钢结构存在缺陷和损伤或改变使用条件,经检测验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求时,应对钢结构进行加固。
钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变计算图形、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,也可采用其他的加固方法。
经检测鉴定需要加固的钢结构,根据损害范围一般分为局部加固和全面加固。局部加固是对某承载能力不足的杆件或连接节点处进行加固,有增加杆件截面法、减小杆件自由长度法和连接点加固法。全面加固是对整体结构进行加固,有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。增加或加强支承体系,也是对结构体系加固的有效方法。
加固结构的施工方法有:负荷加固、卸荷加固和从原结构上拆下应加固或*新的部件进行加固。
改变结构计算图形加固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。采用调整内力的方法加固结构时,应在加固设计中规定调整内力(应力)或规定位移(应变)的数值和允许偏差及检测位置和检验方法。改变结构计算图形加固法通常采用的具体措施如下:a1增加结构或构件的刚度。增加支撑以加强结构空间刚度,采用按空间结构进行验算,挖掘结构潜力;加设支撑以增加刚度,或调整结构的自振频率,以提高结构的抗震性能;增设支撑或辅助杆件,以减少构件的长细比,提高构件的稳定性;**加强某一构件的刚度,以承受更多的内力,从而减轻其他构件的内力;设置拉杆以加强结构的刚度,减少挠度。b1改变构件的截面内力。变更荷重的分布情况,如将一个集中荷重分为几个集中荷重;变更端部的连接,如将铰接变为刚接;增加中间支座或将简支结构端部连接使之成为连续结构;调整连续结构的支座位置;将构件变为撑杆式构架;施加预应力。
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。加固构件受力分析计算简图,应反映结构的实际条件,考虑损伤及加固引起的不利变形、加固期间及前后作用在结构上的荷载及其不利组合,对于*静定结构尚应考虑因截面加大、构件刚度改变使体系内部重分布的可能,必要时应分阶段进行受力分析和计算。
钢柱通常为轴压构件或压弯构件,结合其受力特点,应采用以下加固方法:a1柱子卸荷法。必须在卸荷状态下加固或更换新柱时,采取“托梁换柱”方法。当仅需加固上部柱时,可以利用吊车梁桥架支托起屋盖屋架,使柱子卸荷。当下部柱需要加固或工艺需要截去下柱时,可在吊车梁下面设一*性托梁,将上部柱荷载(包括吊车梁荷载)分担于邻柱(必须验算邻柱并加固之,也要验算基础)上。采用此法应考虑到用托梁代替下柱后,托梁将产生一定的挠度,迫使原屋架下沉,从而可能损伤与此屋架相连构件的连接节点。为此可预先在托梁上加临时荷载P,使托梁具有预先挠度。采用此法的顺序是加固邻柱、焊接托梁与邻柱、加临时荷载P、焊接托梁与中柱、卸下临时荷载P、加固或截去下部柱。b1钢柱加固法:补强柱的截面,增设支撑,以减小柱自由长度,提高承载能力;改变计算简图,减小柱外荷载或内力;在钢柱四周外用钢筋混凝土进行加固,可明显提高承载能力。c1柱脚加固法:l柱脚底板厚度不足加固方法。增设柱脚加劲肋,以达到减小底板计算弯矩的目的。在柱脚型钢间浇筑混凝土,使柱脚底板成为刚性块体。为增加粘结力,柱脚表面油漆和锈蚀要清除干净。m柱脚锚固不足加固方法。增设附加锚栓,当混凝土基础较宽大时采用。在混凝土基础上钻出孔洞,插入附加锚栓,浇注环氧砂浆或硫磺砂浆。或将整个柱脚包以钢筋混凝土。新配钢筋要伸入基础内,与基础内原钢筋焊牢。