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钢结构加固设计原则与方法

浙江鼎固建筑技术有限公司主要从事各类建筑物的改造加固以及各种建筑物的纠偏和平移工程。

钢结构经可靠性鉴定需要加固时，应根据可靠性鉴定的结论和委托方提出的要求，有***技术人员按照***规范要求进行加固设计，且加固设计内容和范围，可以是结构整体，也可以是局部结构、特定构件或部位。

钢结构加固设计需注意加固设计与施工方法应紧密结合，应采取有效措施，保证新增截面、构件和部件与原结构连接可靠，形成整体共同工作，以避免对未加固部分或构件造成不利影响。

一般来说钢结构加固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它方法对钢结构进行加固处理。

改变结构计算图形加固法：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、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固，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1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、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。钢结构加固的方法及程序根据加固的对象，钢结构的加固可分为钢柱的加固、钢梁的加固、钢屋架或托架的加固、吊车系统的加固、连接和节点的加固、裂纹的修复和加固等。

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。2粘贴加固钢结构的特点：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。等的改变其截面内力的方法进行加固。

预应力加固钢结构施工工艺及步骤

预应力加固钢结构方案可分为两种，

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拉索调整应力，一般适用于对整个结构进行整体加固。

1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。

2设计:根据待修补结构的受力特点、传力路径和应力-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***1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。

3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拉后锚固，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。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。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。

构造与施工要求

（1） 焊缝连接加固时，新增焊缝应尽可能地布置在应力集中***1小、远离原构件的变截面以及缺口、加劲肋的截面处；为了提高钢结构厂房的使用质量和寿命，对其进行检测和加固是非常必要的。应该力求使焊缝对称于作用力，并避免使之交叉；新增的对接焊缝与原构件加劲肋、角焊缝、变截面等之间的距离不宜小于100mm;各焊缝之间的距离不应小于被加固板件厚度的4.5倍。

（2） 对用双角钢与节点板角焊缝连接加固焊接时 ，应先从一角钢一端的肢尖1端头1开始施焊，继而施焊同一角钢另一端2的肢尖焊缝，再按上述顺序和方法施焊角钢的肢背焊缝3、4. 以及另一角钢的焊缝5、6、7、8.

（3） 用盖板加固受有动力荷载作用的构件时，盖板端部应采用平缓过渡的构造措施， 尽可能地减少应力集中和焊接残余应力。

（4） 摩擦型高强度螺栓连接的板件连接接触面处理应按设计要求和《钢结构设计规》 及《钢结构工程施工质量验收规范》的规定进行，当不能满足要求时，应征得设计人同意，进行摩擦面的抗滑移系数试验。

（5） 结构的焊接加固，必须由有效高焊接技术级别的焊工施焊。施焊***钢板的厚度。不大于30mm时，环境空气温度不应低于15°C. 当厚度超过30mm时，温度不应低于0°C；当施焊沸腾钢板时，应高于5°C。