構(gòu)加固方法多樣，主要有以下7種，焊接加固，通過焊接新增鋼材增加截面積或改變傳力途徑，適用于局部損傷或提高局部承載能力情況，螺栓連接加固，用高強(qiáng)度螺栓連接新增鋼材與原結(jié)構(gòu)，施工簡便，適合需快速安裝拆卸場合，預(yù)應(yīng)力加固，引入預(yù)應(yīng)力提高整體承載能力和剛度，適用于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，粘貼鋼板加固，用膠粘劑粘貼鋼板形成復(fù)合受力體系，對原結(jié)構(gòu)影響小，適合不宜大規(guī)模改動情況，增大截面加固法可增強(qiáng)構(gòu)件承載力和剛度。

鋼結(jié)構(gòu)加固的必要性與基本原則

鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑中廣泛使用的結(jié)構(gòu)形式,具有強(qiáng)度高、自重輕、施工速度快等顯著優(yōu)勢，隨著使用年限的增加、荷載條件的變化或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的提高，許多鋼結(jié)構(gòu)建筑會出現(xiàn)承載能力不足、變形過大或耐久性降低等問題，鋼結(jié)構(gòu)加固就成為確保建筑安全、延長使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)措施。

鋼結(jié)構(gòu)加固工程必須遵循"安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便"的基本原則，加固方案必須確保結(jié)構(gòu)在施工期間和使用期間的安全可靠性，不能因加固施工而降低原有結(jié)構(gòu)的承載能力；要綜合考慮加固效果與經(jīng)濟(jì)投入的關(guān)系，選擇性價比最高的方案；要考慮施工的可行性和便利性，盡可能減少對建筑物正常使用的影響。

在確定鋼結(jié)構(gòu)加固方案前,必須對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢測和鑒定，包括材料性能測試、結(jié)構(gòu)損傷檢測、荷載狀況分析等，準(zhǔn)確掌握結(jié)構(gòu)的實際狀況，這是制定科學(xué)合理加固方案的前提，加固設(shè)計還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的整體工作性能，避免局部加固導(dǎo)致其他部位受力狀態(tài)惡化的情況發(fā)生。

增大截面加固法：傳統(tǒng)而可靠的加固方式

增大截面加固法是最傳統(tǒng)、應(yīng)用最廣泛的鋼結(jié)構(gòu)加固方法之一，其基本原理是通過增加原構(gòu)件的截面面積，提高其抗彎、抗壓、抗剪等承載能力，這種方法適用于梁、柱、桁架等各類鋼構(gòu)件的加固，尤其適合承受靜力荷載且需要顯著提高承載能力的場合。

具體施工時,通常采用焊接或高強(qiáng)螺栓連接的方式，在原有構(gòu)件上增設(shè)鋼板、角鋼、槽鋼等型鋼，對于工字鋼梁，可以在腹板兩側(cè)加焊鋼板，或在翼緣上下加焊鋼板；對于箱形截面柱，可以在四周加焊鋼板，新增鋼材的厚度一般不小于4mm，且應(yīng)與原構(gòu)件鋼材的強(qiáng)度等級相同或相近。

增大截面加固法的優(yōu)勢在于技術(shù)成熟、可靠性高、承載力提升明顯，且能同時提高構(gòu)件的剛度，但這種方法也存在一些缺點：施工時需要大量焊接工作，可能產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力；新增截面會使結(jié)構(gòu)自重增加，對基礎(chǔ)產(chǎn)生額外荷載；加固后構(gòu)件截面變大，可能影響建筑使用空間。

在實際工程中,某大型工業(yè)廠房的行車梁因工藝改變需要提高承載力，設(shè)計人員采用在梁下翼緣加焊20mm厚鋼板的方案，使梁的抗彎承載力提高了約35%，同時通過合理的焊接工藝控制，有效減少了焊接變形和殘余應(yīng)力，取得了良好的加固效果。

粘貼鋼板加固法：高效便捷的加固技術(shù)

粘貼鋼板加固法是近年來發(fā)展迅速的一種鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù),其原理是利用高性能結(jié)構(gòu)膠粘劑將鋼板粘貼在需要加固的鋼結(jié)構(gòu)表面，通過膠層的剪切傳遞使新老材料共同工作，從而提高原結(jié)構(gòu)的承載能力，這種方法特別適合現(xiàn)場焊接困難或不允許產(chǎn)生焊接火花的場合。

施工工藝主要包括表面處理、膠粘劑配制、鋼板粘貼和加壓固定四個步驟，首先需要對原鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行徹底除銹和粗糙化處理，通常要求達(dá)到Sa2.5級除銹標(biāo)準(zhǔn)；然后按照比例配制環(huán)氧樹脂類結(jié)構(gòu)膠；接著將膠均勻涂抹在處理好的鋼板和鋼結(jié)構(gòu)表面；最后將鋼板粘貼到位并使用專用夾具加壓固定，直至膠粘劑完全固化。

粘貼鋼板加固法具有諸多優(yōu)點：施工簡便快捷，基本不增加結(jié)構(gòu)自重；幾乎不改變構(gòu)件外形尺寸，不影響建筑使用功能；不需要焊接，避免了熱影響和殘余應(yīng)力問題；膠層還能起到一定的防腐作用，但這種方法對基材表面處理要求極高，且長期耐高溫性能較差，一般適用于環(huán)境溫度不超過60℃的場合。

某歷史保護(hù)建筑中的鋼桁架因腐蝕導(dǎo)致截面削弱,需要加固但又不能采用焊接方法以免破壞原有風(fēng)貌，工程師采用粘貼8mm厚Q345鋼板的方式進(jìn)行加固，施工期間建筑正常開放，僅用兩周時間就完成了全部加固工作，經(jīng)檢測加固后的桁架承載力完全滿足要求，且外觀幾乎看不出變化，獲得了業(yè)主的高度評價。

組合加固法：發(fā)揮不同材料的協(xié)同優(yōu)勢

組合加固法是指通過合理方式將鋼材與其他材料(如混凝土、碳纖維、玻璃鋼等)組合使用，充分發(fā)揮各自材料性能優(yōu)勢的加固技術(shù)，這種方法能夠針對鋼結(jié)構(gòu)的不同缺陷和加固需求，提供更加靈活多樣的解決方案，在工程實踐中應(yīng)用前景廣闊。

鋼-混凝土組合加固是較為常見的一種形式，通常用于柱構(gòu)件加固，具體做法是在鋼管或鋼箱柱內(nèi)灌注微膨脹混凝土，或在鋼柱四周綁扎鋼筋后支模澆筑混凝土，形成組合截面，混凝土承受壓力，鋼材承受拉力，兩者協(xié)同工作可顯著提高柱的承載力和剛度，同時混凝土還能起到防火、防腐的作用。

鋼-碳纖維復(fù)合材料組合加固是另一種高效技術(shù)，利用碳纖維布或板材的高強(qiáng)度特性，通過膠粘劑將其粘貼在鋼結(jié)構(gòu)表面，碳纖維材料具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、施工方便等突出優(yōu)點，特別適合大跨度結(jié)構(gòu)的加固，但碳纖維材料價格較高，且設(shè)計理論相對復(fù)雜，需要專業(yè)人員進(jìn)行計算分析。

某體育館的鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)因雪荷載標(biāo)準(zhǔn)提高需要加固,但傳統(tǒng)加固方法會顯著增加結(jié)構(gòu)自重，工程師創(chuàng)新采用鋼-碳纖維組合加固方案，在受力較大的桿件上粘貼碳纖維布，僅增加了不到5%的重量就使結(jié)構(gòu)承載力提高了30%，且施工期間場館仍可部分開放使用，綜合效益十分顯著。

預(yù)應(yīng)力加固法：主動調(diào)控結(jié)構(gòu)受力

預(yù)應(yīng)力加固法是通過在鋼結(jié)構(gòu)上施加預(yù)應(yīng)力,主動調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，改善受力狀態(tài)的加固技術(shù)，這種方法不是被動地補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件截面，而是主動改變結(jié)構(gòu)的受力體系，往往能夠取得"四兩撥千斤"的效果，特別適合大跨度結(jié)構(gòu)的加固。

根據(jù)預(yù)應(yīng)力施加方式的不同,可分為體外預(yù)應(yīng)力加固和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力加固兩種形式，體外預(yù)應(yīng)力加固是在結(jié)構(gòu)外部設(shè)置鋼索或鋼拉桿，通過張拉這些構(gòu)件對原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力；體內(nèi)預(yù)應(yīng)力加固則是通過在構(gòu)件內(nèi)部穿設(shè)預(yù)應(yīng)力筋并進(jìn)行張拉來實現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力材料通常采用高強(qiáng)度鋼絞線或合金鋼拉桿，張拉設(shè)備則根據(jù)工程規(guī)模選用液壓千斤頂或手動葫蘆等。

預(yù)應(yīng)力加固法的最大優(yōu)點是能夠顯著提高結(jié)構(gòu)剛度,有效控制變形，且材料利用率高，加固效果顯著，但這種方法設(shè)計計算復(fù)雜，施工技術(shù)要求高，且需要定期檢查和維護(hù)預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)，確保其長期有效，預(yù)應(yīng)力加固還可能改變結(jié)構(gòu)的原始受力狀態(tài)，需要進(jìn)行全面的結(jié)構(gòu)分析。

某大型會展中心的鋼屋蓋在使用多年后出現(xiàn)明顯下?lián)?影響正常使用，加固工程采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，在屋架下弦節(jié)點間增設(shè)高強(qiáng)度鋼拉桿，通過精確的張拉控制使屋蓋回彈至設(shè)計標(biāo)高，不僅解決了變形問題，還提高了結(jié)構(gòu)的整體剛度，比傳統(tǒng)加固方案節(jié)約成本約40%，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

改變結(jié)構(gòu)體系加固法：創(chuàng)新思維解決加固難題

改變結(jié)構(gòu)體系加固法是通過調(diào)整或改變結(jié)構(gòu)的傳力路徑、連接方式或支承條件，使結(jié)構(gòu)以更合理的方式工作，從而達(dá)到加固目的的技術(shù)，這種方法往往需要創(chuàng)造性思維，通常用于傳統(tǒng)加固方法難以實施或效果不佳的特殊情況。

常見的體系改變方式包括：將簡支梁改為連續(xù)梁，在梁跨中增設(shè)支點減少計算跨度；將平面結(jié)構(gòu)改為空間結(jié)構(gòu)，提高整體穩(wěn)定性；增設(shè)支撐構(gòu)件或加強(qiáng)節(jié)點連接，改善結(jié)構(gòu)受力性能；將靜定結(jié)構(gòu)改為超靜定結(jié)構(gòu)，提高冗余度和安全儲備等，這些改變通常需要配合其他加固方法共同實施。

改變結(jié)構(gòu)體系加固法的優(yōu)勢在于有時可以用較小的代價取得顯著的加固效果,特別是在整體剛度不足或穩(wěn)定性差的情況下，但這種方法可能顯著改變結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計理念，必須進(jìn)行全面的結(jié)構(gòu)分析，確保新的受力體系安全可靠，這種加固方式可能影響建筑使用功能，需要與業(yè)主充分溝通。

某工業(yè)廠房的原設(shè)計為單跨排架結(jié)構(gòu),因工藝改變需要在廠房中部增設(shè)重型設(shè)備，導(dǎo)致原有屋面梁承載力不足，常規(guī)的截面增大法會大幅增加結(jié)構(gòu)自重，影響下部結(jié)構(gòu)安全，工程師創(chuàng)新采用在跨中增設(shè)鋼柱并將單跨梁改為雙跨連續(xù)梁的方案，僅增加了兩根柱子就解決了承載力問題，改造費用僅為傳統(tǒng)方法的1/3，且對廠房使用影響極小。

裂紋修復(fù)與螺栓加固法：針對特定損傷的解決方案

鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中可能出現(xiàn)裂紋、螺栓松動或連接破壞等局部損傷，針對這些問題需要采用專門的修復(fù)加固技術(shù)，這些方法雖然處理范圍較小，但對確保結(jié)構(gòu)安全同樣至關(guān)重要，且往往需要與其他加固方法配合使用。

裂紋修復(fù)是鋼結(jié)構(gòu)加固中的精細(xì)工作,需要根據(jù)裂紋性質(zhì)、位置和擴(kuò)展情況采取不同措施，對于靜止裂紋，可直接在裂紋端部鉆孔止裂后采用焊接方法修復(fù)；對于活動裂紋，必須先消除裂紋產(chǎn)生的原因(如釋放應(yīng)力、調(diào)整支座等)，再進(jìn)行修復(fù)；重要部位的裂紋修復(fù)后，還應(yīng)在表面粘貼鋼板或碳纖維布進(jìn)行加強(qiáng)。

螺栓連接加固主要針對螺栓松動、滑移或承載力不足的情況，可采取的措施包括：更換更高強(qiáng)度的螺栓；增加螺栓數(shù)量；增設(shè)剪力板擴(kuò)大連接面；將普通螺栓連接改為高強(qiáng)螺栓連接或焊接連接等，對于承受動力荷載的連接部位，應(yīng)特別注意采取防松措施，如使用雙螺母、彈簧墊圈或螺紋鎖固膠等。

某橋梁鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點部位發(fā)現(xiàn)多處疲勞裂紋,常規(guī)焊接修復(fù)可能加劇應(yīng)力集中，工程團(tuán)隊采用先鉆孔止裂，然后使用專用金屬修補(bǔ)劑填充裂紋，最后在節(jié)點表面粘貼多層碳纖維布的綜合修復(fù)方案，既有效阻止了裂紋擴(kuò)展，又改善了節(jié)點的應(yīng)力分布狀態(tài)，使橋梁恢復(fù)了安全使用狀態(tài)。

鋼結(jié)構(gòu)加固方案的選擇與注意事項

面對多種鋼結(jié)構(gòu)加固方法,如何選擇