現(xiàn)如今鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷發(fā)展,越來越多的鋼結(jié)構(gòu)大樓進(jìn)入我們的生活,但是由于生產(chǎn)、制造、施工、使用環(huán)境等因素的影響,在鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中不可避免的存在著各種各樣的缺陷和損傷,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)加固方法是將鋼板焊接、螺栓連接或在損傷部位粘貼鋼板等方法。但是,這些方法或多或少都存在較多缺陷:
缺陷:加固所選材料基本都為鋼材,在進(jìn)行加固處理時(shí)會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來過多的結(jié)構(gòu)自重,且鋼板不易裁剪成加固所需的形狀,安裝運(yùn)輸?shù)容^為困難,在加固完工之后,需對(duì)鋼材進(jìn)行防銹處理,以免鋼材生銹對(duì)結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)生不必要的影響,且維護(hù)工作量大費(fèi)用較高。
然而碳纖維材料作為一種新型加固材料,碳纖維材料彈性模量與鋼材相近、但強(qiáng)度是鋼筋的5倍,同時(shí)具有質(zhì)輕易于成型、抗腐蝕性和耐久性好、抗1疲勞性能好、施工方便等優(yōu)點(diǎn),且碳纖維材料擁有的這些優(yōu)點(diǎn)都能完1美的解決以上幾種方法所存在的缺陷,因此在鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)加固中也將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。
對(duì)鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的修復(fù)通常是將碳纖維片材直接粘貼在受拉翼緣底部,受彎構(gòu)件受力時(shí)碳纖維與受拉翼緣共同承受拉力,提高梁的承載力。而對(duì)于損傷鋼梁,粘貼碳纖維加固修復(fù)不僅能恢復(fù)其損失的剛度、承載能力和改善其疲勞性能,還能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)形成保護(hù),起到加固和防腐的雙重效果。在粘貼碳纖維時(shí),將碳纖維粘貼到損傷部位的表面,使一部分荷載通過膠層傳遞到碳纖維上,可以降低鋼結(jié)構(gòu)損傷部位的名義應(yīng)力,使裂紋擴(kuò)展速率降低或制止裂紋的擴(kuò)展,從而延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。研究表明,存在損傷缺陷的鋼梁用高彈性模量的碳纖維板加固后,剛度基本能恢復(fù)到未損傷情況下鋼梁剛度的90%以上,極限承載力的提高隨著加固量和損傷大小而不同。
浙江萬爍建筑技術(shù)有限公司,由一批長期從事建筑施工、結(jié)構(gòu)加固、特種工程的工程技術(shù)人才和管理人員組成。
鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠性鑒定需要加固時(shí),應(yīng)根據(jù)可靠性鑒定的結(jié)論和委托方提出的要求,有專業(yè)技術(shù)人員按照國家規(guī)范要求進(jìn)行加固設(shè)計(jì),且加固設(shè)計(jì)內(nèi)容和范圍,可以是結(jié)構(gòu)整體,也可以是局部結(jié)構(gòu)、特定構(gòu)件或部位。
鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)需注意加固設(shè)計(jì)與施工方法應(yīng)緊密結(jié)合,應(yīng)采取有效措施,保證新增截面、構(gòu)件和部件與原結(jié)構(gòu)連接可靠,形成整體共同工作,以避免對(duì)未加固部分或構(gòu)件造成不利影響。
一般來說鋼結(jié)構(gòu)加固主要方法有減輕荷載、改變計(jì)算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí)也可采用其它方法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。
改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形加固法:指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)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(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,一般加固方法有:
1、對(duì)結(jié)構(gòu)可采用:增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度,或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性、在排架結(jié)構(gòu)中重1點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度,使之承受大部分水平力,以減輕其他柱列負(fù)荷、在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。
2、對(duì)受彎桿件可采用:改變荷載的分布,例如將一個(gè)集中荷載轉(zhuǎn)化為多個(gè)集中荷載、改變端部支承情況,例如變鉸接為剛結(jié)、增加中間支座或?qū)⒑?jiǎn)支結(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)、調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置、將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)、施加預(yù)應(yīng)力。等的改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固。
浙江萬爍建筑技術(shù)有限公司,由一批長期從事建筑施工、結(jié)構(gòu)加固、特種工程的工程技術(shù)人才和管理人員組成。
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鋼結(jié)構(gòu)加固的關(guān)鍵方法有:緩解載荷、更改結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖型、增加原構(gòu)造預(yù)制構(gòu)件橫截面和連接抗壓強(qiáng)度、阻攔裂痕拓展等。當(dāng)有完善工作經(jīng)驗(yàn)時(shí),也可以采用其他結(jié)構(gòu)加固方法。 鋼架結(jié)構(gòu)連接方法,即焊縫、螺栓、一般地腳螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接方法的挑選,應(yīng)依據(jù)構(gòu)造必須結(jié)構(gòu)加固的緣故、目地、支承情況、結(jié)構(gòu)及工程施工標(biāo)準(zhǔn),并考慮到構(gòu)造原來的連接方法明確。 鋼結(jié)構(gòu)加固一般宜采用焊縫連接、磨擦型高強(qiáng)度螺栓連接,有根據(jù)時(shí)也可以采用焊縫和磨擦型高強(qiáng)度螺栓的混和連接。當(dāng)采用焊縫連接時(shí),應(yīng)采用經(jīng)鑒定認(rèn)同的焊接方法及連接原材料。