷载所产生的弯矩,同时也减少了外部荷载的效应,在这个的同时却增加了钢筋混凝土结构的构件的抗弯的能力。

3.结语

钢筋混凝土结构在长期的自然环境和使用环境的作用下,它的功能肯定会慢慢的下降,钢筋混凝土结构的工程的任务不仅要做好建筑物刚开始的设计工作,而且还要能科学的去评估结构受损坏的客观规律和损坏程度,而且一定要采取一些有效的方法来为结构的安全是用作保障,从而使得钢筋混凝土结构的加固以后会成为一项非常重要的工作。在当今社会,建筑物一般都会以混凝土结构、钢结构、砌体结构等等为主要的建筑结构,所以我们还是得把钢筋混凝土结构加固这方面为突破方向当成主要研究的方面。

【参考文献】

[1]赵洪波,高晓娟.钢筋混凝土框架结构加固改造[J].山西建筑,2008,34(12):85-86.

[2]陈贵洪.沉管隧道地震响应的影响因素分析[J].中国铁道科学,2005,26(6):93-97.

钢结构加固篇5

【关键词】钢筋混凝土:加固:粘钢加固:粘贴纤维加固

引文

如下原因导致了建筑物不得不进行加固:1)我国是一个多自然灾害的国家:地震、风灾、水灾、火灾均造成过严重损失,尤其是对建筑物造成过严重损失。2)我国在二十世纪五六十年代修建的大批工业厂房、公用建筑和民用建筑,已有数十亿平方米进入中老年期,其鉴定维修加固提上议事日程。3) 随着经济建设的发展,在新建企业的同时还强调对已有企业的技术改造,在改造中,往往要求对房屋的改造。4) 在设计、施工和管理中存在的问题给建筑物留下了隐患。

目前较常用的的加固方法有加大截面加固法、置换混凝土加固法、预应力加固发、粘钢加固法、粘贴纤维加固法等。

1 加大截面加固法

加大截面加固法是在钢筋混凝土构件外部外包混凝土(通常是在钢筋混凝土受弯构件受压区增加混凝土现浇层,受拉区增加配筋量) ,增大构件截面积和配筋量,增加截面有效高度,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。在适筋范围内,由于混凝土受弯构件正截面承载力随着钢筋截面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋截面积或强度,增加现浇钢筋混凝土围套增大构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高原构件正截面抗弯、斜截面抗剪承载力和截面刚度,改善正常使用性能。

优点: 加大截面加固法施工工艺简单、适应性强, 柱子钢度增大,耐久性强, 维护费用低,并具有成熟的设计和施工经验; 适用于梁、板、柱、墙等构件和一般构造物的钢筋混凝土加固。

缺点:现场施工的湿作业工作量大,养护时间较长,对生产和生活有一定的影响,而且加固后构件的截面增大,对建筑物的净空和外观有不小影响。更为重要的是增加的外包混凝土与原有构件的混凝土材龄相差较大,要解决好新加部分与原有部分混凝土的整体工作共同受力,是一个很复杂的问题,并且受制的因素较多,现阶段只能增加有利的构造措施。

2 置换混凝土加固法

该法是剔除部分陈旧的混凝土,置换成新的混凝土,新混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级,且不得低于C20级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理,有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。

优点:与加大截面加固法相近,而且构件加固后不影响结构原先的净空,能恢复结构原先的外观。

缺点:同样存在施工的湿作业时间长、养护时间较长的缺点,而且剔除陈旧混凝土的工作量大,容易伤及原构件的钢筋,所以在施工过程中对原构件可能造成的屈服、疲劳、失稳等破坏状态要进行全面严密的评估。

3 预应力加固法

钢筋混凝土受弯构件,上缘受压,下缘受拉。由于预应力水平拉杆的预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力。该力通过拉杆锚固端偏心地传递到原构件上,在原构件中产生偏心受压作用(此时该作用力在原构件上的基本形态成下缘受压、上缘受拉趋势) 。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。值得重视的是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,所以加固后构件的承载力主要取决于原构件在压弯状态下的承载力。

预应力筋的张拉有三种方法:千斤顶张拉法、横向收紧法和竖向张法。预应力筋的锚固有四种方法:U 型钢板锚固、高强螺栓锚固、扁担或锚固、套箍锚固法。

优点:改变了原结构内力分布,降低原构件的应力水平,消除新加杆件与原来构件的应力应变滞后现象,能较大幅度地提高结构整体承载力。

缺点:加固后对原结构外观有一定影响,对环境温度有一定要求,在生产性热源且原结构表面温度经常大于600℃的环境中使用时,其防护处理较困难,造价较高,另外对于混凝土收缩变大的结构,造成后加部分的预应力损失较大,故不宜采用。

4 粘钢加固法

粘钢法原理与钢筋混凝土结构中的钢筋与混凝土之间的关系一样,是在钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,使其整体工作共同受力,以提高结构构件承载力的一种加固方法。该方法的实质是一种体外配筋,提高原构件的配筋量,从而相应提高构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的性能,适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

粘钢后截面受弯承载力计算, 可根据现行国家标准《混凝土结构加固技术规范》的相关规定进行, 其受压区高度可按下式计算:

f yoAso + fayAa - f′yoA′so = fcmoboX

式中: f yo ―原构件纵向钢筋抗拉强度设计值;

Aso ―原构件纵向受拉钢筋截面面积;

fay ―加固钢板抗拉强度设计值;

Aa ―加固钢板截面截面积;

f′yo―原构件纵向钢筋抗压强度设计值;

A′so ―原构件纵向受压钢筋截面面积;

fcmo ―原构件混凝土弯曲抗压强度设计值;

bo ―原构件的宽度;

X ―混凝土受压区高度。

当构件斜截面受剪承载力不足时,此时斜截面受剪承载力按下式计算:

V≤Vo+2fayAalLu /S

同时,必须满足以下条件:

Lu /S≥1.5

式中:V ―斜截面剪力设计值;

Vo ―原构件斜截面受剪承载力设计值;

Aal ―单肢箍板截面面积;

Lu ―单肢箍板的梁侧混凝土的粘结长度;

S ―箍板轴线间距。

优点:该方法施工方便快捷,现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对结构的外形、净空等影响较小,在施工过程中对生产和生活无显著影响。与其他加固方法比较, 粘钢加固施工干净利落, 比较简便, 现场无湿作业。完成加固后的结构外观不改变, 比较轻巧, 结构自重增加极微, 不会导致建筑物内其他构建的连锁加固。因此在房屋建筑领域和公路桥梁领域中都得到了普遍采用。

缺点:该法加固对结构胶的要求较高,结构胶必须是强度高、粘结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小、具有一定弹性,其加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平,所以在设计施工过程中必须要非常慎重。

5 粘贴纤维加固法

外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的相应区域,使它与被加固构件截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。

工程实践和试验研究表明:采用碳纤维对钢筋混凝土柱进行抗震加固,可以有效约束混凝土的变形,增强耗能能力,从而使其承载能力及延性能力有很大的提高,可取得良好的抗震加固效果。碳纤维片材由于其强度高,弹性模量大,用于横向包裹钢筋混凝土柱时,可以有效提高柱的承载能力和延性性能,其作用机理体现在两个方面:

一方面,碳纤维片材横向包裹,其作用类似受剪钢筋,协同钢筋承受剪力。由于碳

纤维的抗拉强度远远大于钢筋的抗拉强度,相当于配筋率大大提高,使其抗剪承载力得以显著提高,斜裂缝出现以后构件的变形性能也得以明显改善。

另一方面,横向包裹碳纤维,还会对其内部的混凝土起到有效的约束作用,当受压区混凝土达到峰值应力后,具横向膨胀变形急剧增大,碳纤维环向应变显著增大,环向约束力增大,这就使得混凝土应力―应变曲线的下降变得平缓,极限压应变得以提高,因而推迟了受压区混凝土的破坏过程,充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能,显著改善构件的延性。

试验研究资料表明,在反复循环荷载作用下,碳纤维片材包裹加固钢筋混凝土柱比未用碳纤维加固钢筋混凝土柱的滞回特性和延性有显著的提高改善,捏状现象缓滞,滞回环也变得越来越饱满,具抗震耗能能力明显增强。

我国从1997年开始对碳纤维复合材料加固钢筋混凝土结构的技术进行研究,如今被用于房建、桥梁等多种钢筋混凝土结构构件的加固,未来这种粘碳纤维复合材料的加固方法将会被更加普遍的采用。

优点:高强高效,施工方便快捷,施工工期短,不需要大型施工机械,操作简单,具有极佳的耐腐蚀性和耐久性,适用面广,施工质量容易保证,对结构的净空、外观等影响小。

缺点:弹性模量小,对于需要加固刚度的构件来说不太适用,耐火性与耐高温性能差,一般的环氧树脂在100摄氏度时力学性能会受到较大影响,只有特殊的环氧树脂可以在200摄氏度的高温下正常工作,延性不足,构件变形过大时会引起碳纤维的脆性断裂,导致结构的脆性破坏,对于需要较大变形或对抗震要求比较高的结构来说,这一点是十分不利的。

6 结论

对于需要加固的建筑物,其加固方案的制定尤为重要,应根据建筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便可行、且施工质量可以得到保证的原则。只有这样加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。每种加固方法都有它自己的优缺点,根据不同工点的需求,确定出最经济实用、安全美观的加固方法。

参考文献:

[1] 赵国藩主编. 高等钢筋混凝土结构学. 机械工业出版社, 2008年第一版.

[2] 张立人主编. 建筑结构检测、鉴定、加固. 武汉理工大学出版社 ,2003年

[3] 熊峰等编. 结构设计原理. 科学出版社 ,2002年

[4] 贺志勇. 钢筋混凝土结构加固的发展与研究现状. 山西建筑, 第36卷第2期2010年1月.

[5] 范云鹤. 钢筋混凝土结构加固方法的对比与分析. 四川建材,2008年第5期.

[6] 罗绍仟, 熊咏梅.浅析钢筋混凝土结构加固方法. 林业建设, 第2期.

[7] 王军丽. 碳纤维布加固钢筋混凝土结构的发展. 山西建筑, 第35卷第16期2009年6月.

[8] 梁庚贺. 用粘钢加固钢筋混凝土结构的设计计算方法. 广东工学院学报,第九卷第四期1992年12月.

[9] 李棠,张祁,王清远,何永春. 碳纤维布加固钢筋混凝土T形梁的抗弯承载力计算与分析. 四川大学学报(工程科学版),第42卷第2期2009年3月.

钢结构加固篇6

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

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。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。

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。

二、钢结构选型与结构布置设计

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)

钢结构加固篇7

【关键词】粘钢;加固;混凝土结构

1、工程概况

本工程为河北联通公司的标准厂房,主体四层局部五层的框架结构。一、二层在使用期间,一、二层楼板局部出现裂缝,公司已请专业部门出具了鉴定报告。为安全起见,对其一、二层存在安全隐患的部位进行了补强加固。

经我司会同设计单位,施工单位并请有关专家共同研究一致决定对该工程进行加固补强。提出两个方案:一种是加大截面法处理,但施工复杂工期长,部分砖墙已砌好,势必造成返工浪费。考虑到该工程工期紧迫,同时为了降低加固造价,决定采用第二种方案:粘钢加固法。

2、加固方案设计

针对该工程特点柱梁加固采用如下处理方法:

2.1柱子的加固:考虑到柱混凝土强度达不到设计要求,柱子承载力和轴压比达不到规范要求,混凝土柱子加固采用钢板粘贴到梁底或板底与原柱连成一个整体,不仅提高了柱的承载力,满足了轴压比,而且能有效提高混凝土的变形应力,改善柱的延性。

2.2梁的加固,加固粘贴采用两种形式,梁底或梁侧。在梁底(必须打掉粉刷层,留下钢筋保护层)贴上钢板直到柱边或梁边,梁测面粘贴不得高于梁高的l/3,如遇到门窗可避开。

2.3边跨边支座主梁加固

边跨边支座主梁按铰接节点进行加固设计。先在柱上粘贴3mm厚钢板一块,钢板上再粘贴6mm厚钢板一块,尺寸均为600mm×300mm,并以膨胀螺栓穿过钢板锚入柱内;再选择6mm厚等腰直角三角形腋板两块焊接在柱子所粘贴钢板上,腋板尺寸为600mm x 600mm,最后在梁端底部粘贴3mm厚钢板一块,尺寸为600mm×300mm,使梁端通过钢板支承于腋板上。

2.4中柱两侧主梁加固

该工程框架主梁为连续梁,框架柱侧面凸出于梁侧面梁上支承着楼板,应在其上部两侧面绕过柱粘贴钢板,如图7所示,设计钢板起坡为1:3。钢板宽度控制在100mm以下,为加强钢板粘贴效果,在钢板弯折处设垫板,用锚栓固紧,钢板与梁柱交角部形成的三角形空隙用环氧砂浆填实。

3、粘钢施工流程

3.1施工流程:

粘钢加固应由专业施工队伍施工,其施工必须严格按工艺流程进行,工艺流程如下:

粘贴面处理 加压固定及卸荷系统准备(根据实际情况和设计要求,卸荷步骤有时省去) 胶粘剂配制 涂胶和粘贴 固化、卸加压固定系统 检验 维护

在满足上述工艺的同时,尚应控制粘贴钢板的时间间隔,保证粘钢的固化养护。

3.2操作要点

(1)粘贴面处理

混凝土面应凿除粉饰层,油垢、污物,然后用角磨机打磨除去1-2mm厚表层,较大凹陷处用找平胶修补平整,打磨完毕用压缩空气吹净浮尘,最后用棉布沾丙酮拭净表面,待粘贴面完全干燥后备用。

钢板粘贴面应用角磨机进行粗糙、除锈处理,直至打磨出现光泽,使用前若洁净仅用干布擦拭即可。否则可用棉布沾丙酮拭净表面,待完全干燥后备用。

该工序所用主要物资:护目镜、防尘口罩、冲击电锤及扁铲、手锤、角磨机、金刚石磨片、砂轮片、空压机、棉布、丙酮。

(2)加压固定及卸荷系统准备(根据实际情况和设计要求,卸荷步骤有时省去)

加固构件所承受的活荷载如人员、办公机具宜暂时移去,并尽量减小施工临时荷载。

加压固定宜采用千斤顶、垫板、顶杆所组成的系统,该系统不仅能产生较大压力,而且加压固定的同时卸去了部分加固构件承担的荷载,能更好的使后粘钢板与原构件协同受力,加固效果最好,施工效率较高。

加压固定也可采用膨胀螺栓、角钢、垫板所组成的系统,该系统需要在加固构件上合适位置钻孔固定膨胀螺栓,仅能产生较小压力,不能产生卸荷效果,适合侧面钢板的粘贴。

(3)胶粘剂配制

建筑结构胶为A、B两组份,取洁净容器(塑料或金属盆,不得有油污、水、杂质)和称重衡器按说明书配合比混合,并用搅拌器搅拌约5-10分钟至色泽均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡,配置场所宜通风良好。

该工序所用主要物资:搅拌器、容器、衡器、腻刀、手套。

(4)涂胶和粘贴

胶粘剂配制好后,用腻刀涂抹在已处理好钢板面上(或混凝土表面),胶断面宜成三角形,中间厚3毫米左右,边缘厚1毫米左右,然后将钢板粘贴在混凝土表面,用准备好的固定加压系统固定,适当加压,以胶液刚从钢板边缝挤出为度。

该工序所用主要物资:加压固定及卸荷系统,腻刀、手套。

(5)固化、卸加压固定系统

该工序所用主要物资:扳手、手套、时钟、温度计。

(6)检验

JGN-G型结构胶操作性能极好,正常操作可达到100%的饱满度。检验时可用小锤轻击粘贴钢板,从音响判断粘贴效果,也可采用超生仪检测。若锚固区有效粘结面积少于90%,非锚固区有效粘结面积少于70%,应剥离钢板,重新粘贴。

对重要构件也可采用载荷检验,一般采用分级加载至正常荷载的标准值,检测结果较直观、可靠,但费用较高,耗时也较长。需要千斤顶或配重(常用沙袋、砖块)、百分表、裂缝显微镜、衡器。

(7)维护

加固后钢板宜采用20mm厚M15水泥砂浆抹面保护,也可采用涂防锈漆保护,以避免钢材的腐蚀。

4、施工应注意的问题

要使粘钢加固成功,特别要保证加固施工的质量,除遵循一般施工原则外,结合该工程特点,施工中应注意如下几点:

4.1胶结剂本身质量是粘钢加固成功与否的关键,因此必须严格控制胶结剂质量,胶结剂必须是高强度,耐久性好,具有一定弹性的,其强度必须要大于相应所加固构件强度。为确保胶结剂质量,本工程采用国家指定名牌厂家产品,并由施工单位与本人共同见证抽样送检合格后方行施工。

4.2为保证粘贴钢板牢固有效,须控制钢板宽度和厚度(宽不宜大于100mm,厚宜在3mm)而框架主梁某些部位所需补强的钢板截面面积较大,须采用两层或多层粘贴(即钢板上贴钢板)。

4.3胶贴剂粘贴时用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上,厚度1-3mm,中间厚边缘薄为宜,粘好钢板后,必须严格保证无空鼓,否则应剥下钢板,补胶、重新粘贴。

4.4考虑振动作用在锚固区增设膨胀螺栓附加锚固措施,粘钢补强加固后粘钢外表须采用Ml5水泥砂浆抹面作为钢板的密封防水防腐处理措施,其厚度对于梁不应小于20mm。

钢结构加固篇8

论文关键词:大型钢结构,施工控制,结构加固

1 引言

目前,随着我国大跨度钢结构的发展,对施工技术提出了越来越高的要求,为达到设计效果和使用要求,人们对大跨度结构的施工技术及施工过程中表现出的诸多力学及技术问题愈来愈重视。越来越多的设计和施工人员已认识到安装方案及施工计算的重要性。对于现代大型和大跨度复杂钢结构的成型过程一般要通过吊装或滑移或顶(提)升或其他施工技术从一系列准结构逐渐集成形成最终结构的过程,结构可能在施工过程中结构失去平衡而倾覆,或由于结构或构件失去稳定而倒塌,或由于局部构件或节点的强度不足而破坏。所以,根据工程实践研究大型钢结构施工控制和结构成型效果显得十分必要。本文通过大型连廊钢结构的安装、提升控制及结构加固实践,研究大型钢结构施工控制技术及力学分析、演算、加固等,为类似工程提供有价值的参考。

2 大型钢结构施工控制技术

近年来,大跨度钢结构的施工整体提升项目愈来愈多,如近年来完成的北京西客站巨型桁架、北京首都国际机场四机位库、上海大剧院、深圳市民中心、广州新白云国际机场10号机库[1]、澳门多功能体育馆主桁架[2]等。大型钢结构在安装提升过程中,应重点解决两个问题:一是被提升的结构和提升柱不应该遭受损伤和破坏;二是提升系统的设计和计算。当然在提升过程中可以人为地改变结构提升过程的受力状态。有两种处理措施:一是根据提升柱刚度及稳定性的强弱程度,可以调整提升柱之间提升力的大小分布,把弱柱的提升力转嫁到强柱上以保证弱柱在提升过程中的安全,还要特别检验它的强度和稳定性。二是在一个提升柱中,可能由于两个提升力偏心不等对柱产生极为不利的影响,可以通过调整两个提升力的大小使柱达到或接近中心受压以改善柱子的受力状态。

整体提升过程可分为三个阶段。第一阶段是结

构脱离胎架;第二阶段是结构匀速提升;第三阶段是结构落位。首末两个阶段提升力的变化较大,它直接涉及到对提升柱与结构安全的影响,因为在结构脱离胎架和落位的过程中,提升点离开胎架和结构落到设计标高的先后顺序会引起提升力的较大变化。可以把这两个阶段比喻为飞机的起飞和降落,而第二阶段可比喻为飞机的平稳飞行。

为了防止在提升过程中由于提升点不同步对桁架强度和稳定性的影响,需进行不同步验算。提升系统中设置一个标准提升点,系统动态采样其他提升点的位移值,并保证差值在±15mm以内。千斤顶只能给结构提供向上的力,即仅能提供竖向的单向约束,所以对计算结果的合理性应加以检验,各提升点位移差的出现会使结构的受力状态发生改变,因此需要计算在可能出现位移差时结构的受力情况,以确保提升过程中桁架安全可靠。通过计算桁架体系在各种位移差工况下的杆件内力,并进行稳定分析,可以保证在提升过程中,只要严格控制各提升点与标准点之间的位移差不超过±15mm,那么结构是安全的。在实际提升过程中,由于提升点与标准点之间的位移差控制在允许范围内,桁架体系没有杆件发生局部失稳。

近年来,国内外出现了一些新型施工方法,如高空曲线滑移技术、预应力拱架结构施工成型技术[3、4]、网壳结构折叠展开施工技术[5]。而整套提升技术只需安装少量的脚手架,提升过程只耗费一天时间,较滑移法施工节省工程量20~40%,节省支架30~60%,缩短工期30%。

4 大型钢结构施工控制及加固实例

4.1 工程概况

上海振华港机连廊钢结构设计有两个连接体钢结构,分上下布置,平面型式一样。下部连体钢结构位于13F~16F之间,标高从+41.67米至+51.57米;上部连体钢结构位于23F~26F之间,标高从+74.67米至+84.7米;平面位置均位于A~H轴与8~12轴之间。单个连体钢结构体型尺寸约为38.5米(L)×30.8米(W)×9.9米(H),重量约为300吨。连接体主结构为双向正交的钢桁架结构。连廊结构里面示意图如图1所示。

本工程采用在地面整体组装,液压同步提升,空中对接落位的工艺进行安装。该工艺避免了钢连廊高空焊接对口,最大程度地保证了施工质量。本工程起吊单片钢桁架最重约20吨,H轴-N轴/8线-12线区域路基箱铺设重约431吨。所以要求对三层楼面和H轴-N轴区域的地下室顶地面的下层结构需要进行加固措施设计。

图1 连廊结构立面示意图

4.2 连廊钢结构整体提升吊装施工及控制方案

连廊钢结构吊装的关键工序为钢结构桁架于裙楼三层楼面的整体拼装。为保证拼装的精度,我们采取工厂加工制作与预拼装控制、起拱控制、温度影响控制、焊接收缩影响控制、地面拼装控制和高空对接控制(主桁架一侧设置500mm的预留段)的综合控制技术,在详图设计时就要充分考虑单片桁架的分段制作和运输进场。

在两塔楼主体结构施工过程中,我们安装连接连廊的劲性钢柱时,要求对该部位的垂直度、轴线位置、标高进行严格控制,以保证钢柱牛腿与连廊在空中准确对接;

在连廊钢桁架制作过程中,将现场实测的牛腿标高和轴线偏差数据反馈到加工厂。加工厂严格要求将主桁架GHJ-1、2、4于车间整体拼装制作,并严格控制单片桁架的平面度、对角线尺寸、起拱要求等,待焊接矫正完毕后再进行切割分段出厂(分段切割处设置现场拼装耳板以保证尺寸精确和现场拼装速度)。同时要求与现场钢柱牛腿连接的柱桁架GHJ-1、2的两端头各预留100mm余量于现场根据实际情况进行调整;

在连廊于裙楼三层楼面整体拼装的过程中,我们要求使用激光测距仪将主体结构钢柱牛腿的标高、间距、轴线位置等复测的实际数据反馈到连廊的地面整体拼装中,并反复复核对角线和标高,再对车间预留余量进行调整和现场磁力钻孔处理;

液压整体提升过程中,严格控制8、12线/A、C、F、H轴8个液压提升器的提升速度和整体均衡性,使整体连廊在一个平面内稳步上升并准确对接;

在主桁架(GHJ1和GHJ2)同钢柱的连接端的一侧上下弦杆和腹杆设置500mm预留段,待带连梁提升就位一侧进行临时固定后复测实际尺寸,对预留段进行修整后,进行连接,确保连廊提升的顺利和快速。

4.3 结构加固方案设计

本工程钢结构连廊施工由于施工条件限制,连廊吊装采用液压整体提升技术进行吊装,所以连廊整体预拼装需要在裙楼三楼楼面的预拼装胎架上进行。经设计部门复核,位于砼柱顶上的21根胎架柱,受力不存在问题,但位于混凝土梁上的19根胎架柱,混凝土梁受力超出设计荷载,需要采取加固措施。由于南面01A轴/8、12轴有高压电线和建筑红线边上的其他单位小厂房障碍而无法行走吊车,所以吊车吊装区域安排在H~N轴/8~12线地下室顶地面(-0.05米标高)上进行,所以需要对H~N轴/8~12线吊车行走区域进行加固处理。

由于地下室顶板为反梁,不方便行车,同时也考虑到维护顶板不被损坏,要求在行走吊车时先在反梁上铺设路基箱,路基箱下面铺满黄沙,以保证在吊车行走时形成均布荷载,但由于路基箱支点在两反梁上连接,所以反梁将要承受绝大部分的竖向荷载,所以首先需要对砼反梁进行特别的单独的加固处理。

加固体系直接采用keyimg248×3.5钢管及可调支托加固,计算体系中,结构楼板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。楼板板的按照三跨连续梁计算。取500mm宽楼板为计算单元,依次进行了框架梁计算、支撑钢柱计算和裙房大堂处加固计算等,通过设计验算,地下室需要采用φ219X10的钢管支撑顶撑加固,加固设施的设置布置图及节点如图2所示。

裙房大堂处加固采用扣件式钢管支撑加固地上部分架体搭设高度为8.65米,通过与设计方沟通楼板设计承载为15KN/㎡,最大拼装重量为65吨。为保证结构安全性,验算过程中不考虑大厅顶板设计承载。因原大厅模板未拆除(立杆的纵距 b=0.50米,立杆的横距 l=0.50米,立杆的步距 h=1.20米剪力撑沿纵、横向设置每六排设置)仅需加固地下部分,如图3所示。同样采取同位搭设,并采用可调支托。

图2 钢柱支撑立面示意图

图3 加固设施的设置布置图

5 结论

(1)施工过程控制是保证大型钢结构施工过程安全可控的重要手段。本文采用的方法可以借鉴到其它类似的高层钢结构和桥梁结构中。

(2)本文提出的大跨度钢结构施工控制方案进行分析与计算,也可以使用模拟软件上使之更为形象直观。

(3)施工过程结构加固方法,对大型钢结构施工安全和效果提供了保证,有助于确立更为有效、经济的施工方案。

参考文献

[1]郭彦林,邓科等.广州新白云机场飞机维修设施工程整体提升方案及设计.工业建筑,2004,31(12):6~11

[2]郭彦林,缪友武等.澳门某体育馆钢结构屋盖主桁架整体提升方案及塔架分析.建筑结构学报,2005(1)

[3]尹健,张同波,邹传学.青岛流亭机场航站楼大跨度

曲面钢屋盖不等标高曲线滑移施工法[J].土木工程学报

2005,(02).

[4]鲍广鉴,郭彦林,李国荣等.广州新白云国际机场航

站楼钢结构整体曲线滑移施工技术[J1建筑结构学报,

2002,(05).

[5]秦乃兵,张毅刚,丁明.整体张拉钢析架结构成型过程

钢结构加固篇9

关键词:单层钢结构厂房;工业厂房;加固;设计

Abstract: In recent years, with the rapid increase of the newly built workshop around the country, the steel strutrures with lightweight, high strength and good seismic performance has been widely applied in the construction of industrial workshop. While due to the unqualified design, manufacture and construction, part of the workshop requires reinforcement and repair. This paper analyzes the problems in the design of monolayer steel structure plant, and the puts forward the testing and reinforcement methods, so as to ensure the safety of the structure workshop and prolong its service life.

Key words: monolayer steel structure workshop; industrial workshop; reinforcement; design

中图分类号: TU391 文献标识码:A 文章编码:

0 引言

随着现代企业生产规模的扩大,对厂房的要求越来越高,结构材料越来越多样化,结构形式也越来越复杂,传统作坊式的模式已经不能适应工业生产的需求。钢结构具有轻质高强、抗震性能好、工厂化加工制造、装配化施工安装以及施工速度快、外型美观、环保等的特点,钢结构逐渐替代了笨重的钢筋混凝土结构,在工业厂房建设中得到了广泛的应用[1]。随着近年来各地新建厂房的数量迅速增加,许多钢结构厂房在建设过程中出现了设计、制造和施工不符合规范的现象,为结构的安全性、适用性和耐久性埋下了隐患。因此,有必要对既有结构的检测鉴定、安全性评定、加固设计、寿命评估和长期监测进行研究,尽早发现问题,及时采取加固措施,最大限度减少生命财产的损失,保障社会的安定。

1 单层钢结构厂房的设计现状

1.1 单层钢结构厂房及其特点

单层钢结构厂房是一个复杂的空间受力体系,由屋盖结构、柱子、吊车梁等重要承重构件组成[2]。屋盖结构由排架柱顶以上各部分构件所组成,横向平面排架由横梁、横向柱列及其基础所组成的平面骨架,纵向平面排架由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支承和基础等构件组成,围护结构包括纵墙、山墙、抗风柱、连系梁、基础梁等。

与钢筋混凝土结构相比,钢结构厂房具有承载力大、动荷载适应性强、抵抗变形大、自重小、施工简便、耐热性好等特点。因此,随着我国经济迅猛发展,轻型钢结构厂房得到大规模建设,同时也建设了一大批重型钢结构厂房。

1.2单层钢结构厂房的设计现状

工业厂房的级别主要取决于吊车的吨位,一般可以分为重型厂房、中型厂房和轻型厂房等三类。随着钢结构厂房的发展,地方企业或私人企业的工业厂房设计量剧增,但这些业主方对项目的要求往往提不出很具体的要求,工业设计指标不全,而且由于设计工期紧迫,对造价要求苛刻,容易因不确定因素导致出图后的变更量、返工量比较大。

我国重点工程的钢结构工业厂房的设计一直是由少数实力较强的国有大设计院承担,但随着单层钢结构的大量应用,民用设计院借助设计软件的帮助,多数中小设计单位都能设计出合格的单层钢结构厂房,同时积累了宝贵的设计经验,也开始进入工业项目的设计领域,对单层钢结构厂房的建设起到了重要的推动作用。

2 单层钢结构厂房的检测与加固

2.1单层钢结构厂房的检测

单层钢结构厂房由于受到纵横向荷载、温度应力、风荷载等影响,在长期的使用过程会产生基础和钢结构的变形及其他问题,需要对其进行检测鉴定,以便对病害严重的结构进行加固与修复。

目前,对单层钢结构厂房的检测可以沿用一般建筑物的检测鉴定方法,可以采用传统经验法、实用鉴定法、可靠概率鉴定法等三种方法对单层钢结构厂房进行检测鉴定[3]。传统经验法是指依据经验丰富专家的现场观察和简单的计算分析对建筑物进行检测鉴定,这种方法一般比较保守。实用鉴定法是在传统经验法的基础上,从安全性、适用性等多个方面综合评定建筑物的状态,这种方法十分强调检测手段和试验数据,是我国目前普遍采用的方法。可靠概率鉴定法是通过对建筑物本身和建筑物环境信息的采集分析,采用非定值统计规律得出的建筑物失效概率来判断结构的健康状态,这种方法评定结论更符合实际情况,是检测鉴定方法的发展方向,但由于材料强度的差异和计算模型的差异带来的结构物的不定性,实际应用中还有一定的困难。

2.2单层钢结构厂房的加固原则与方法

从对众多厂房的加固经验可以知道,对结构构件的加固应先全面了解原有结构的材料和结构体系,并制定具有技术可靠、经济合理、方便施工的结构加固技术方案,尽量利用原有结构的承载力,减少对原有建筑的损伤,在加固施工过程中加强对实际结构的检查,并随时消除隐患。

对于单层钢结构厂房的加固设计还需要根据具体的情况进行合理的技术比较,但主要还是从减轻荷载、改变结构的静力计算图形、原结构的构件截面和连接进行补强三个方面进行加固技术的设计[4]。

3 单层钢结构厂房的加固设计

3.1 屋盖体系的加固设计

为增强单层钢结构厂房屋盖体系的承载能力,可以通过在增设屋面拉条、斜拉条和檩条撑杆和增设屋面水平支撑和系杆的方法进行屋盖体系的加固设计。

通过在原来的单层钢结构厂房屋面檩条间设置拉条、斜拉条和檩条撑杆,可以使各条组成一个稳定的受力体系。在檩条间设置拉条可以采用圆钢,用螺栓与檩条连接。屋脊和檐口处,可以屋脊和檐口的檩条间增设由拉条外套圆钢管组成撑杆,为形成几何不变体系,同时还应增设斜拉条。但由于冷弯薄壁C型檩条自身抗扭刚度很弱,在竖向荷载作用下容易产生了扭转力矩,需要在距檩条上翼1/3腹板高度的范围内设置拉条,防止檩条发生扭转失稳。

屋面水平支撑和系杆可以有效传递水平风荷载,使得各钢架形成空间稳定体系,同时提高房屋的纵向刚度。采用交叉单角钢水平支撑,并将圆钢管系杆沿厂房纵向通长布置,可以有效减少屋架平面向外的侧移。

3.2 柱间支撑的加固设计

为确保房屋承重结构的正常工作,一般需要沿房屋纵向柱之间设置柱间支撑,防止单层厂房的纵向侧移。柱间支撑与框架柱形成刚强的纵向构架,可以保证房屋的纵向稳定和空间刚度,同时为框架柱在框架平面外提供可靠的支承,并承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向刹车荷载、温度应力和地震作用,以保证单层厂房的稳定性。

柱间支撑主要有十字形交叉支撑、空腹式门形支撑、八字形支撑和人字形支撑四种形式。针对单层厂房的实际情况以及柱间支撑的布置原则,采取其中一种较为合适的支撑方式进行加固,以保证厂房的纵向稳定和空间刚度。

3.3 排架柱的加固设计

对于排架柱的加固,一般可以采用加大截面、改变结构计算简图、托梁换柱等三种方法。对原结构的构件截面和连接进行补强方法由于涉及面窄,施工较为简便,是钢结构加固中是常用的方法,但对其加固设计应能适应原有构件的几何尺寸或己发生的变形清况,注意加固时净空的限制,尽可能使补强构件的重心位置不变,当采用焊接补强时,应采用合理的焊接顺序,补强后构件应便于维护和油漆。通过加设支撑可改变结构承载力和结构动力特性,增设的支撑或辅助构件可以增强构件刚度和提高其稳定性,集中加强某一列柱的刚度以减轻其他列柱的负荷,从而改变结构计算简图,起到加强厂房结构稳定性的作用。临时支柱可以起到卸去屋架和吊车梁荷载的作用,当仅需要加固上段柱时,利用吊车桥架支托屋架使上段柱卸荷,当下段柱需要加固或工艺需要截去下柱时,可以使用托梁换柱的方法进行整根柱子的更换,还可以用托梁换基的方法进行柱子基础的加固。

4 结论

钢结构具有轻质高强、抗震性能好、施工速度快、外型美观、环保等的特点,逐渐替代了笨重的钢筋混凝土结构,在工业厂房建设中得到了广泛的应用。针对单层钢结构厂房使用上出现的问题,可以从减轻荷载、改变结构的静力计算图形、原结构的构件截面和连接进行补强三个方面进行加固技术的设计,从而实现对单层钢结构厂房结构承载力的恢复和提高。

参考文献:

[1] 陈骥. 钢结构稳定理论与设计[M]. 北京:科学出版社,2003.

[2] 王济川,王玉倩.建筑可靠性鉴定与试验诊断[M]. 长沙:湖南大学出版社,2004

钢结构加固篇10

关键词:钢筋混凝土,结构抗震,加固方法

 

0引言

地震灾害是人类面临的严重自然灾害之一。地震具有突发性特点,至今可预报性仍然很低。强烈地震常造成人身和财产的巨大损失。我国属地震多发国家,特别是近年来地震活动频繁,一些特大地震已经给人类社会带来了不可估量的损失,这就迫使工程人员不得不去深入研究土木工程结构的抗震设计理论和方法,最大限度地减少地震给人们带来的影响。

抗震加固是对未进行抗震设防或已进行抗震设防但达不到设防标准的建筑物,进行结构补强和提高其抗震力的措施。建筑结构加固方法随着经济水平、技术水平和人们观念的发展而发展,但有些构件加固方法(如加大截面法)将使结构和构件的刚度发生变化,从而引起结构动力特性、构件内力的变化以及刚度软弱层和强度薄弱层的出现,而这些变化对结构承载力及弹塑性变形能力带来的不利或有利影响,是目前的加固方法所没有考虑的。因此对钢筋混凝土结构抗震加固技术进行论述有着重要的意义。

1 钢筋混凝土抗震常规加固技术

混凝土结构抗震常规加固方法包括加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、受弯构件外部粘贴加固法以及其他加固方法等,每种加固方法各有其特点和适应范围,应根据具体条件加以选择。

1.1 加大截面加固法

加大截面加固法即采用增大混凝土结构或构筑物的截面面积,以提高其承载力和满足正常使用要求的一种加固方法,可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固。但由于截面尺寸加大,有时受使用上限制。

1.2 外包型钢加固法

外包钢加固法即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法(分干式和湿式两种形式),适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。当采用化学灌浆外包钢加固时,型钢表面温度不应高于60℃;当环境具有腐蚀性介质时,应有可靠的防护措施。

1.3预应力加固法

即采用外加预应力的钢拉杆(一般分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆3种)或撑杆对结构进行加固的方法,适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于高温环境下的混凝土结构,也不适用于混凝土收缩徐变大的混凝土结构。

2 改变结构传力途径加固法

2.1增设支点法

该方法是以减少结构的计算跨度和变形,提高其承载力的加固方法。按支承结构的受力性质又分为刚性支点和弹性支点2种。毕业论文,加固方法。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其它承重结构的一种加固方法。增设支点法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构加固。

2.2托梁拔柱法

该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同又分为有支撑托梁拔柱、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿托梁柱等方案。适用于要求房屋使用功能改变、增大空间的老厂改造等结构加固。其中双托梁反牛腿托梁拔柱,则适用于保留上柱的型钢加固。

2.3 受弯构件外部粘贴钢板、碳纤维或其它抗拉强度较高的材料加固法

此法是用建筑结构胶将钢板等材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面,具有良好的共同工作性能,所占空间小、加固施工周期短、消耗材料少,其加固部位、范围与强度可视设计构造需要而定,是近几年来新发展的加固技术。本加固法适用于承受静力作用的一般受弯构件,且环境温度不应超过60℃, 相对湿度不大于70%及无化学腐蚀的使用环境中。

3钢筋混凝土结构抗震加固新技术

3.1 结构基础隔震技术

基础隔震技术是在上部结构和基础之间设置隔震装置,阻隔地震能量向上部结构传递,从而减少结构地震反应的一种抗震技术。目前研究开发的基础隔震技术主要有:叠层橡胶垫隔震、摩擦滑移隔震、滚珠及滚轴隔震、支撑式摆动隔震和混合隔震等。其中,叠层橡胶隔震支座已被广泛应用,具有很好的应用前景。纵观隔震技术的发展,可以看出近年来隔震技术有以下特点:

(1)隔震技术的应用范围越来越广,数量越来越多。隔震技术不仅在新建工程中获得广泛应用,而且在现有建筑的加同工程中得到应用。

(2)隔震建筑的结构形式日趋多样化,已从早期主要应用于砌体结构、钢筋混凝土结构发展到钢结构、组合结构、木结构。

(3)可供选择的隔震装置越来越多,新的隔震方法不断提出,并且采用混合隔震技术已经成为发展趋势。

3.2消能隔震技术

传统的抗震设计方法是靠结构的延性来耗散地震能量。但问题在于结构受到1次强烈地震时,结构构件在利用自身的延性耗散地震能量的同时,也会受到严重的损伤。为了解决这个矛盾,在结构上附加各种阻尼器,通过阻尼器大量耗散地震输入到上部结构的能量,从而达到保护主体结构免遭破坏的目的。常用的阻尼器有金属屈服阻尼器(Metallic Yielding Damper)、摩擦阻尼器(Friction Damper)、黏弹性阻尼器(ViscoelasticDamper)、粘滞液体阻尼器(Viscous Fluid Damper)等。消能减震技术近年来被大量应用在已有建筑物的抗震加固上,与传统的加固技术相比主要优势有:

(1)施工现场无湿作业,基本不影响原建筑的正常使用功能;

(2)能在保持原建筑外貌不变的前提下,实现了提高抗震能力和改善使用功能的协调;

(3)消能效果明显,结构经过合理的设计,可以满足各种设防烈度下的抗震要求;

(4)可以有效地节约经费和缩短工期。

3.3 高性能钢丝网复合砂浆薄层(HPFL)加固技术

高性能钢筋网复合砂浆薄层(HPFL)加固混凝土结构,是指对混凝土构件进行表面处理后,铺设钢筋网,再粉抹或喷射上高性能复合砂浆,使加固层与原构件共同工作,达到提高构件工作性能的目的。

采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固混凝土构件能有效提高构件的承载力、刚度、抗裂性和延性。毕业论文,加固方法。毕业论文,加固方法。该加固方法与碳纤维加固法相比具有施工简单,经济实用的优点,在结构工程加固中的应用前景十分广阔。毕业论文,加固方法。毕业论文,加固方法。

随着抗震技术理论的不断发展和完善,抗震加固方法已从传统的方法不断趋向多样化。毕业论文,加固方法。目前新发展起来的减震控制技术在工程应用上有明显优势,为建筑的抗震设计和抗震加固提供了一条崭新的途径,它克服了传统结构“硬碰硬”式的抗震设计方法,具有概念简单、减震机理明确、减震效果显著和安全可靠的特点。

参考文献:

[1]李科,魏延良.钢筋混凝土结构的抗震加固方法述评[J]. 地震工程与工程振动, 2005, 25 (4):126—129.

[2]郭健.钢筋混凝土结构加固改造方法的研究及工程应用[D]. 长沙:湖南大学2005.

[3]卫龙武,吕志涛.建筑物评估加固与改造[M]. 南京:江苏科学技术出版社,1992.

[4]赵彤,谢剑.碳纤维布补强加固混凝土结构新技术[M]. 天津:天津大学出版社, 2001.

[5]吴英健.建筑物抗震加固[M]. 长春:长春出版社, 1991.

[6]薛彦涛,范苏榕.传统抗震加固技术与抗震加固新技术的介绍[J]. 工程建设与设计, 2006, 38(8):19—22.

[7]尚守平,熊伟.无机组合材料高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固混凝土结构新技术简介[J]. 施工技术, 2008, 3 7(4): 4—6.