鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)包含哪些(鋼結(jié)構(gòu)加固案例分析)
鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是針對現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行改造或增強其承載能力、延長使用壽命的一種工程措施。常見的加固方法包括:,,1. 結(jié)構(gòu)補強:使用高強度的鋼材或纖維材料來提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪和抗扭能力。,2. 增設(shè)支撐:在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加新的支撐系統(tǒng),以分散荷載并提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。,3. 改變設(shè)計:通過改變鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù),如截面尺寸、支撐布置等,來優(yōu)化結(jié)構(gòu)的性能。,4. 焊接連接:使用焊接技術(shù)來連接新舊構(gòu)件,以提高整體的連接強度和可靠性。,5. 螺栓連接:采用高強度螺栓來連接新舊構(gòu)件,以提供更好的傳遞力的能力。,,案例分析:,假設(shè)某高層住宅樓因地震導(dǎo)致部分樓層出現(xiàn)裂縫,需要進(jìn)行加固處理。工程師會評估結(jié)構(gòu)損傷程度,確定加固方案。采用結(jié)構(gòu)補強的方法,對受損區(qū)域進(jìn)行加固處理,包括更換受損的梁和柱,以及在關(guān)鍵部位增加支撐。還會對連接部位進(jìn)行焊接加固,確保結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。經(jīng)過加固后,該建筑的安全性得到了顯著提升,滿足了正常使用的要求。
鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
一、從原理方面來看的加固技術(shù)
- 增大截面加固法:通過增大鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積來提高其承載能力、減小變形和增加穩(wěn)定性。例如在鋼梁加固時增大梁的截面面積并增設(shè)縱向鋼筋,能有效提高鋼梁承載能力,但施工周期可能較長,對原結(jié)構(gòu)影響較大。
- 粘貼鋼板加固法:利用粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,與原構(gòu)件共同受力,從而提高結(jié)構(gòu)的承載能力等性能。
- 增設(shè)支點加固法:通過增設(shè)支點改變結(jié)構(gòu)的受力體系,減小結(jié)構(gòu)計算跨度等,進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。
- 纖維增強復(fù)合材料加固法:采用碳纖維等復(fù)合材料對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,這種材料具有強度高、重量輕等優(yōu)點,在提高結(jié)構(gòu)承載能力、減小變形等方面效果較好。隨著新材料技術(shù)發(fā)展,如碳纖維復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等在鋼結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊,未來對其性能表現(xiàn)、應(yīng)用工藝等方面的研究是方向之一。
二、按加固對象及范圍分類的加固技術(shù)
- 局部加固技術(shù)
- 增加桿件截面法:對承載能力不足的桿件,通過增加其截面尺寸來提高承載能力。在采用加大截面加固鋼構(gòu)件時,所選截面形式要有利于加固技術(shù)要求并考慮有缺陷和損傷的狀況,還需注意加固時的凈空限制、適應(yīng)原有構(gòu)件幾何狀態(tài)等多方面因素。
- 減小桿件自由長度法:減小桿件自由長度可提高桿件的穩(wěn)定性,如增設(shè)支撐以減小柱自由長度,在截面尺寸不變的情況下提高柱的穩(wěn)定性,這種方法常用于鋼柱的加固。
- 連接節(jié)點加固法:針對連接節(jié)點處進(jìn)行加固,因為節(jié)點對結(jié)構(gòu)整體性能影響很大。鋼結(jié)構(gòu)連接方法(焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接)的選擇,要根據(jù)結(jié)構(gòu)加固原因、受力狀況、構(gòu)造及施工條件等確定。
- 全面加固技術(shù)
- 不改變結(jié)構(gòu)靜力計算圖形加固法:在整體結(jié)構(gòu)加固時采用,不改變結(jié)構(gòu)原來的靜力計算圖形來進(jìn)行加固操作。
- 改變結(jié)構(gòu)靜力計算圖形加固法:采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件,增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。例如改變計算簡圖可以減小柱外荷載或內(nèi)力,是一種有效的加固方式。
三、其他加固技術(shù)
- 減輕荷載法:通過減少鋼結(jié)構(gòu)所承受的荷載來達(dá)到加固目的,如減少不必要的設(shè)備放置等。鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法包括減輕荷載、改變計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴(kuò)展等。
- 阻止裂紋擴(kuò)展法:當(dāng)結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴(kuò)張性或脆斷傾向性裂紋損傷時,要分析裂紋產(chǎn)生原因及其嚴(yán)重性,有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)工作或加固措施,對不宜修復(fù)加固的構(gòu)件應(yīng)拆除更換。
- 連接的加固與加固件的連接:根據(jù)結(jié)構(gòu)加固的需求,合理選擇焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法等進(jìn)行加固,并且加固件與原結(jié)構(gòu)的連接要考慮多方面因素,如結(jié)構(gòu)受力狀況、構(gòu)造和施工條件等。
- 鋼柱的特殊加固法
- 柱子卸荷法:例如必須在卸荷狀態(tài)下加固或更換新柱時,可采取“托梁換柱”方法。如果僅需加固上部柱,可以利用吊車梁橋架支托起屋蓋屋架使柱子卸荷;當(dāng)下部柱需要加固或截去時,可設(shè)永久性托梁分擔(dān)荷載,但要考慮托梁撓度對其他構(gòu)件連接節(jié)點的影響。
- 鋼柱外包鋼筋混凝土加固法:在鋼柱四周外包鋼筋混凝土可明顯提高其承載能力。
- 柱腳加固法:當(dāng)柱腳底板厚度不足時,可增設(shè)柱腳加勁肋以減小底板計算彎矩,還可在柱腳型鋼間澆筑混凝土使柱腳底板成為剛性塊體。
鋼結(jié)構(gòu)加固法的優(yōu)缺點對比
鋼結(jié)構(gòu)加固后的維護(hù)要點
鋼結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)發(fā)展趨勢
鋼結(jié)構(gòu)加固案例分析報告
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