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钢结构加固

钢结构加固

钢结构加固范文第1篇

关键词:混凝土结构的加固 砌体结构的加固 钢结构加固

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

混凝土结构加固篇

一、直接加固的一般方法有:

1、加大截面加固法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。

在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

3、有粘结外包型钢加固法

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。

该法也称湿式外包钢加固法,受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

4、粘钢加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力,且施工方便。

该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

5、粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

6、绕丝法

该法的优缺点与加大截面法相近;适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合。

7、锚栓锚固法

该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

二、间接加固的一般方法有:

1、预应力加固法

(一)预应力水平拉杆固法

预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上(当拉杆与梁板底面紧密贴合时,拉杆会与构件共同找曲,此时尚有一部分压力直接传递给构件底面),在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

由于水平提杆的作用,原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压,因此,加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。

(二)预应力下撑拉杆加固法

钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,在外荷载和预应力共同作用下,拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件,抵消了部分外荷载,改变了原构件截面内力特征,从而提高了构件的承载能力。

该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不能用于温度在600C以上环境中,也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2、增加支承加固法

增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的载载效应,提高结构承载水平的目的。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

3、其它加固法

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件,如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁,部分或全部分担被加固梁的荷载。

在支座附近加腋后,支座附近截面的有效高度提高了,因此,截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。

三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有:

1、托换技术

系托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。

2、植筋技术

系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

3、裂缝修补技术

根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。内部修补法。

内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中,结硬后起到补缝作用,并通过其胶结性使原结构恢复整体性,该方法适用于裂缝宽度较大,对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响,或有防水防渗等要求的裂缝的修补。

4、碳化混凝土修复技术

系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。

5、混凝土表面处理技术

系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

6、混凝土表层密封技术

系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。

7、其它技术

如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。 转贴于 砌体结构篇

四、砌体结构加固方法:

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

(一)适用于砌体结构的直接加固方法一般为:

1、钢筋混凝土外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、钢筋水泥砂浆外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3、增设扶壁柱加固法

该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。

(二)适用于砌体结构的间接加固方法一般为:

1、无粘结外包型钢加固法

该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。

2、预应力撑杆加固法

该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中。

(三)砌体结构构造性加固与修补

1、增设圈梁加固

当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固

2、增设梁垫加固

当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设梁垫进行加固。

3、砌体局部拆砌

当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时,可将破裂墙体局部拆除,并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

4、砌体裂缝修补

在进行裂缝修补前,应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素,确定造成砌体裂缝的原因,以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。

钢结构篇

五、钢结构加固方法:

钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、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,亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方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;

改变结构计算图形的一般加固方法:

(1)对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:

A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;

B、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;

C、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;

D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷;

E、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。

(2)对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固:

A、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;

B、改变端部支承情况,例如变铰接为刚结;

C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;

D、调整连续结构的支座位置;

E、将结构变为撑杆式结构;

F、施加预应力。

(3) 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固:

A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构;

B、加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

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已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复。在修复前,必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换。

参考书籍:

《结构可靠性鉴定与加固技术》 曹双寅邱洪兴 王恒华编

《混凝土结构耐久性》 金伟良编

钢结构加固范文第2篇

关键词:混凝土结构的加固;钢结构加固;设计

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

混凝土结构加固

一、直接加固的一般方法

1.加大截面加固法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。

在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2.置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

3.有粘结外包型钢加固法

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。

该法也称湿式外包钢加固法,受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

4.粘钢加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力,且施工方便。

该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

5.粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

6.绕丝法

该法的优缺点与加大截面法相近;适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合。

7.锚栓锚固法

该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

二、间接加固的一般方法

1.预应力加固法

(1)预应力水平拉杆固法。预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上(当拉杆与梁板底面紧密贴合时,拉杆会与构件共同找曲,此时尚有一部分压力直接传递给构件底面),在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

由于水平提杆的作用,原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压,因此,加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。

(2)预应力下撑拉杆加固法。钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,在外荷载和预应力共同作用下,拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件,抵消了部分外荷载,改变了原构件截面内力特征,从而提高了构件的承载能力。

三、钢结构加固方法

钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、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,亦可采用其它加固方法。

1.改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方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。

2.加大构件截面的加固

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已有缺陷和损伤的状况。

3.连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

钢结构加固范文第3篇

关键字:钢结构;加固技术原理;施工方法;前景展望

中图分类号:TU319文献标识码: A 文章编号:

正文:

钢结构产生缺陷的原因

由于混凝土结构季节性明显,施工周期长等原因,钢结构渐渐的应用到了工业和民用建筑上,但由于设计、施工、使用管理不当,材料质量不符合要求,使用功能改变,遭受灾害损坏以及耐久性不足等原因,需要对钢结构进行加固设计。国内诸多的钢结构厂房的使用年限差不多都已经接近结构的设计周期,所以,对于已有的工业厂房结构采取加固措施就变得尤为重要,近年来,工业厂房钢结构在安全评定和加固技术方面,有了较多的工程实践,由此,将促进相应的专业性标准规范的制定和改进。

钢结构是由钢材组成的一种承重结构。它的完成通常要经过设计、加工、制作和安装等阶段。由于技术和人为的原因,钢结构缺陷在所难免,其类型及原因如下:

钢结构产生先天性缺陷的原因

虽然钢材的种类很多,但在建筑钢结构中,常用的有两类钢材,即低碳钢和低合金钢。例如,Q235、16Mn、15Mnv等。钢材的种类不同,缺陷自然也不同。钢材的质量主要取决于冶炼、浇铸和铸制过程中的质量控制,最主要的先天性缺陷:1、化学成分缺陷,如:锰、硅、硫等元素都对于钢材有着较为重要的影响,锰,可以改善钢材的冷脆倾向而又不明显的降低钢材的塑性和冲击韧性,但其含量过高对焊接不利;硅,可以提高钢材的强度,而对其他性能影响较小,但其含量过高则对钢的塑性、韧性、抗锈蚀能力以及可焊性有降低作用;硫,含量增大,会降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度以及抗锈蚀性和可焊性。2、加工制作缺陷,钢结构的加工制作最主要是钢构件(柱、梁、支撑)的制作。钢结构制作的基本元件大多系热轧型材和板材。完整的钢结构产品,需要通过将基本元件使用机械设备和成熟的工艺方法,进行各种操作处理,达到规定产品的要求目标。现代化的钢结构厂应具有进行剪、冲、切、折、割、钻、铆、焊、喷、压、滚、弯、刨、铣、磨、锈、涂、抛、热处理、无损检测等加工能力的设备,并辅以各种专用胎具、模员、文具、吊具等工艺设备。由此可见,钢结构的加工制作过程将由一系列的工序而组成,每一工序都有可能产生缺陷。

钢结构在施工、使用过程中产生的缺陷的原因

在钢结构建筑的施工、使用过程中不免对于结构产生诸多因素的影响,对其产生后天缺陷,即产生这些影响因素的原因有以下几点:1、焊缝长度不足,杆件切口过长,使截面削弱过多等,会导致施工中造成钢结构缺陷;2结构经长期使用,出现不同程度的锈蚀、磨损以及操作不正常等,造成结构缺陷,使结构构件截面严重削弱;3、工艺生产条件变化,使结构上荷载增加,原有结构不能适应;4、意外、自然灾害对结构损伤严重;5、由于地基基础下沉,引起结构的变形和损伤。

比起钢结构的先天缺陷,在施工、使用过程中产生的缺陷更加的难以控制,在加工制作时可以通过技术的控制尽量减少先天缺陷的产生,但在施工和使用过程中难免发生不可预料的情况,这就需要适时的对于结构进行检查、维护、加固的处理。

钢结构加固的原则

结构或构件加固是一项复杂的工作,要考虑诸多的因素。加固方法应从施工方便、经济合理、不影响生产、效果好等方面来选择,一般原则如下:

(1)结构加固方案要便于制作、施工,便于检查。

(2)结构制造组装应尽量在生产区外进行。

(3)连接加固应尽可能采用焊接或高强螺栓。

(4)加固应尽可能做到不停产或少停产,因停产的损失往往是加固费用的几倍或 几十倍。能否在负荷下不停产加固,取决于结构的应力应变状态。一般构件的内应力小于钢材设计强度的80%,且构件损坏变形等不是太严重时,可采用负荷不停产加固方法。

采用焊接加固时,实际荷载产生的原有杆件应力最好在钢材设计强度60%以下,极限不得超过80%,否则应采取相应的措施才能施焊,在负荷载状态下进行焊接加固的,需要满足相应的条件,即:《钢结构加固技术规范》(CECS 77:96)对负荷状态下进行加固做了如下明确规定:(3.1.3)钢结构加固设计应与实际施工方法紧密结合,并应采取有效措施,保证新增截面、构件和部件与原结构连接可靠,使其形成整体共同工作。在加固施工时,应避免对未加固的部分或构件造成不利的影响,并充分考虑现场条件对施工方法、加固效果和施工工期的影响,应采取减少构件在加固过程中产生附加变形的加固措施和施工方法。(3.1.6)对于高温、腐蚀、冷脆、振动、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏,应提出其相应的处理对策后再进行加固。(3.1.10)焊接钢结构加固时,原有构件或连接的实际名义应力值应小于0.55fy,且不得考虑加固构件的塑性变形发展;非焊接钢结构加固时,其实际名义应力值应小于0.7fy,对于直接承受动力荷载的一般结构最大名义应力不得超过O.4fy。采用高强螺栓加固时,应验算钻孔截面削弱后的承载能力。

钢结构加固的程序及方法

以设计的角度来分析,钢结构的加固可以针对对象,即:钢柱的加固、钢梁的加固、托架的加固以及钢屋架的加固,另外还可针对吊车系统的加固、连接节点的加固、裂纹的加固和修复等。钢结构的加固还可以针对于损害范围,即:局部加固(对于某些承载能力不足的连接节点和杆件)、全面加固(针对整体结构)。

从设计的层面来分析,钢结构的加固主要可分为三大类:1)改变结构设计图形,这种方法主要是采用改变荷载的分布状况、节点性质、传力途径、施加预应力、增设附加支撑或者杆件、边界条件、考虑空间协同作用等措施对结构进行加固处理,但究其实质而言均是改变了结构的传力体系从而对结构起到了加固的作用;2)构件截面加固,这种加固方法并不适用于所有的钢结构体系,其主要方法是将工字形截面改为箱形截面的形式,翼缘外侧贴焊钢板,外粘钢板、碳纤维布加固等,此方法加固的实质在于通过增加构件截面面积加大构件的刚度,从而实现钢框架整体承载力的提高;3)连接节点的加固,其技术措施主要有粘钢加固、碳纤维加固、焊缝加固、肋板加固、套管加固等。连接节点的加固是钢结构改扩建中最复杂的一个环节,而对于加固连接方式的选择需要根据加固的原因、目的、受力状态及施工条件,同时需要充分考虑原结构的连接方法而确定。

从施工的层面来分析,钢结构的加固可分为两大类:1)在负荷载状态下加固,以此方法对结构进行加固,对于原结构的承载力需要有不少于20%的储存,并且构件均没有严重的损伤,以保证结构的安全性,这种方法的工作量较小,最为简便;2)卸载或部分卸载加固,结构损伤较严重或构件的应力很高,或者补强施工不得不临时削弱承受很大内力的构件及连接时,需要暂时减轻其负荷。对某些主要承受移动荷载的结构(如吊车梁等)可限制移动荷载,这就相当于部分卸荷了。当结构损坏严重或原结构构件的承载能力过小,不宜就地补强时,还需考虑将构件拆下补强或更换。此时,应采取措施使结构构件完全卸荷。

钢结构加固技术的前景展望

目前,钢结构的应用已经十分的广泛,虽然钢结构加固研究领域也在逐渐地扩宽,并取得相当大的成果,但是,具体的加固方案的选择还应基于结构的受力特点、工作环境、施工条件的限制、经济效益等综合考虑,在今后的研究工作中,还应注意以下几点:

钢板加厚和设置加劲板被证实能够有效防止钢管相贯节点脆性破坏,但是对加固后的节点的屈曲破坏、屈曲性能等研究尚不够深入。

盖板加固钢框架节点取得了预期的效果,但是对于盖板加固后钢框架节点的弯矩-转角曲线的研究目前比较空缺,加固后节点的半刚性性能研究有待进一步深入。

贴焊钢板加固构件截面能有效改善结构承载力,但是焊接残余应力对结构产生不利影响值得重视,尽管规范对荷载作用下焊接加固的名义应力做出了要求,焊接加固后构件的应力分布有待进一步研究。

碳纤维布加固构件截面和节点能够有效避免焊接残余应力对结构的损伤,能够有效提高结构的疲劳寿命,但是当前的研究仅仅局限于对钢管和板材的研究,在负荷载结构的碳纤维加固领域,希望能够取得更加有价值的试验数据和理论研究成果。

结语

钢结构加固技术随着钢结构建筑的完善而产生,并对提高过旧建筑的承载力和使用寿命有着较好的实用效果。无论是民用建筑还是工业建筑,对于加固技术都占据着不可或缺的地位,所以,深入的研究钢结构的加固技术,拓宽其领域,并以实验的形式对其进行理论上的创新,对于专业性标准规范的制定和改进有着积极的促进作用。

参考文献:

[1]《钢结构加固技术规范》(CECS77:96)

钢结构加固范文第4篇

关键词:钢筋混凝土;结构加固;工程应用

【分类号】TU746.3

前言:对比一般意义上的混凝土而言,钢筋混凝土材料具有耐久性、可塑性、耐火性以及整体性等多个方面的优势,故而在当前的建筑工程作业中得到了极为广泛的应用。结构加固技术需要确保方案的可行、安全与可靠,避免施工难度过大,同时消除各种内外部因素对结构整体性产生的不良影响,兼顾建筑适用功能与美观性的实现。综合对以上因素的考量,现针对钢筋混凝土结构加固技术及其应用要点进行分析与探讨:

1、钢筋混凝土结构加固技术分析

在现阶段的技术条件支持下,常见的钢筋混凝土结构加固技术可以归纳为以下五个方面:

1.1截面加大加固技术

截面加大加固技术的实施要点在于:在钢筋混凝土构件外部外包新增的钢筋混凝土,对混凝土构件所对应的截面积进行合理的提升,起到增加结构受力的作用,按照工程实际需求,在受弯构件受压区域内增加一定比例的钢筋混凝土截面面积,达到提高结构整体界面抗弯性能、斜截面抗剪性能的目的。在工程实践中,需要严格遵循《混凝土结构设计规范》中的相关要求进行本项加固设计,且加固过程当中对于混凝土的增设需要考虑能够满足混凝土结构构造方面的要求。还需要特别注意的一点是:在以围套方式进行截面加大加固的过程当中,需要在受压区内设置一定的封闭箍筋,而在以单侧增加截面方式进行截面加大加固的过程当中,则需要在受压区设置一定的U字型箍筋。同时,为确保加固施工的顺利进行,还需要在受力钢筋焊接前卸除荷载或者是增加支撑装置,配合涂刷混凝土界面剂的方法,确保既有混凝土与新浇筑混凝土粘接的牢固。本加固方案的应用优势在于:加工工艺简单,具有较强的实用性,施工经验与设计经验均发展成熟,可广泛作用于对各类构造物的加固实践中。劣势在于:截面加大厚度不宜太薄,否则砼施工质量将会受到影响。会对建筑物净空产生一定影响,湿法作业时间长。

1.2置换混凝土加固技术

置换混凝土加固技术的实施要点在于:将待加固工作面中部分陈旧的混凝土予以剔除,并将其置换成为全新的混凝土原料。相较于陈旧混凝土原材而言,新混凝土原材无论是从结构,从构建,还是从强度等级上来说,均有一定的提升,故而可以达到巩固钢筋混凝土结构稳固性水平的目的。本加固方案的应用优势在于:加工工艺简单,具有较强的实用性,且加固施工完成后不会对建筑物的自身净空产生影响,当前多作用于受压区混凝土强度较低或存在自身缺陷结构的梁、柱和板混凝土加固作业中。劣势在于:湿法作业时间耗时较长,对卸载及支撑装置的要求较高。

1.3粘接外包钢加固技术

粘接外包钢加固技术的实施要点在于:将型钢或钢板外包在需要进行加固处理的钢筋混凝土构件外部,同时,两者之间通过对包括锚栓及灌注结构粘钢胶等在内粘接技术的合理应用,构成受力整体。依照此种方式,使钢筋混凝土构件所承受部分作用力能够同步由外包型钢所负担。此种加固技术的应用,由于钢筋混凝土构件所对应的受拉工作区、受压工作区钢材截面积水平明显增大,故而达到了提高结构性能的目的。本加固方案的应用优势在于:加工工艺简单,受力安全可靠,现场工作量较低,当前多作用于对受条件限制不能够增加原钢筋混凝土构件截面尺寸,但需要显著提高承载力水平的结构加固工作中。劣势在于:钢材消耗量大,且若需要在高温环境及高腐蚀环境中应用的,需要设置相应的防护保障措施。

1.4结构灌缝技术结合相关工程实践经验来看,结构灌缝加固技术的主要操作原理在于:针对需要进行结构加固的区域,采用低粘度、高抗拉强度灌浆材料,通过压力灌浆的方式,将制备形成的灌浆材料直接注入混凝土构件的裂缝、空洞中,扩散、胶凝、固化,达到粘结作用,恢复构件整体性的目的,是理想的原位加固技术。适用于混凝土结构所出现的裂缝,恢复其整体性和使用功能。固化后的灌浆浆液具有较高的粘结强度,与混凝土能较好地粘结,从而增强了构件的整体性,使构件恢复使用功能,提高耐久性,达到防锈补强的目的。

1.5结构植筋技术

化学法结构植筋是指建筑工程化学法植筋胶植筋,简称植筋,是建筑结构抗震加固工程上的一种钢筋后锚固利用结构胶种植钢筋的连接技术,是结构植筋加固与重型荷载紧固应用的最佳选择。结构植筋技术的实施过程当中以混凝土等为基材,在需要的混凝土构件上按照结构受力分析确定钢筋数量、型号、位置,在结构物上经过钻孔、清孔、注入高强化学剂,然后植入所需钢筋。本加固技术方案的优势在于:施工期间锚固快捷有效,安全可靠,能够迅速达到共同作用整体受力的加固改造目的。

2、 钢筋混凝土结构加固技术工程应用分析

某综合办公楼层高为2层,建筑结构设计为钢筋混凝土框架结构,抗震设防烈度为8度,单层层高为4.6m,整体建筑高度为9.2m,无地下室结构。结构基础为独立模式。该工程结构示意图如下图所示(见图1)。如图1,施工至封顶阶段时,按照建设方要求,需要对9轴C、D较差位置柱体结构加以拆除,以达到扩大结构空间的目的。

从基础加固的角度上来说,如图1所示,在柱体结构取消后,周边柱体结构所表现出的受力明显提升,故而使得本建筑结构既有基础底面积尺寸无法满足结构受力要求。结合本工程前期对施工区域的地质勘探资料分析认为:由于本工程所处区域的地质条件相对稳定,土质结构均匀性较佳,地基承载力高,持力层稳定,故而在对钢筋混凝土结构进行加固的过程当中,选择加固方案为截面加大加固技术方案。整体加固思路为:加固区域内基础底面对称性增宽300.0mm,对应提高台阶高度。加宽时要对新增基础垫层下的地基土进行夯实处理,加宽区域与基础区域主筋结构进行焊接或植筋处理。同时,为了使新增混凝土与既有混凝土的紧密粘接,要求在本区域混凝土浇筑作业实施前,预先进行基础凿毛以及刷洗作业,同时还需要涂刷界面剂,以满足加固效果。

从柱体结构加固的角度上来说,本工程所采取的柱加固方案为截面加大加固技术方案,对周边梁采用的是粘接外包钢加固技术方案。加固过程当中,柱纵向钢筋下端伸入基础锚固,上端穿过楼板后与上柱脚连接,形成稳固整体。在此基础之上,为保证在后加荷载作用下新旧混凝土的应变变化一致,新旧柱的结合面须可靠粘结。外包的混凝土可采用支模浇注,也可采用喷射混凝土的方法。

3、 结束语

总之,对于钢筋混凝土结构而言,在加固改造过程当中所涉及到的技术方法类型众多,在工程实际应用中,需要根据工程具体情况的不同,采取对应的加固技术方案,确保所选取方案实施下的结构安全、经济合理、且施工简便。

参考文献:

钢结构加固范文第5篇

关键词:钢筋混凝土;房屋加固

Abstract: in this paper, the author introduces the technology of reinforced concrete structure in building reinforcement, for reference

Keywords: reinforced concrete; reinforcement

TU375

一、房屋结构的改造、加层、加固必须进行规范设计

1、按有关规定,对既有房屋进行改造加固设计实施以后,承担此任务的设计单位应该对该房屋结构的安全性和耐久性负完全责任,而原来的设计单位未参与改造加固设计时,则不再负此责任。因此,改造加固设计应该由有资质的设计单位或研究单位来承担。

2、改造加固设计时,应根据鉴定的评估报告对结构目前实际的安全性、适用性、耐久性作分析,在此基础上确定能否进行改造加固及采用何种设计方案。

3、改造加固设计与新建筑的结构设计有很大区别, 在验算现有构件的承载力时应按 《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)第4.1.2 条的规定考虑楼面活荷载的折减;钢筋混凝土现浇楼板的梁,核算其受弯承载力时,跨中应考虑现浇板有效受压翼缘宽度,跨中和梁端受压区钢筋的双筋梁作用;框架梁核算端部承载力和裂缝时的弯矩值应取柱边值而不应取柱中值;各构件的混凝土强度应按检测的实测值换算为设计值取用。

4、混凝土结构房屋加固后的使用年限,应由业主和设计单位商定,一般定为30年。局部加固结构的使用年限与该结构已使用年数之和不得超过50年,如因业主要求或该工程的特殊性需要有更长的使用年限,设计应采取加强措施,必要时召开专家论证会讨论确定方案。对于原来未进行抗震设计、设防烈度低或按旧规范抗震设计的混凝土房屋结构,多数在改造加固设计时很难达到现行规范的要求。因此,目前许多工程甚至经专家论证会论证的重要工程,可按国标的设计标准和施工规范的要求,并根据具体情况再适当加强。

5、进行改造加固设计时,力求与承担施工的单位进行配合,根据该施工单位的经验和水平确定更合理的设计实施方案。

6、改造加固的检测鉴定及施工图设计文件,也需要同新建筑工程施工图文件一样,送施工图文件审查部门进行审查,如果在原有屋顶上加层或临主要街道立面有大的改造,设计方案应经当地规划部门批准。

二、钢筋混凝土结构加固方法

2.1直接加固的一般方法

2.1.1 加大截面加固法

加大截面加固法是在钢筋混凝土构件外部外包混凝土(通常是在钢筋混凝土受弯构件受压区增加混凝土现浇层,受拉区增加配筋量),增大构件截面积和配筋量,增加截面有效高度,从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。在适筋范围内,由于混凝土受弯构件正截面承载力随着钢筋截面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋截面积或强度,增加现浇钢筋混凝土围套增大构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高原构件正截面抗弯、斜截面抗剪承载力和截面刚度,改善正常使用性能。

2.1.2置换混凝土加固法

该法是剔除部分陈旧的混凝土,置换成新的混凝土,新混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级,且不得低于C20级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理,有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的粱、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。

2.1.3 粘结外包钢加固法

粘结外包型钢加固法是把型钢(钢板)包在被加固构件的外边,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固钢筋混凝土构件粘结成一整体,使钢材与原构件整体工作共同受力。加固后的构件,由于受拉、受压区钢材截面积增大,从而正截面承载力和截面刚度都有大幅度提高。该方法常用于柱、桁架、梁和一般钢筋混凝土结构物的加固,特别是构件加固后不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高构件承载能力的钢筋混凝土构件。

2.1.4 粘钢加固法

外部粘钢加固法是在钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,使其整体工作共同受力,以提高结构构件承载力的一种加固方法。该方法的实质是一种体外配筋,提高原构件的配筋量,从而相应提高构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的性能,适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

2.1.5 粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的相应区域,使它与被加固构件截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。目前常用粘贴碳纤维复合材料的方法来加固。此法可用于各种受力性质的钢筋混凝土构件和一般构筑物构件。我国从1997 年开始对碳纤维复合材料加固钢筋混凝土结构的技术进行研究,如今被用于房建、桥梁等多种钢筋混凝土结构构件的加固,未来这种粘碳纤维复合材料的加固方法将会被更加普遍的采用。

2.1.6 绕丝加固法

直接在构件外饶上高强钢丝(钢绞线),该方法的优缺点与加大截面法相近。适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需要对受压构件施加横向约束力的场合。在加固防腐要求较高的构件时,利用镀锌钢绞线和防腐砂浆组成的复合材料对混凝土构件进行加固补强,两种材料在加固中起着不同的作用,防腐高强钢丝起到抱箍的作用,防腐砂浆起到锚固钢丝和保护层作用,使其共同工作整体受力,以提高构件的承载力。这种方法实际是一种体外配筋,通过提高构件的配筋率,从而相应提高构件的承载能力,所以被广泛地应用在钢筋混凝土建筑物的加固处理及水中钢筋混凝土结构的防渗漏。

2.2间接加固的一般方法

2.2.1 预应力水平拉杆加固法

钢筋混凝土受弯构件,上缘受压,下缘受拉。由于预应力水平拉杆的预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力。该力通过拉杆锚固端偏心地传递到原构件上,在原构件中产生偏心受压作用(此时该作用力在原构件上的基本形态成下缘受压、上缘受拉趋势)。该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

2.2.2 预应力撑杆加固法

钢筋混凝土受弯构件,在相应区域使用撑杆,通过施加预应力强迫撑杆受力,影响并改变原结构内力分布,从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。采用预应力加固的特点是通过预应力手段强迫后加部分受力,改变原结构的内力分布,降低原结构的应力水平,使一般加固方法中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果,后加部分和原有结构能够较好地共同工作,结构承载能力能够得到较大的提高。常用于大跨度以及处于高应力、高应变状态下的大型钢筋混凝土构件的加固。

2.2 .3增设支承加固法

增设支承加固法是在需要加固的结构构件中增设支承,减少受弯构件的计算跨度,从而减少作用在被加固构件上的荷载效应,达到提高结构构件承载力水平的目的。常用于对使用条件和外观要求不高的场所。

2.3其他加固方法

其他一些常用的加固方法:锚栓锚固法,它适用于混凝土强度等级为C20一C60的混凝土承重结构的改造、加固,但不适用于已严重风化的结构及轻质结构;高强钢丝绳网片一复合砂浆外加层加固法,该方法与绕丝加固法相似,只是它采用的是高强钢丝绳网片,对防止砂浆或混凝土的开裂效果较好;辅助结构加固法,该方法是采用另制的辅助构件,如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁,部分或全部分担被加固梁的荷载,从而提高整体承载力。

2.4混凝土结构加固方案优选

对于需要加固的结构物,其加固方案的制定尤为重要,应根据结构物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便可行、且施工质量可以得到保证的原则。只有这样加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。一般来说,加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和增设支承加固法等。但是随着科学技术的不断进步,应用新技现加固工程所要求的短、平、快、省的特点,应根据需术、新材料、新工艺进行工程加固的方法,如,化学灌要加固的结构构件情况,综合分析确定加固方案。