鋼結構加固范文

導語：如何才能寫好一篇鋼結構加固，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：混凝土結構 砌體結構 鋼結構加固措施

前言：三種材料在建筑工程的應用中優劣并存，隨著人們生活水平的提高，人們對建筑工程工程的質量提出了新的要求，要求建筑物的穩固性增加，這就要求建筑物的結構更加穩固。

1.混凝土結構加固措施

混凝土是目前建筑結構中使用最為廣泛的材料，對其加固一般采取直接加固或者間接加固的措施，加固手段的選擇要根據實際的條件以及具體的環境進行確定。

1.1 直接加固的方法

1.1.1 加大截面的加固法

鋼筋混凝土的受彎能力直接體現其穩固性，在其受彎構件受壓區，加混凝土現澆層，這樣可以增加截面的有效高度，擴大截面面積，提高構件的抗彎能力，斜截面抗剪能力和截面剛度，進而起到了一定的加固作用。這種方法相對簡單，適用性強，而且經驗成熟，便于施工，但其需要的施工時間較長，會對生活產生一定的不利影響。

1.1.2 混凝土置換

該方法在優勢上與上一方法相同，而且其在加固后不會影響建筑物的凈空情況，但缺點也是相似的，其主要適用于受壓區混凝土強度偏低或者有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。

1.1.3 外包鋼加固的措施

采用型鋼或者鋼板包在被加固的構件的外面，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應采用濕式外包法，進行加固后的構件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。其優勢是受力可靠，施工方便，工作的量小，但是其耗費材料較多，在高溫場所施工必須做好防護工作，主要適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。

1.1.4 粘鋼加固手段

在外部承載力不同的區段，在其表面進行粘貼鋼板，可以提高被加固的構件的承載力，改措施施工簡單易行，受到影響小，但其效果受到了膠粘工藝的影響較大，而且受到操作人員水平的限制，波動性較大。

1.1.5 其他方法

除了以上的加固措施外，針對鋼筋混凝土結構的加固還有其他手段，包括粘貼纖維增強塑料加固法 ，繞絲法，錨栓錨固法，都是各有優缺點，要根據建筑的場合，環境的條件進行對比，選擇經濟成本最低，效果最好的方法進行加固處理，提高建筑物的結構穩固性。

1.2 間接加固的措施

1.2.1 預應力加固法

預應力加固法是目前建筑結構加固的主要措施，其還可以分為預應力水平拉桿加固與下撐拉桿加固的措施，其加固效果良好，受到了普遍的歡迎，目前的應用范圍較廣，但是仍存在一些不足有待完善。

1.2.2 增加支撐加固法

該方法主要是通過降低受彎構件的計算跨度，提高結構的承載水平，相對而言，這一措施簡單可靠，但容易損壞建筑物本身的形態以及使用的功能，而且會降低建筑物的使用空間，其主要適用于具體條件許可的混凝土結構加固。

1.3 加固的輔助措施

混凝土的加固措施除了以上的方法外，還要使用部分輔助措施才能進行加固，才能實現加固的目的，例如托換技術、植筋技術、裂縫修補技術等。

2.砌體結構加固措施

與混凝土結構的加固方法相同，砌體結構的加固同樣分為直接加固與間接加固兩類。

2.1 直接加固法

目前，對砌體的加固采取的直接加固法主要有三中歐那個，第一，鋼筋混凝土外加層加固，主要是對復合截面進行加固，其施工工藝簡單，適應性強，在進行加固后，其效果顯著增強，但其作業時間場，會影響正常的工作，而且加固后的建筑物凈空有一定的減小。第二鋼筋水泥砂漿外加層加固法，該方法主要適用于砌體墻的加固。第三，增設扶壁柱加固法，其承載力較高，但其抗震效果不佳，一般應用于非震區的地區。

2.2 間接加固法

間接加固法目前只有兩種，無粘結外包型鋼加固法與預應力撐桿加固法，第一種方法是傳統的加固方法，耗費較高，而且需要輔助鋼結構才能實現，但其工藝簡單，受力可靠，應用較廣；第二種可以很好的提高砌體柱的承載能力，加固效果良好，但其在高溫的環境中應用能力較弱。

3.鋼結構的加固措施

目前，建筑工程最常用的建筑結構是鋼結構，其相對承載力較高，而且受壓性能較高獲得用戶的普遍認可，其加固的主要方法有：減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當有成熟經驗時，亦可采用其它加固方法。

改變結構計算圖形的加固措施是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法；加大構件截面的加固方法的要求是所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況；連接的加固與加固件的連接方法主要是焊接、鉚釘等。對鋼結構的加固方法目前應用較為普遍，適用性較高。

結束語：

綜上所述，我們對建筑工程結構的加固措施有了一定的了解，也對不同的結構的加固方法有了一定的認識，隨著技術的不斷提高，社會的不斷進步，相信我國的建筑工程結構加固工藝可以不斷地進步，促進建筑工程之類的提高。

參考文獻：

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關鍵詞:建筑鋼結構；檢測；加固措施

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：

鋼結構建筑屢見不鮮，在城市建筑上發揮了重要作用，然而，近幾年也發生一些坍塌事故。因此，加強對建筑鋼結構的檢測、加固的措施等方面的研究顯得尤為重要，是保證建筑結構安全的關鍵。

l、建筑鋼結構工程事故破壞機理與檢測內容

鋼結構事故類型最主要集中在穩定性的破壞、疲勞破壞、脆性破壞和腐蝕破壞四種。破壞機理如下：鋼結構失穩原因局部失穩和整體失穩：鋼結構構造、應力集中、應力幅等引起的鋼結構疲勞問題；低溫和動載、材質缺陷、鋼板厚度、應力腐蝕、氫脆引起的脆性斷裂；腐蝕問題有化學腐蝕、電化學腐蝕等。針對以上鋼結構工程事故常發生的類型，建筑鋼結構工程檢測內容可分為三個部分：鋼結構材料檢測、鋼結構連接檢側(包括緊固件檢測和焊縫無損探傷)及鋼結構性能檢測。建筑鋼結構用材料又可分為三大類，即結構(構件)用材料、結構連接用材料(焊接用材料)及結構防護用材料。鋼結構材料檢測便是針對以上三類材料的檢測。對于建筑鋼結構連接的檢測，鋼結構的連接有三種方式：緊固件連接、焊接連接和柳釘連接，其中柳釘已經很少用，多被高強度螺栓連接所取代。焊接連接是最常用的連接方式，因而焊縫質量的檢測是鋼結構檢測的主要內容。針對建筑鋼結構性能的檢測涉及面很廣，主要包括以下內容和方法：結構荷載及作用檢測：結構形體及結構損傷的測定；結構構件及連接的強度檢測；結構及構件的穩定性核定；結構及構件的剛度檢測；結構動力性能檢測；結構疲勞與斷裂檢測；鋼結構防腐防銹及抗火性能檢測。

2、建筑鋼結構的檢測技術

建筑鋼結構檢測的技術，主要包括力學性能、理化分析、無損探傷、結構性能等領域。其中鋼結構無損檢測目前應用最廣，主要應

用在以下幾方面：焊接球節點鋼網架。其整體結構由鋼管桿件與空心鋼球焊接組成的，球桿焊縫和空心球焊縫是二級質量焊縫，因此焊縫內部質量是保證網架安全主要因素，而焊縫質量檢測采用超聲檢測，其檢測方法和評定方法執行JG廠r3034．1。螺栓球節點鋼網架中的應用。螺栓球節點鋼網架由螺栓球、高強度螺栓和桿件三個分體構件組裝而成。螺栓球和高強度螺栓要進行表面質量檢測，一般采用水洗型著色滲透檢測，其檢測方法和評定方法執行JB4730；桿件焊縫要進行內部質量檢測，依據JGJ78采用超聲檢測，其檢測方法和評定方法執行JG廠r3034.2。在焊接鋼結構工程中的應用。焊接H型門式鋼結構由鋼柱和鋼梁焊拼而成，是常見的一種焊接鋼結構。其中的全熔透焊縫內部質量要進行超聲檢測，其檢測方法和評定方法執行GB廠rll345。抽樣數量和方法，一級焊縫100％檢測，二級焊縫按每條焊縫長度的20％且不小于200MM抽取。在緊固件連接鋼結構工程中的應用。廠房的H型門式鋼架和高層建筑的鋼骨架，大部分是分體鋼柱和鋼梁用高強度螺栓連接組裝的，是典型的緊固件連接鋼結構工程。其中的鋼柱和鋼梁的全熔透焊縫內部質營要進行超聲檢測。

3、建筑鋼結構加固的方法

改變結構計算圖形的加固：改變結構計算圖形的加固方法指采

用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿

件和支撐，施加預應力，考慮窄間協同工作等措施對結構進行加固

的方法。鋼柱的加同的方法是增設支撐減少柱計算長度：將屋架與

柱交接改為剛接，減少柱計算彎矩和計算長度；增加屋蓋支撐使排

架柱可按空間結構進行驗算．力口強某柱列，使排架所受水平荷載主

要由該列柱承擔，其他柱列卸載，減少加固工作量。鋼梁的加固的

方法是增設支柱或支撐以減少梁的跨度，提高梁的承載力；增設拉

桿施加預應力；將各單跨梁支座連接成連續梁，以減少跨中彎矩。

增大構建截面的加固：大都采用增補鋼材的方法，此外也可對原構件外包混凝土進行加固；鋼柱的加固可采用改變截面形式方式，來提高彎矩作用平面內外的承載能力：鋼梁加固，焊接組合梁和型鋼梁都可在翼緣板上加焊水平板，斜板或型鋼進行加固，一般宜上下翼緣均加固，但當有鋪板t翼緣加同困難時，亦可僅對下翼緣補強加固。對用于梁腹板抗剪強度不足的加固，當梁腹板穩定性不能保證時，往往采用設置加勁肋的方式。連接和節點加固：構件的增補或局部桿件的替換，都需要適當的連接。加固的桿件必須通過節點加固才能參與原結構工作，破壞了的節點需要加固。為此要對原焊接連接、原鉚釘螺栓連接進行加固，節點連接擴大。

3.1CFRP加固鋼結構技術

傳統的鋼結構加固技術已被廣泛地運用到工程領域中，實踐證明，這些方法是非常有效的。但它的缺點是費時、費力、增加結構的重量，耐久性較差，維護費用較高。相比之下碳纖維增強復合材料（CFRP）具有優秀的物理、力學性能，如強度和剛度高、抗疲勞性能和耐腐蝕性能好、現場可操作性強、施工周期短、不損傷原結構等優點。目前已廣泛用于混凝土結構中，國內外對CFRP加固鋼結構的研究和應用則處于起步階段，主要集中在受彎構件的加固、受拉（壓）構件的加固、疲勞加固、粘結劑及其受力分析的研究、預應力加固鋼結構技術的研究。

3.2 受彎構件的加固

國內外關于CFRP加固鋼結構的試驗研究大部分集中在受彎構件上，主要分為無損傷缺陷鋼梁的加固和損傷鋼梁的加固。

3.2.1無損傷缺陷鋼梁的加固

FRP 加固鋼梁的試驗研究最早始于20 世紀90年代中期,美國Delaware 大學對無損傷缺陷的工字型鋼梁進行研究。國內外許多學者開展了對各種類型的鋼梁加固研究,主要包括工字型截面鋼梁、矩形截面鋼梁、鋼板梁、鋼- 混凝土組合梁。已有的試驗結果表明,隨著粘貼的纖維量、纖維的彈性模量、鋼材的彈性模量、鋼材的屈服強度的變化,加固效果也不同。

3.2.2 損傷鋼梁的加固

存在損傷缺陷的鋼梁用高模量的CFRP 板加固后,剛度基本能恢復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,粘貼CFRP 加固修復損傷鋼結構不僅能恢復其損失的剛度、承載能力和改善其疲勞性能,還能對鋼結構形成保護,起到加固和防腐的雙重效果。

3.3 受拉（壓）構件的加固

西安建筑科技大學的彭福明等用能量法得到了CFRP加固軸心受壓鋼管的彈性屈曲荷載，并與有限元計算結果進行了對比，結果表明：縱向粘貼CFRP對提高鋼結構軸心受壓構件的彈性屈曲荷載比較明顯，并提出可以用來預測鋼結構軸心受壓構件的彈性屈曲荷載的理論計算公式。

西安交通大學的馬建勛等人對采用碳纖維布粘貼加固后的鋼板進行了單軸拉伸試驗,試驗結果表明,鋼板采用CFRP 布雙面粘貼后,屈服荷載可提高16 %～18 % ,極限荷載可提高16 %～ 25 % ,破壞模式是CFRP 布被拉斷,主要是斷面附近或CFRP 布端部發生脫膠。

3.4 疲勞加固研究

國內學者張寧等提出：1）碳纖維加固后焊趾處應力重新分布,能夠承受更大的疲勞應力。2) 本試驗結果表明,經過碳纖維加固后,鋼結構試件應力循環次數超過50 萬次的疲勞強度遠遠高于原狀焊縫。

Bassetti等人用預應力CFRP板加固從舊橋中取出的一根鉚接鋼梁，結果表明用預應力CFRP 板可以對鉚釘孔附近疲勞裂紋的出現和進一步發展起到延緩作用,加固后的鋼梁,循環次數達到2000萬次。

清華大學的鄭云基于線彈性斷裂力學理論,采用有限元模型對表征疲勞裂紋擴展速率的裂紋前端應力強度因子進行了計算分析。計算結果表明,采用CFRP 雙面粘貼加固后鋼板的剩余疲勞壽命得到顯著提高,從理論上驗證了用CFRP 加固疲勞損傷鋼結構是非常有前途的一種加固方法。

3.5 粘結劑及其受力分析的研究

西安建筑科技大學的彭福明等采用有限元方法,對粘貼CFRP加固修復鋼結構時影響二者之間荷載傳遞效果的因素進行了系統的分析。

楊勇新等對粘貼碳纖維布加固鋼板進行了靜力拉伸試驗，試驗結果表明：1) 粘貼碳纖維布能有效提高拉伸構件的屈服荷載，但是對極限荷載的貢獻不大。2) 采用高模量的碳纖維布加固損傷鋼構件的效果更加明顯。3) 保證碳纖維布在鋼材屈服后仍不發生剝離是非常重要的。

張寧等通過界面粘結力的試驗研究和公式推導，得出如下結論：1)碳纖維材料與鋼結構的界面應力受到材料性能、粘貼質量、粘貼方式、膠層厚度等因素的影響。2) 界面的受力隨著粘結長度的變化而變化，但當粘結長度增大到一定值時,承載力不再提高。3) 粘結劑涂抹要均勻,厚度要適當。4) 碳纖維布要保持平直,粘貼方向與最大受力方向保持一致,以充分發揮碳纖維的受力性能。

在粘貼CFRP 之前,加強鋼材表面的處理可以增強粘貼強度和耐久性。當表面處理完成后15h 內必須粘貼CFRP ,否則會降低粘結強度。Miller建議應用加速養護方法,比如電熱毯或加熱器來提高粘結劑的養護速度。表面處理或者噴砂處理可以從鋼結構表面除去鐵銹、各種涂料和油漆,增強粘結效果。Jason D.Bardis系統研究了各種表面處理方法對粘結強度的影響。為了避免膠層的剝離破壞,提出了很多方法。Vinson提出把FRP 板的兩端做成45°角,可有效地減小膠層的應力。Sen設計了一種鋼夾具固定在FRP板兩端來抵抗此處較大的正應力和剪應力。Liu則建議在張拉翼緣和腹板上纏繞纖維方向垂直于梁長度方向的GFRP 以避免CFRP 片材與鋼結構的剝離。

3.6預應力加固鋼結構技術的研究

預應力加固鋼結構技術是將傳統的體外預應力施加技術與碳纖維加固技術結合起來,從而起到加固鋼結構的作用。預應力CFRP 加固鋼結構是一種加固新方法?，F有的試驗研究很少,基本都處在理論研究階段。江克斌[20]等人應用有限元軟件ANSYS 對長5m ,高。0.2m ,寬0.1m 的矩形截面鋼梁進行了非線性分析并進行了理論公式的推導。

趙啟林等人提出了CFRP 加固鋼結構的反拱預應力技術。其基本思路是:首先利用已經成熟的體外預應力施加技術,在結構使用荷載的反方向施加荷載,消除已有變形并且使結構產生一定的變形,在該變形狀態下粘貼CFRP ,當CFRP 與鋼結構梁等結構粘貼可靠后撤收施加預應力的設備。推導了理論公式并用有限元分析了公式的適用性。預應力加固現處在起步階段,將是今后重點研究的一個方向。

結語

通過了解建筑鋼結構檢測與鑒定的對象以及目前針對建筑鋼結構檢測鑒定對象所采用的手段，可以發現目前對于建筑鑰結構的檢測鑒定還是停留在對一些具體結構，或者構件層次上的檢測鑒定，且缺乏針對性的技術標準。對實際工程鋼結構質量的檢測與加固這類問題的研究，有待于設計和鑒定理論的提高。

參考文獻

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[10]江克斌,等. 采用預應力碳纖維技術提高鋼結構承載力的分析. 理工大學學報,2003 ,4 (4) :58～60.

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關鍵詞:鋼結構;加固;設計

1工程概況

某鋼材剪切加工車間建于2001年，車間為全鋼結構廠房，總長378m，寬為36m。該廠房分兩期建設，其中一期廠房長度為120m，二期廠房直接緊鄰一期廠房沿縱向布置，且兩者之間并未設置伸縮縫。二期廠房檐口標高10.500m，吊車梁牛腿頂面標高6.300m，橫向兩跨，跨度均為18m，柱距6m，吊車梁長度為16．5m，每跨內均設有兩臺起重量為100kN的橋式吊車，吊車工作級別為A5，后因為使用過程中發現吊車頻繁出現啃軌和斷電現象，使用方又將吊車的起重量減少為80kN(圖1)。廠房橫向采用門式剛架結構體系，縱向設置柱間支撐。該廠房在建設時未進行正規的設計，且竣工后未保存任何工程圖紙和施工記錄。由于該廠房東側山墻未設置抗風柱，在2012年的一次臺風中，該山墻的墻面在風荷載作用下出現十分明顯的波浪狀變形，業主不得不緊急使用大量的毛竹將整片山墻撐住，才勉強抵抗住臺風的侵襲。此外，廠房還存在較多明顯的質量問題，如部分柱間支撐不完整，柱間支撐鋼管、節點板、系桿變形比較普遍，嚴重影響廠房柱平面外的穩定，吊車存在啃軌現象，行車輪更換較為頻繁，并且臺風過后廠房山墻附近區域約4列中柱存在較為明顯的傾斜現象。問題出現后，廠房的使用方曾自行對廠房的山墻采取了臨時性加固措施，在山墻上增設了4根抗風柱，并對山墻墻面進行了簡單修復，但此舉僅為局部處理，未按廠房各系統進行整體考慮。業主從廠房安全使用的角度出發，特委托專業人員對廠房的安全以及使用現狀進行檢查及圖紙測繪，按照國家及地方相關標準規范，對廠房使用狀態作出綜合評估，在評估的基礎上對廠房進行加固設計，以保證廠房的安全有效使用。

2廠房結構勘察及鑒定

為了對廠房進行全面、有效的加固設計，需要對整個廠房結構進行細致的勘察，以檢查出結構的安全隱患。因此，不但對廠房的屋面、墻面、吊車梁系統、柱系統、構件的連接節點進行了現場實地勘察和測繪，繪制出能夠反映廠房實際現狀的圖紙，還對廠房的實際承載能力和正常使用狀態進行了計算復核。對廠房的橫向框架按照柱腳鉸接的假定進行計算復核，計算結果發現邊柱的下柱平面外應力超過了材料的容許應力，約為容許應力的1.15倍左右，如采用增大截面的做法則會面臨巨大的加固費用和現場的焊接工作。由于廠房柱的柱腳底板較薄，僅為20mm，剛好滿足構造要求，且僅在柱腳兩側翼緣各設置1塊加勁肋，這樣的柱腳構造僅能視為典型的鉸接柱腳。在相同梁柱線剛度比下，柱底剛接比柱底鉸接時的長細比更小，而減小長細比有利于降低柱平面外的應力。若將柱腳加固為剛接柱腳，其工作量顯然比加大柱截面小得多，對廠房的生產運行的影響也可以降到最低，所以采取在柱腳增設加勁肋的措施，將底板分成若干個小區格，減小柱底板在柱底壓應力作用下產生的彎矩，將柱腳加固成剛接柱腳，以減小廠房柱的長細比。廠房原有的柱間支撐桿件采用圓鋼管或實心圓鋼，其中圓鋼用于部分上柱支撐。勘察中發現廠房整個柱間支撐的設置和施工存在諸多隱患:1)上柱的圓鋼支撐基本處于松弛狀態(圖2a)，而圓鋼支撐只有處于張緊狀態時才能發揮作用，松弛的圓鋼沒有軸向剛度，屋面的縱向力無法有效地向下傳遞。2)部分圓鋼管支撐有明顯的彎曲變形，有的柱間支撐存在桿件缺失的情況(圖2b)，而有的柱間支撐未延續至柱底(圖2c)。發生彎曲的支撐其剛度已經退化，不能繼續有效地抵抗水平力作用。缺失的支撐桿件以及未延續至柱底的柱間支撐阻斷了水平力向下傳遞的路徑，轉而通過廠房柱平面外受彎來抵抗水平力。3)支撐節點板厚度較薄且有較為普遍的變形現象，柱間支撐桿件與節點板的連接長度也明顯不足，連接焊縫的外觀質量比較粗糙，有漏焊現象。4)十字交叉支撐的交叉節點構造不合理。有的采用直接相貫連接;有的在其中一根圓管上外套一段圓管作為加強措施，另一根支撐斷開后再與外套管焊接連接?？辈熘邪l現，鋼管的相貫節點處已經出現管子凹陷的現象，外套管相貫節點處鋼管錯邊的現象也比較普遍。這些交叉節點由于沒有可靠的加強措施，也難以有效地傳遞結構內力，處于“半失效”的狀態。對廠房的縱向柱間支撐系統進行計算復核，計算結果表明:在不考慮溫度應力的前提下，現有的柱間支撐和系桿截面尚能滿足設防烈度地震、風荷載和吊車縱向剎車力作用下的承載能力。但由于大批量的支撐桿件和系桿發生了明顯變形，整個支撐系統已無法繼續使用，而且端部的下柱支撐還使得溫度應力無法釋放。在勘察中發現，靠近山墻約4列中柱沿縱向傾斜嚴重。后經柱子傾斜測量表明，靠近二期廠房山墻部位的多根柱子已到達危險點，存在嚴重安全隱患。廠房在山墻處的兩個柱距之間均布置了上柱和下柱支撐，并且該柱間支撐在每個下柱區域均設置了兩道交叉支撐，由于廠房的縱向長度較長，在溫度應力的作用下，該區域的柱間支撐均出現了不同程度的變形。從整個廠房柱間支撐系統的布置上來看，也存在很多不合理的地方。該廠房分兩期建設，一期廠房的柱間支撐設置符合GB50011—2010《建筑抗震設計規范》的要求，即在縱向溫度區段的兩端僅設置上柱柱間支撐，在溫度區段的中部依據廠房的長度酌情設置若干道上、下柱柱間支撐;二期廠房的高度略低于一期廠房，且柱間支撐的設置未對兩部分廠房進行統籌考慮，柱間支撐的布置顯得較為無序和雜亂，兩部分廠房之間也沒有設置伸縮縫。二期廠房屋面檁條、吊車梁直接與一期廠房相連接，廠房縱向總長達到378m，遠遠超過CECS102∶2002《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》中廠房縱向溫度區段長度不得超過300m的規定。此外，二期廠房在縱向的兩端均設置了下柱柱間支撐，使縱向溫度應力無法釋放，轉而積聚在結構內部，經過多年冷熱膨脹和收縮變形的往復作用，很多柱間支撐和縱向系桿均出現整體屈曲的現象。二期廠房的東側山墻在臺風期間出現重大險情，是本次勘察的重點之一。勘察中發現，使用方雖然對山墻采取了臨時加固措施，增加了4根抗風柱，并在山墻局部布置了山墻柱間支撐，但是山墻柱的布置并不與山墻的長度相匹配，山墻柱的定位并未處于廠房柱之間的等分點上，很多山墻柱由于柱距較大，檁條的跨度也較長，在夏季臺風季節仍會出現風荷載作用下墻面變形的可能。山墻柱的柱頂直接與屋面梁的下翼緣連接，在風荷載的作用下屋面梁受到抗風柱施加的扭矩作用，而屋面的水平支撐節間由于和抗風柱的位置錯開，從而使得由山墻柱傳給屋面的集中力不能直接傳遞給屋面的水平支撐系統，整個山墻區域的結構布置不能達到受力合理、傳力直接的效果，這是加固改造的重點部位之一。對吊車梁進行了承載能力和正常使用狀態的計算復核，計算結果發現吊車梁的承載能力不能滿足兩臺吊車位于同一柱距內的工作狀態;當1個柱距內僅有1臺吊車工作且吊車的起重量達到100kN時，吊車梁強度和變形均不能滿足相關規范要求;當1個柱距內僅有1臺吊車工作且吊車的起重量達到80kN時，吊車梁強度能滿足，跨中變形不能滿足相關規范要求。由于吊車梁的加固需要通過在已有的吊車梁本體上焊接型鋼或鋼板的方式來增強其承載能力，其現場的焊接量巨大且會影響到車間正常的生產運行，故進一步限制吊車的起吊重量或許更切合實際。

3廠房結構加固設計

針對以上所述問題對整個廠房結構進行統籌考慮，制定出合理有效的加固設計方案。由于廠房的眾多柱間支撐和縱向系桿均出現不同程度的整體屈曲變形，且布局存在諸多不合理，整個廠房縱向柱間支撐體系已處于不可靠的工作狀態，不能為廠房柱提供穩定的平面外支點，所以廠房的柱間支撐系統應進行全面更換，并且由于廠房縱向長度超長，需要對一、二期廠房的結合處采取變形伸縮的措施，保證廠房的縱向受力體系可承受各種縱向力的作用，從而確保廠房結構的安全。1)在屋面和墻面檁條的檁托板上焊接事先開設好長圓孔的節點板，節點板作為檁條新的支座，原有檁托板上的螺栓在新節點板和原有檁托安裝固定完畢后卸除，使得檁條可以沿著長圓孔的方向具備適當的伸縮滑動空間。2)將原吊車梁牛腿側面加長，并更換吊車梁下方原有的水平節點板，重新安裝開設有長圓孔的節點板，新節點板要與吊車梁的支座加勁肋間隔適當的距離。在安裝新節點板前，吊車梁需事先從柱子上卸下，為節點板的安裝提供操作面。吊車梁卸至地面后，在下翼緣對應節點板長圓孔的位置用磁力鉆開設好螺栓孔，再重新安裝至原位置，節點板的長圓孔與吊車梁下翼緣的圓孔之間用永久螺栓連接，使得吊車梁在廠房柱牛腿上能有適當的滑動距離。在處理好一、二期廠房變形伸縮的問題后，就可以著手布置二期廠房新的柱間支撐體系。二期廠房在縱向溫度區段的端部僅布置上柱支撐，在溫度區段的中間按照相鄰柱間支撐間距不超過60m的原則，布置了3道上、下柱支撐，保證廠房縱向具備足夠的剛度。上柱支撐采用單片支撐，支撐形式根據桿件的角度大小采用人字形或十字交叉形;下柱支撐采用雙片支撐，支撐形式采用十字交叉形，支撐桿件均采用熱軋角鋼。二期廠房的山墻結構需要重新布置，原有的山墻柱并不廢棄，但需重新布置在廠房橫向的等分點處，抗風柱的柱距定為6m，與屋面水平支撐的節間相對應?？癸L柱的上端用彈簧板與屋面梁腹板連接，連接位置設置在距離屋面梁上翼緣100mm處，可避免屋面梁受扭。山墻的檁條及墻面板也全部重新更換，檁條的檁距控制在1.5m以內，檁條與抗風柱之間設置隅撐以保證抗風柱內翼緣的側向穩定?？拷綁μ幍膬A斜廠房柱存在安全隱患，其中?列線位于①、②軸的廠房柱的柱頂沿廠房縱向的傾斜值分別為88mm和193mm，傾斜度分別為柱高的1/131和1/60，已達到危險房屋的判定標準，但由于柱間支撐和吊車梁的支撐作用，廠房柱暫時未出現險情。為了排除安全隱患，在更換全廠柱間支撐的同時，需要對傾斜柱進行加固。廠房柱在傾斜后，屋面梁及吊車梁會對柱平面外產生附加彎矩的作用，所以對廠房柱的加固方法就是增加柱截面繞弱軸方向的截面模量。將屋面梁及吊車梁傳給廠房柱的集中力乘以廠房柱柱頂和肩梁處的柱傾斜值就可以計算出廠房柱的平面外彎矩，在需要加固的廠房柱腹板兩側貼焊T形鋼來承受該彎矩，T形鋼的截面采用TN100×100，沿廠房柱的上柱或下柱全長設置。

4結束語

通過對該鋼材加工廠房進行全面而細致地勘察和測量，并在此基礎上對廠房的整體結構進行計算分析，從廠房的結構體系入手，找出影響結構正常承載和安全使用的主要問題，進而深入地分析和尋找廠房構件及節點構造中存在的安全隱患，由此順利制定出對結構進行加固和修復的一整套全面、合理的實施辦法，解決了山墻抗風能力不足、縱向支撐體系不能為廠房提供足夠剛度的問題，確保該廠房能夠安全、正常的生產運行。

參考文獻

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［2］CECS102∶2002(2012版)門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程［S］．

［3］GB50023—2009建筑抗震鑒定標準［S］．

［4］GB50205—2001鋼結構工程施工質量驗收規范［S］．

［5］GB50144—2008工業建筑可靠性鑒定標準［S］．

［6］上官子昌．鋼結構加固設計與施工細節詳解［M］．北京:中國建筑工業出版社，2012．

［7］張家啟，李國勝，惠云玲．建筑結構檢測鑒定與加固設計［M］．北京:中國建筑工業出版社，2011．

篇4

【關鍵詞】：鋼結構加固技術預應力加固

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：

引言

鋼結構構件在實際使用過程中，常常會由于使用條件的變化、或設計施工中的缺陷造成結構或局部承載能力達不到設計要求、或荷載的增加（增加保溫層、增加吊車或增大吊車噸位），或是材料質量有缺陷，或是構造處理不當、或使用過程中的磨損等原因出現結構構件損壞而需要加固。對鋼結構構件進行加固的技術措施可以分為兩大類：其一是改變結構的計算簡圖和進行內力調整；其二是對構件及連接進行加固。

一、鋼結構加固概述

鋼結構加固的主要方法有:減輕荷載、改變計算圖形、加大構件截面面積和進行鋼結構連接加強、阻止裂紋擴展等。近些年，預應力的技術引進以后，也可以用于鋼結構的加固。另外，在條件允許的情況下，也可采用其他的加固技術。長期的專業經驗顯示，需要加固的鋼結構，根據損害范圍一般分為局部加固和全面加固。

（1）局部加固，主要是對那些承載能力不足的桿件或連接節點處進行加固處理。最常用的局部加固法有增加桿件截面法和連接節點加固法。

（2）全面加固，主要是對整體結構進行加固處理，主要可以運用不改變結構靜力計算圖形加固法和改變結構靜力計算圖形加固法兩類。

（3）增加或加強支承體系，也是對剛結構體系加固的一種有效方法。增加原有構件截面的加固方法是最費料最費工的方法;改變計算簡圖的方法最有效且多種多樣，其費用也大大下降。

（4）確定加固方案前，應搜集下列資料：

1)原有結構的竣工圖及驗收記錄；

2)原有鋼材材質報告或現場材質檢驗報告；

3)原有結構構件制作、安裝驗收記錄；

4)原有結構設計計算書；

5)結構或構件破損情況檢查報告；

6)現有實際荷載和加固后新增加荷載的數據。

二、鋼結構加固原則

鋼結構加固原則一般如下：

（1）在進行鋼結構加固處理的階段，應盡可能做到工程不停產或少停產，因為一旦工程停產，其損失一般是加固費用的幾倍或幾十倍。當構件的內應力小于鋼材設計強度的80％，且構件損壞變形等不是太嚴重時，可采用負荷不停產加固方法，否則，將采用停產加固方法。

（2）結構加固方案要便于制作、施工，便于檢查。

（3）結構制造組裝應盡量在生產區外進行。

（4）連接加固應盡可能采用高質量螺栓或焊接。

三、鋼結構加固技術措施

1.改變結構計算圖形

改變結構計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法，改變結構計算圖形的一般加固方法：

（1）對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固：

1）增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算；

2)加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性；

3)增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩定性；

4)在排架結構中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷；

5)在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。

（2）對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固：

1)改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載;

2)改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結；

3)增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構；

4)調整連續結構的支座位置,將結構變為撐桿式結構,施加預應力。

（3）對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固：

1)增設撐桿變桁架為撐桿式結構；

2)加設預應力拉桿。

2.加大構件截面加固法

采用加大截面加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮有缺陷和損傷的狀況，必要時應分階段進行受力分析和計算。采用該方法應注意的事項如下：

（1）注意加固時的凈空限制，使新加固的構件不得與其他桿件相沖突；

（2）加固設計應適應原有構件的幾何狀態，以利施工；

（3）應盡量減少施工工作量。當原有結構鋼材的可焊性較好時，根據具體情況盡量考慮用焊接加固，并應盡量減少焊接工作量，以減少焊接應力的影響，避免焊接變形。還應避免仰焊；

（4）加固應盡量使被加固構件截面的形心軸位置不變，以減少偏心所產生的彎矩。當偏心值超過規定時，在復核加固截面時，應考慮偏心的影響；

（5）加固后的截面在構造上要考慮防腐的要求，避免形成易于積灰的坑槽而引起銹蝕。

3.粘貼加固鋼結構

粘貼加固鋼結構是利用粘結劑將粘貼到鋼結構損傷部位的表面，使一部分荷載通過粘結層傳遞到上，降低了結構損傷部位的應力。粘貼加固技術具有明顯的優勢：

（1）比強度和比剛度高，加固后基本不增加原結構的自重和原構件的尺寸；

（2）復合材料具有良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能；

（3）柔性的復合材料對于任意封閉結構和形狀復雜的被加固結構表面具有特別的優勢。密封性好，減少了滲漏甚至腐蝕的隱患；

（4）簡便易行、成本低、效率高，在狹小空間亦可施工，特別適合現場修復；

（5）施工過程中無明火，適用于各種特殊環境。

4.鋼結構連接的加固

1）焊接連接的加固

焊接連接的加固方法有：增加焊縫長度、提高焊縫有效厚度、或者兩者同時增加。當上述方法不能滿足加固要求時，可采用附加連接板實施加固.加固角焊縫的長度和焊接尺寸或熔焊層的高度，應由連接處加固前后設計受力改變的差值，并考慮原有連接實際可能的承載力計算確定。計算時應對焊縫的受力重新進行分析并考慮加固前后焊縫的共同工作。同時，要盡量避免采用長度垂直于受力方向的橫向焊縫，當無法避免時，應采用專門的技術措施和施焊工藝，確保施工時的安全。加固后直角焊縫的強度計算時，可考慮新增焊縫和原有焊縫的共同受力作用。

2）螺栓連接的加固

在以下幾種情況下，可以考慮采用螺栓連接加固

（1）不具備焊接連接作業條件（合適的焊接和合格的焊工）；（2）被加固構件用鋼不符合可焊性要求（含碳量），只能用螺栓等機械連接加固。；（3）要求加固過程中不產生附加焊接變形的構件。

在選用螺栓連接加固時，應優先采用高強螺栓，因其施工工藝與一般的螺栓相近，但連接性能尤其是承受動荷載的性能明顯優于普通螺栓連接，對直接承受動荷載的結構，規范規定必須采用摩擦型高強螺栓連接，因為其在合適的扭擰工具配合下，使其足以保持穩定的預拉力值，連接處通過摩擦面的傳力方式的承載能力是穩定可靠的。連接接頭位移剛度好，產生滑移后，螺栓進入承壓狀態，安全可靠。

螺栓連接在操作時必須根據其工作特性，保證接觸質量，孔洞附近鋼材表面必須清理干凈，螺栓直徑應比原孔洞小1~3mm。當計算承載力不足時，可采取擴孔措施，改用大直徑的螺栓。

當構件截面補強采用螺栓連接時，新舊二部分截面可以按共同工作計算來確定螺栓數量。由于增加的螺栓或擴孔后對原截面有部分削弱，應該核算其凈截面強度。

5.預應力加固鋼結構技術

（1）預應力加固的優點

加固工作可在不卸載、不停產的條件下進行;

2）施加預應力可直接減小變形，迅速消除超逾應力和內力峰值；

3）與非預應力方式相比，可消除應力滯后現象，充分利用的高強特性，提高加固效率。

4）結合可靠錨固，可降低粘結界面的剝離應力，避免整體剝落，提高加固的可靠性；

5）降低加固費用和使用成本。

（2）預應力加固鋼結構施工工藝

（3）預應力體外束加固施工和監控

1張拉端部和轉向塊的安裝

張拉端部由于應力集中，所以應安裝好各組件。先在鋼邊梁的腹板上緣按照圖紙要求鉆孔。對應孔位，安裝鋼墊板，焊接固定。在鋼墊板上焊接加勁板以及張拉墊塊。由于需保持預應力束由折線點至張拉端點為直線，且鋼邊梁與體外預應力束同樣也呈60°夾角，所以鋼墊快應切削成非正六面體形，以保證錨具接觸面與預應力束型的正交。鋼邊梁的后側設置加勁板。由于每個張拉端節點有兩個錨具，應合理調整加勁板的位置，不至于遮擋預應力束的安裝。

2）體外預應力束的固定

由于松弛的鋼鉸線與張拉過后的鋼鉸線在徑向長度上有一定的差值，所以外套鍍鋅管應具有一定的長度調節能力。采用三段鍍鋅鋼管組成整個完整的折線形。中間一段為彎折段，預先按照放樣彎折到位，兩端為直線段，各段之間依靠接頭形成可靠連接。接頭與鍍鋅管之間有約100mm的余量控制，可先預先縮短，在張拉完成后旋開，使鍍鋅管與張拉端頭結合緊密。 預應力鋼鉸線穿入鍍鋅管后，整體安裝到位，裝上錨具并預張拉5%檢查各構件以確保整體安裝到位。

3）體外預應力束的張拉

用千斤頂進行兩端張拉，各體外束的張拉應分級進行。為確保加固的安全性，將設計的張拉力分為 33%、66%、100%三級完成。每級張拉采用同一順序循環進行。每級張拉完成后，觀察張拉端以及轉向塊情況，并進行反拱實測。完成后，再進行下一級張拉。

結語

在鋼結構建筑物或者構筑物的建設過程中，各種缺陷和損傷是無法避免的。在建成以后的使用過程中，由于荷載和環境等因素的影響，鋼結構的材料發生潛移默在的變化，導致材料宏觀力學性能的下降，從而導致鋼結構工程事故的發生。為確保鋼結構能夠滿足正常使用的要求，延長其使用壽命，就必須對損傷構件進行加固或者更換。但是倘若所有的構件都進行更換，將造成極大的資源浪費，甚至有可能會影響結構的正常使用。同時，結構損傷具有局部性和多發性特點，這些結構不可能在出現損傷時就立即退役。因此，尋求經濟高效的鋼結構加固技術既是土木工程領域亟待解決的技術問題，又是一個關系到社會可持續發展的問題。

參考文獻

【1】陸賜麟，現代預應力鋼結構[M].北京:人民交通出版社，2009，

【2】楊勇新，鋼結構加固技術探討[J]，建筑技術，2011.

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【4】鋼結構設計規范.北京:中國計劃出版社，2011.

【5】劉錫良．現代預應力鋼結構，人民交通出版社，北京，2008．

篇5

【關鍵詞】預應力；加固；鋼結構；應用

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

隨著我國建設的發展和進步，使得我國鋼結構在迅猛的發展，在建筑行業當中變得富有朝氣。因為過去很多建設的建筑物，工程質量上存在嚴重的問題，甚至在結構設計中存在嚴重缺陷，同時通過使用條件的變化，在經驗算之后，鋼結構工程結構的強度、剛度或穩定性都無法適應正常工況條件以及其他正常使用的功能，所以需要改造加固很多這樣的建筑物。

二、預應力鋼結構介紹

1.預應力鋼結構

鋼結構在設計、制造、施工、加固工程中，與外荷載應力符號相反的預應力被人為地在承重結構體系內引入，用來改善結構的承載特性，盡量利用材料強度幅值或者在主承重結構中引入預張力以使全部構件能夠抗壓或成型的，稱為預應力加固鋼結構或預應力鋼結構。

2.預應力鋼結構的特點

（1）能夠充分發揮材料的強度潛力。應用預應力鋼結構技術的基礎思想是，運用人工的方法在結構或構件內，引入與荷載效應相反的預應力，以達到提高結構承載能力(比如延伸了材料強度的幅度)，改善結構受力狀態(調整內力峰值)，增大剛度(施加初始位移，擴大結構允許位移范圍)，從而節約材料、降低造價的目的。

（2）改善結構的受力狀態以節約鋼材。在桿件內引入預應力后可以改善其受力狀態，降低內力峰值，節約用鋼量。例如受彎構件中的部分彎矩可以施加預應力轉換為軸拉力，將彎矩峰值Mmax降低為M’max%26shy;，從而構件截面可以縮小，降低用鋼量。

（3）可以提高結構的剛度和穩定性，調整其動力性能，特別是抗震性能。預應力不僅能在結構構件或體系中產生與荷載作用下位移（或撓度)方向相同或相反的預應力位移（或撓度），以提高結構的穩定性和剛度。預應力還能夠調節構件的動力性能，根據不同荷載（如風荷載、地震荷載等），通過合理選擇預應力體系、預應力大小等不同的調整方案，改變結構中基本構件的自振周期和自振頻率，以達到減震的目的。

3、鋼結構損害的主要因素有：

（一）由荷載變化，超期服役，規范和規程改變導致結構承載力不足；

（二）構件由于各種意外產生變形、扭曲、傷殘、凹陷等，致使構件截面削弱，桿件翹曲，連接開裂等；

（三）溫差作用下引起構件或連接變形、開裂和翹曲；

（四）由于化學物質的侵蝕而產生腐蝕以及電化學腐蝕致使鋼結構構件截面削弱；

（五）其它包括設計、生產、施工中的失誤及服役期中的違規使用和操作等。

三、預應力加固鋼結構施工工藝及步驟

預應力加固鋼結構施工方案分為兩種，一是直接粘貼法，將兩端錨固并施加預應力后，通過膠粘劑粘貼在鋼結構的表面；一般適用于構件表面較平整的拉桿，對構件或其局部進行加固；二是將束作為預應力托索調整應力，一般適用于對整個結構進行整體加固。

選材：用于結構加固用碳纖維主要選用PAN基碳纖維，極限強度可達3500Mpa，彈性模量約為2．35×109Mpa．樹脂體系采用環氧類材料。

設計：根據待修補結構的受力特點、傳力路徑和應力一應變場，確定布的用量、尺寸和鋪設方向等。纖維方向應盡量與損傷構件中最大受力方向保持一致。如果損傷部位處于復雜應力狀態，則纖維取向和鋪層順序應盡量與控制主應力方向一致。

嵌入式預應力張拉技術：鋼結構加固的特殊性，需要一種簡便的預應力施加方式，傳統的預應力施加方式往往是先張摶后錨固，需要相對復雜的張拉機具，以及相應的反力裝置。在錨固的時候，預應力損失也比較大。嵌入式預應力張拉技術，其特點就是先錨固后張拉，以構件本身和先前的錨固作為張拉受力裝置，無需復雜的張拉機具。嵌入式預應力張拉技術可分次施加預應力，可對粘結層產生擠壓效應，提高粘貼的可靠性。同時，因采用先錨固后張拉技術，預應

力損失小，方法簡便有效。

四、預應力加固鋼結構技術應用

1 、工程概況

本工程為某建筑中庭鋼結構玻璃天窗工程。周邊三角形邊梁簡支安裝在短鋼柱上。主受力由三根呈 60°夾角跨度 11．3m 的 HN300×150×6．5×9 鋼梁來承擔。工程的恒荷載由鋼梁的自重 、天窗的錐型龍骨、小檁條以及鋼化玻璃組成。

2、加固設計

（一）體外預應力束線形的選擇

直接針對中心點撓度過大的特點, 在三根呈 60°夾角的鋼梁上設置無粘結體外束，為便于穿束及錨固，體外預應力束均布置在鋼梁腹板兩側，并采用折線形布置。

（二）體外束的預應力損失計算

由于預應力體外束與原鋼梁無粘結作用，其張拉力是在鋼梁粱體發生彈性壓縮的情況下讀取的，并且為了控制張拉力采用了單束分批張拉，因而由此引起的鋼結構彈性壓縮損失極??；此外由收縮、 徐變引起的預應力損失也較小。但是，對于折線形預應力束而言，由于折線角度的存在，預應力柬會產生摩擦損失。同時由于錨具的內縮和變形，張拉端部的錨具損失同樣較大。

（三） 預應力體外束束數的確定

由計算得出單束預應力產生的反力值大小后，確定沿三根鋼梁腹板兩側各設置一根預應力體外束。同一根鋼梁的兩根預應力體外束形成一組，通過折線形折點處的轉向塊傳力于原鋼梁。按照同理三組預應力體外束通過各自的轉向塊疊加作用于原鋼梁上。經過張拉后，在預應力荷載的作用下，體外束與鋼粱體共同組成了一個空間(非平面)的靜力平衡體系。

（四）轉向裝置和張拉端部處理

根據該工程的受力需要。預應力體外柬經張拉后在折線點產生的向上的反力需作用到原鋼梁上。因此應設置可靠的轉向塊以傳遞反向荷載。預應力體外束直接暴露在陽光下，為避免無粘結預應力束外皮的老化脫落， 應在預應力體外束外套 φ24 的鍍鋅鋼管保護。為了避免不必要的摩擦損失，由預應力折線點至張拉端部應保持直線，不產生折角。

3、預應力體外束加固施工和監控

（一）張拉端部和轉向塊的安裝

張拉端部由于應力集中，所以應安裝好各組件。先在鋼邊梁的腹板上緣按照圖紙要求鉆孔。對應孔位，安裝鋼墊板，焊接固定。在鋼墊板上焊接加勁板以及張拉墊塊。鋼墊快應切削成非正六面體形，以保證錨具接觸面與預應力束型的正交。鋼邊梁的后側設置3道加勁板。由于每個張拉端節點有兩個錨具，應合理調整加勁板的位置，不至于遮擋預應力束的安裝。

轉向塊為φ60的短鋼筋切削一半成型，與各組的預應力束在水平方向上呈 90°交叉，應在轉向塊組外安裝定位鋼環。鋼環內徑罩住轉向塊組。鋼環壁開槽，以穿過預應力束。3 組6根預應力束平面呈 60°夾角重疊，立面又各有高度差。鋼環的開槽采用了數控切割技術，滿足了要求。

（二）體外預應力束的固定

為保證安全，應在原鋼結構下方安裝滿鏜腳手架。 預應力束型為折線型。 外套φ24鍍鋅鋼管應預先成型?，F場采用三段鍍鋅鋼管組成整個完整的折線形。中間一段為彎折段，預先按照放樣彎折到位，兩端為直線段，各段之間依靠接頭形成可靠連接。接頭與鍍鋅管之間有約100mm的余量控制，可先預先縮短，在張拉完成后旋開，使鍍鋅管與張拉端頭結合緊密。預應力鋼鉸線穿入鍍鋅管后 ，整體安裝到位 ，裝上錨具并預張拉 5%檢查各構件以確保整體安裝到位。

五、結束語

在對鋼結構進行預應力加固和改造時，如何選擇加固的設計技術，以及如何選定方案，顯得非常復雜和繁瑣，但是整個過程都要嚴格的遵循相關的規范規定和要求進行，在構件和節點設計方面要著重處理，并做好，這樣結構的安全才能獲得保證。

參考文獻：

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[2] 王桂起,呂洪峰. 預應力鋼結構的發展及應用[J]. 林業科技情報. 2012(02)

[3] 陸賜麟,劉學春. 預應力鋼結構技術的創新和拓展[J]. 鋼結構. 2011(08)

篇6

關鍵詞:鋼結構；加固方法；應用與發展

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：

1 引言

隨著科技的發展新型材料的運用越來越廣泛，以鋼結構為主體的建筑，成為發展的主流，近年來，鋼結構更加廣泛應用于公共建筑中，我國目前不僅能生產各種類型的建筑鋼材，同時鋼材生產的新技術、新工藝、新產品日益也增多，如彩鋼壓型板、彩鋼復合板、彩鋼扣板、拱形廠房及彩鋼制品等的生產，使建筑結構充滿現代化時代氣息，實際證明鋼結構建筑在我國更具有廣闊的發展前景。

2 鋼結構加固的原因

鋼結構在具有強度高 、延性好、重量輕等一系列不可替代優點的同時， 也存在著防銹及防火性能差的弱點。調查研究表明，大氣中的水分在鋼材上形成的水膜是引起腐蝕的決定因素， 而大氣相對溫度及侵蝕性介質和二氧化碳等的含量則是影響腐蝕的重要因素。在常溫下，一般鋼材的腐蝕臨界濕度為6 O ％一 7 O ％——即大氣相對濕度超過此臨界值，鋼材的腐蝕速度會成倍甚至幾倍的增加。 而大量的鋼結構所處的環境是含二氧化硫的工業大氣，有時建筑物所處小環境濕度達百分之9 0以上，或有多種侵蝕介質作用。對鋼結構構件進行加固和檢測，為了保證鋼結構構件的使用安全性能，或滿足因為生產工藝改變。

鋼結構需加固補強的常見原因有以下幾點：

2.1.由于設計或施工中造成鋼結構缺陷，使得結構或局部的承載能力達不到設計要求，如焊縫長度不足，桿件切口過長，使截面削弱過多等。

2.2結構經長期使用，出現不同程度的銹蝕、磨損或節點受削弱等，達不到設計要求。

2.3由于使用條件發生變化，結構上荷載增加，原有結構不能適應。

2.4使用的鋼材質量不符合要求。

2.5意外自然災害對結構損傷嚴重。

2.6由于地基基礎下沉，引起結構的變形和損傷。

2.7有時出現結構損傷事故，需要修復。如果損傷是由于荷載超過設計值或者材料質量低劣，或者是構造處理不當，那么修復工作也帶有加固性質。

3 鋼結構加固的主要方法

鋼結構加固可以改變結構計算圖形對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固: a.增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算； b.加設支撐增加結構剛度, 或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性； C.增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩定性； d.在排架結構中重點加強某一列柱的剛度, 使之承受大部分水平力, 以減輕其他柱列負荷； e.在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固: a.改變荷載的分布, 例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載； b.改變端部支承情況, 例如變鉸接為剛結； C.增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構； d.調整連續結構的支座位置； e、將結構變為撐桿式結構；f、施加預應力。對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固: a.增設撐桿變桁架為撐桿式結構； b.加設預應力拉桿。

鋼結構的加固方法有，減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當有成熟經驗時，亦可采用其它加固方法。

3.1改變結構計算圖形。改變結構計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固。改變結構計算圖形的一般加固方法有：①對結構可采用：增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算、加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性、增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩定性、在排架結構中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷、在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。②對受彎桿件可采用：改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載、改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結、增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構、調整連續結構的支座位置、將結構變為撐桿式結構、施加預應力。等的改變其截面內力的方法進行加固。

3.2加大構件截面的加固：采用加大截面加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3.3連接的加固與加固件的連接：鋼結構連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件，并考慮結構原有的連接方法確定。鋼結構加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接，有依據時可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當采用焊縫連接時，應采用經評定認可的焊接工藝及連接材料。

3.4裂紋的修復與加固：結構因荷載反復作用及材料選擇、構造、制造、施工安裝不當等產生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應設法修復。在修復前，必須分析產生裂紋的原因及其影響的嚴重性，有針對性地采取改善結構實際工作或進行加固的措施，對不宜采用修復加固的構件，應予拆除更換。

4 鋼結構加固技術的應用與發展

4.1.鋼絲網復合砂漿(或水泥砂漿)加固法用鋼絲網復合砂漿(或水泥砂漿)加固鋼筋混凝土結構, 雖然已有20 多年的研究歷史, 但在土木工程中的應用仍處于開創性研究階段, 國內在這方面的研究更屬剛起步。但用無機復合砂漿(或水泥砂漿)粘貼鋼絲網加固鋼筋混凝土構件的方法, 比起用有機膠做粘結劑的方法有其獨有的優勢(砂漿與基材間有更好的相容性、協調性、相互滲透性, 而且比有機加固片材抗老化、耐火、耐久性更好), 其應用前景較好。

4.2. 纖維復合材料加固法的發展趨勢纖維復合材料加固法引入我國時間還很短, 但已顯著地顯現出其優勢, 成為科研院所、大專院校研究的熱點, 并得到了廣泛的實際應用。尤其是粘貼纖維加固法較成熟, 應用也比預應力纖維加固法及嵌入式纖維加固法廣泛。根據研究現狀, 這三種纖維加固方法有待解決的共同問題主要有以下幾方面: ①纖維材料加固構件的長期受力性能的深入研究; ②纖維材料對節點加固性能的研究;③用纖維加固的結構在較高溫度下強度嚴重退化, 如何改進加固材料性能和加固構件的防火耐溫措施是有待研究的課題;④加強非碳纖維(玻璃纖維、芳綸纖維)材料加固構件的試驗及理論研究;⑤抗疲勞加固問題的理論研究;⑥如何簡化施工工藝,加強質量保證, 降低工程造價是一件十分緊迫的事情。纖維嵌入式加固法在國外研究較多, 在國內則剛剛起步, 其有待研究的問題較多, 主要有加大纖維嵌入式加固法的試驗及理論研究、新型粘結材料的研究、粘結材料對界面粘結能力的研究、界面粘結破壞及劈裂破壞時截面受彎承載力的研究等。

5 結語

總之，為保證經正常設計、施工的鋼結構工程的可靠度,在使用階段建設單位應對鋼結構進行定期檢查或維修,必要時委托專業機構進行可靠性鑒定,以確保鋼結構的安全性、適用性和耐久性。近幾年來隨著科技發展, 出現了新的加固材料和加固方法, 并且這些技術具有明顯的優勢, 得到了廣泛的應用, 但并不能說明, 新方法新技術就可以取代傳統的方法。在發展新技術的同時, 應做好各種加固方法的優勢互補, 各種加固材料的取長補短, 做好加固技術的開發,為建筑物加固提供切實可靠的技術支持。

參考文獻：

[1] 郭兵,鋼結構的檢測鑒定與加固改造,北京:中國建筑工業出版社,2006.

[2]李小梅,淺議鋼結構的防火處理措施,工程技術，2009.

[3]《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001）.

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關鍵詞：箱形柱 加強筋 鋼筋網片 陶粒混凝土

1.引言

某鋼結構大廈已施工至一十三層時，在工廠制作過程中發現鋼板有夾層現象。大廈設計建筑高度98.8m，引起了高度重視，決定對所用鋼板進行過篩式檢測，尤其是有夾層的同批材料逐塊進行密集性超聲波探傷，檢測結果只發現同批次同厚度規格的鋼板中有此缺陷，并決定此批次以及同厚度其它批次的鋼板停止使用，對已用鋼板追溯到具體鋼柱用在已建大廈的一至三層，查編號落實鋼柱在每層的確切位置，然后對其重點檢測 ，對其余鋼柱也做了一般性檢測，最終發現有5根鋼柱的中間有局部夾層現象，夾層多在鋼板平面中心順著軋制方向，寬度約100mm，長度最長達1000mm，缺陷厚度δ＜0.1mm。

大廈一至三層設計層高為4.6m，主柱結構見圖1所示，裙房高四層其柱截面為750×750×24mm，結構形式與主柱相似。

2.整體思路及抗力驗算

依據《鋼結構設計規范》、《鋼結構加固技術規范》、《高層民用建筑鋼結構技術規程》和《建筑鋼結構焊接技術規程》對有缺陷鋼柱的抗力進行驗算，以便計算確定加固的方案：1）結構材料的現有強度，分層后要考慮材料的強度折減和沿截面分布狀況；2）結構現有的實際剛度，這對確定超靜定結構的彎矩分布至關重要；各種資料收集齊全后，根據加固要求、結構現狀、施工現場及條件、材料供應的可能性，作出加固方案，加固后筋板布置和橫截面結構見圖2示意。

2.1 翼緣板、腹板加固

沿箱形柱的翼緣板和腹板外側焊接筋板20mm×50mm×3920mm，在環板處斷開成兩節；在柱身中間外側四周焊接20mm×50mm×3800mm環形橫板一塊，見圖2a示意。

2.2 平臺梁處加固

在樓層平臺梁處，上下翼緣板四角地方焊接18mm×50mm×300mm的直拐角筋板，與平臺梁翼緣板組成雙層環形箍狀勁板，每層柱身即有三道環形加強板，見圖2C示意。

2.3 陶?；炷良庸?/p>

在柱身外側焊接兩排上下間距450mm∠45×5mm的角鐵，以方便φ4mm鋼筋網片綁掛。然后裝模板預留100mm的間隙準備澆灌CL40陶粒砼，這樣就形成內灌C40砼外包CL40陶粒砼箱形結構柱，見圖2b示意。

3.加固構件的制備

無論翼板、腹板的豎向筋板的坡口，還是環行箍筋板和平臺梁翼緣處拐角筋板的坡口，都用氧―丙烷火焰割出，其坡口或待焊邊緣以及它們周邊的30mm寬度范圍，都應打磨至呈金屬光澤，如圖3所示。平臺梁上下翼緣板加固焊的坡口形式見圖4，打磨和加工坡口是保證焊縫熔深和不含氣孔的重要措施。

4.鋼柱脫漆處理

為保證筋板、陶粒砼與鋼柱緊密結合牢固，需將鋼柱表面油漆進行清理即脫漆處理。本工程使用RSB-703溶劑脫漆劑，此脫漆劑是由芳香族化合物,高溶解力溶劑配合而成液體,具有極強的溶解漆膜的能力,脫漆速度快,效率高，脫漆時間可節省20%左右。

5.加固工程的組裝

5.1 坡口間隙

鋼柱四側豎向筋板及中間環行筋板與柱之間的裝配間隙要求不大于1mm/m，見圖5示意。在遇鋼柱縱縫或橫縫時，將筋板對應處開出過焊縫豁口來保證組裝間隙。

5.2 平臺梁上下翼緣板與筋板的裝配

由于平臺梁上翼緣處的焊接處于仰焊位置和下翼緣焊接的操作空間比較小,故將焊縫設計為單V型坡口不留鈍邊,組裝時不留間隙,組裝情況見圖4所示。

5.3 焊道處打磨

鋼柱經脫漆處理后，需用清水沖洗擦干，并將焊道處的35mm范圍內的污跡、氧化皮磨去呈金屬光澤。

6.焊接

(1)焊接方法采用半自動CO2氣體保護焊，焊接材料用ER50-6、直徑φ1.2mm焊絲，焊機選用NBC-500Ⅲ型數字化焊機。

(2)強調從下往上焊，即先焊環形筋板下面的豎筋板，然后焊環形板和焊環形筋板上邊的豎筋板、平臺梁翼緣板處的加固焊縫，最后定位焊接固定鋼筋網片的角鋼。

(3)強調從兩端焊接向中間即在焊接柱身貼板時，由兩組焊工從兩端向中心施焊，避免筋板在焊接過程中焊點開裂，影響施工的進展。

(4)強調先仰焊后平焊，保證焊角尺寸。

(5)平臺梁上翼緣處的拐角加強板只做仰焊、下翼緣筋板采用雙面角焊縫。

7.陶?；炷凉嘧?/p>

(1)在焊接好筋板和角鋼鋼柱的四個側面，用鐵絲綁扎鋼筋網片規格為80×80×5mm。

(2)待綁扎好后在緊靠角鋼的端面立模板，在模板四周用雙頭螺栓鎖緊固定，不得有縫隙，并在頂部即平臺梁下翼緣處留澆注口。

(3)按CL40強度成分要求配制陶粒砼，用攪拌機混制。人工進行灌注，并用振動棒震實。澆灌口處最后可用陶?；炷潦止みM行封填，然后素灰抹光。

8.結束語

建筑工程中的鋼結構不可避免地存在各種缺陷和損傷。為確保結構安全工作，根據對檢測結果的分析，對鋼板有夾層鋼柱進行外焊筋板、角鋼掛鋼筋網片、包陶?；炷恋姆椒ㄟM行加強，可以恢復鋼柱的承載能力；采用陶粒砼輕質高強結構，可提構件的抗裂性，提高了建筑的整體剛度。

按照上述的加固方案和施工方法及步驟，大廈箱形鋼柱壁板夾層加固處理后，達到了預期的加固效果。

參考文獻

[1]中國工程建設標準化協會標準.CECS77：96鋼結構加固技術規范[S].北京.中國建筑工業出版社.1996.

[2]朱光照.鉚焊結構焊接加固的施工和監理[J].現代焊接.2009年第12期.35-37.

作者簡介：楊建民（1983-）男,河南省西華縣人,助理工程師,現從事鋼結構設計和詳圖技術工作。

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【關鍵詞】鋼結構建筑；加固方式；設計；優點；結構布置；概況；國民經濟

20世紀后幾年，我國城鎮住宅建設以每年竣工面積4.4億平方米，總產值 6000億元（約占GDP9%）的建設迅猛發展，住宅產業成為國民經濟中新世紀的新的增長點。實現住宅產業現代化，解決目前住宅建設中存在工業化水平低，部品化率低以及住宅用材檔次低，壽命低，實心黏土磚能耗高，不利于環保等問題，已被列入新世紀急待解決的問題。我國建筑行業要求全行業研究鋼結構在各類建筑中應用的新體系，擴大其應用范圍，發展多層鋼結構建筑。

一、鋼結構建筑的概況

鋼結構建筑一種新型的建筑體系有可通房地產業、建筑業、冶金業之間的行業界線，集合成為一個新的產業體系，這就是業內人士普遍看好的鋼結構建筑體系。鋼結構建筑相比傳統的混凝土建筑而言，用鋼板或型鋼替代了鋼筋混凝土，強度更高，抗震性更好。并且由于構件可以工廠化制作，現場安裝。因而大大減少工期，由于鋼材的可重復利用，可以大大減少建筑垃圾，更加綠色環保。因而被世界各國廣泛采用，應用在工業建筑和民用建筑中。目前鋼結構建筑在高層建筑上的運用日益成熟，逐漸成為主流的建筑工藝，是未來建筑的發展方向。其優點主要包括以下幾點：

1、大大節約施工時間，施工不受季節影響；

2、增大住宅空間使用面積，減少建筑垃圾和環境污染；

3、建筑材料可重復利用，拉動其他新型建材行業的發展；

4、抗震性能好，使用中易于改造、靈活方便，給人帶來舒適感等等；

5、強度高、自重輕，構件安全富裕度稿，降低建筑物造價；

6、符合國家可持續發展戰略，低碳、綠色、環保、節能燈是國家重點支持的產業。

7、耐熱但不耐火，需要表面涂裝防火涂料；

8、表面需涂裝防腐涂料，減少或避免腐蝕，提高耐久年限。

二、鋼結構選型與結構布置設計

建設部、國家冶金工業局聯合組織建筑用鋼技術協調組制定《國家建筑鋼結構產業"十五"計劃和2015年發展規劃綱要》。綱要中明確闡述：鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費用省、占地面積小、工業化程度高、外形美觀等一系列優點，此外，鋼結構建筑還具有良好的空間感，可設計成大量開放型辦公室圍繞著空中花園、中央天井加上合理的電梯設計可達到最低的能源消耗。因此鋼結構又是環保型和節能型建筑結構。與混凝土結構相比它是環保型和可再次利用的、易于產業化的結構，發達國家在房屋建筑中廣泛采用鋼結構。在鋼結構設計的整個過程中都應該強調的是概念設計，它在結構選型與布置階段尤其重要，對一些難以作出精確性或規范規定的情況，可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系，破壞機理，震害，試驗現象和工程經驗所獲得的設計思想，從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施，運用概念設計可以在早期迅速有效地進行構思，比較與選擇，所得結構方案往往都易于計算，概念清晰，定性正確，并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算，同時，它也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。

鋼結構通常是框架、平面架、網架、索膜、輕鋼、塔桅等結構形式，其理論與技術大都成熟，亦有部分難題沒有解決，或沒有簡單適用的設計方法，結構和選形式，方應考慮它們的特點，基本雪壓大的地區，屋面曲線應有利于積雪滑落，而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構件受拉力為主的懸索結構體系。

結構的布置要根據體系特征、荷載分布情況及性質等綜合考慮。一般說要剛度均勻，力學模型清晰，盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍，使其以最直接的線路傳遞到基礎，柱間抗側支撐的分布應均勻，其形心要盡量靠近側向力（風震）的作用線。否則應考慮結構的扭轉，結構的抗側應有多道防線?？蚣芙Y構的樓層平面次梁的布置，有時可以調整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時會吃不消，此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。

三、建筑鋼結構的加固方式

鋼結構加固的主要方法有：減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當有成熟經驗時，亦可采用其它加固方法。

1、改變結構計算圖形

改變結構計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法。 （1）改變結構計算圖形的一般加固方法為對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固： 如增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算；加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性；增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩定性；在排架結構中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷； 在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。

（2）對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固。如改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載；改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結；增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構；調整連續結構的支座位置；將結構變為撐桿式結構；施加預應力。

（3）對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固。增設撐桿變桁架為撐桿式結構； 加設預應力拉桿。

2、加大構件截面的加固

采用加大截面加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3、連接的加固與加固件的連接

鋼結構連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件，并考慮結構原有的連接方法確定。

鋼結構加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接，有依據時亦可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當采用焊縫連接時，應采用經評定認可的焊接工藝及連接材料。

4、裂紋的修復與加固

結構因荷載反復作用及材料選擇、構造、制造、施工安裝不當等產生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應設法修復。在修復前，必須分析產生裂紋的原因及其影響的嚴重性，有針對性地采取改善結構實際工作或進行加固的措施，對不宜采用修復加固的構件，應予拆除更換。

四、結束語

綜上所述，隨著經濟的發展，鋼結構在建筑加固工程中的應用日趨廣泛，鋼結構是以鋼材為材料制成受力構件的結構，鋼結構住宅以其能使建筑更富有功能化，預工程化程度高，建設成本降低，自重輕，安裝容易，環保節能，抗震性能好等綜合優勢而受到各方面的重視。

參考文獻：

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篇9

關鍵詞：鋼筋混凝土結構；加固方法；注漿加固

前言

鋼筋混凝土結構憑借其堅固、耐久、防火性能好、比鋼結構節省鋼材及成本

低等優點在建筑工程中廣泛應用。隨著社會的高速發展，各種建筑技術和手段不斷更新，然而鋼筋混凝土結構在長期的自然環境和使用環境的作用下，其功能必然逐漸減弱，鋼筋混凝土結構的加固將成為解決這一問題的有效手段，通過采取有效的加固措施，可以保證建筑安全的使用以及人民生命財產安全。

1.粘鋼加固法

粘鋼加固法是通過結構膠粘劑將鋼板粘貼到被加固構件上，相當于對被加固構件進行了體外配筋，不僅提高了被加固構件的強度，對構件裂縫開展、撓度發展也有抑制作用。其特點是：（1）工藝簡便，只需對被加固構件的表面進行處理，用建筑結構膠將鋼板與之牢固地粘結成一個整體。（2）加固施工所需的場地、空間很小，且鋼板粘貼在已開裂構件上一般2天即可使用，對生產和生活影響小，特別適用于應急的加固工程。（3）粘鋼加固所用的鋼板厚度一般為2-6mm，所以，

加固后不影響結構外觀，重量增加少。

2.增大截面加固法

增大截面加固法是最常用的加固方法之一，增大截面加固法是在鋼筋混凝土受彎構件受壓區加混凝土現澆層，可增加截面有效高度，擴大截面面積，從而提高構件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補強的作用。此方法施工工藝簡單、適應性強，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于梁、板、柱、墻和一般構筑物的混凝土加固。但是，增大截面的混凝土層通常較薄，采用一般的混凝土施工方法很難做到混凝土自身密實，也很難達到和原有混凝土面結合牢固。因此，施工時經常使用干式噴射混凝土和濕式噴射混凝土的方法。噴射混凝土的特點是粘結性強，與原有結構面粘結牢固，并且節省準備時間和費用。

3.高強聚合物砂漿鋼絞線加固法

高強聚合物砂漿鋼絞線加固法是以鋼絞線和加筋為增強材料，高強聚合物砂漿為基材組成的薄層結構。與混凝土相比，其主要特點是：（1）具有良好的耐火、耐高溫、耐腐蝕及耐久性。（2）施工便捷、高效，易于大規模機械化施工，而且在結構加固過程中不影響建筑物的使用。（3）對原結構形狀和外觀影響小。高強鋼絞線的強度約為普通鋼材的5倍，而聚合物砂漿是一薄層，一般只有15-25mm左右，基本不增加原結構的質量及幾何尺寸。（4）施工質量易保證。此方法對被加固構件表面沒有平整要求，節點處理方便，可以加固有缺陷或強度低的混凝土結構。因此，可廣泛適用于多種結構類型、結構形狀及多個結構部位的加固修補。

4.化學植筋加固法

植筋法是運用高強度的化學粘合劑，使鋼筋、螺桿等與混凝土產生握裹力，是建筑工程中鋼筋混凝土結構加固最有效的方法。它的主要特點是：（1）施工后產生高負荷承載力，不易產生移位、拔出，并且密實性能良好，無需做任何防水處理。（2）由于其通過化學粘合固定，對基材不會產生膨脹破壞，而且對結構有補強作用，適用于邊距、間距小的部位。（2）施工簡便、迅速、安全并符合環保要求。它的應用范圍很廣，可以用在各類建筑結構增建、變更等預留鋼筋錨固中。

5.注漿加固法

注漿加固法主要是針對鋼筋混凝土建筑物產生的各種裂縫，采用環氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補，在不影響生產運營的情況下可以達到預期的強度，延長結構的使用壽命，施工快捷，加固效果安全可靠。其施工特點是：（1）采用慢速，附壓延續灌漿，可以確保樹脂注入裂縫細微部位。（2）可以控制注入量，必要時可以補充灌漿料。（3）可根據裂縫大小，注入狀況的需要，調整壓力。（4）注入量和注入情形可以目視觀察。它的主要應用范圍是： 混凝土建筑物裂縫的修補，以及橋梁、鐵路的附屬構件如橋墩、橋臺、橋面、隧道等的修補。此外，高壓注漿對于地基承載力不均勻的加固效果顯著。

6.FRP 復合材料加固法

FRP復合材料主要有碳纖維、芳綸纖維及玻璃纖維等，其材料形式主要有片材、棒材和型材。FRP的共同優點是：輕質高強、高彈模、抗疲勞、耐腐蝕耐久性能好、熱膨脹系數低等。另外，FRP復合材料可以節省材料、自由裁剪、施工方便且速度快，雖然其前期投資較大，但維護成本低，經濟效益顯著。可廣泛用于梁、板、柱等混凝土構件的加固，也可用于砌體結構中裂縫修補與加固。因此，FRP復合材料在混凝土結構加固工程中應用潛力巨大。

7.高分子樹脂膠加固法

高分子樹脂膠修補材料粘度極低，能深入到0.02mm裂縫末梢，實現完美修復，樹脂膠不含任何揮發性稀釋劑，不會因此產生固化收縮。對于由于結構承載力不足引起的裂縫，考慮裂縫對混凝土原構件造成的結構強度降低，在裂縫灌注完畢后，對構件采用碳纖維或復合纖維進行補強處理，可廣泛用于混凝土裂縫修補加固、墻面空鼓填充等，此項技術操作簡便、安全高效、大大減少了高空作業時間并提高了施工的安全性。

8.預應力加固法

預應力加固法包括預應力水平拉桿加固法和預應力下撐拉桿加固法兩種：（1）預應力水平拉桿加固法主要用于加固混凝土受彎構件，由于預應力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內產生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構件上，在構件中產生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產生的彎矩，減少了外荷載效應，從而提高了構件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構件的壓力作用，構件裂縫發展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。由于水平拉桿的作用，原構件的截面應力特征由受彎變成了偏心受壓，因此，加固后構件的承載力主要取決于壓彎狀態下原構件的承載力。（2）預應力下撐拉桿加固法，鋼筋混凝土構件采用預應力下撐式拉桿加固定后，形成一個由被加固構件和下撐式拉桿組成的復合超靜定結構體系，在外荷載和預應力共同作用下，拉桿中產生軸向力并通過與構件的結合點（下撐點和桿端錨固點）傳遞給被加固構件，抵消了部分外荷載，改變了原構件截面內力特征，從而提高了構件的承載能力。該法能降低被加固構件的應力水平，不僅加固效果好，而且還能較大幅度地提高結構整體承載力，但加固后對原結構外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結構的加固以及處于高應力、高應變狀態下的混凝土構件的加固，但在無防護的情況下，不能用于溫度在600C以上環境中，也不宜用于混凝土收縮徐變大的結構。

結語：

綜上，上文主要就鋼筋混凝土結構的加固方法進行一一分析。隨著現代建筑科學技術的不斷進步，新型建筑材料不斷出現，混凝土結構加固方法將越來越豐富。因此，在對建筑物進行改造和維修加固時，應結合建筑物的結構特點、當地的具體條件等因素進行經濟性、技術性和可靠性等多方面綜合分析，從而選擇出最適合的加固方法。

參考文獻：

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關鍵詞：鋼網架結構；事故；分析；方法

網架和網殼結構的適用性、美觀性、可靠性、安全性和經濟性已為世人所公認，因而它得到了廣泛的應用和迅猛的發展。特別是網架結構的應用，我國不論在規模上還是數量上都居于世界的領先地位。但是，隨著網架大量應用的同時，也發生了一些大小不同的事故。據不完全統計，自然災害、意外事故者較少，而大多數事故是責任事故，設計、制作、運輸、安裝和管理等方面都曾發生過，使國家的財產和人的生命遭受了不少損失。但這些事故并未受到應有的重視，從中吸取教訓，引以為戒，本文主要進行了鋼網架結構事故分析。

1.事故類型和表現形式

1.1事故類型

（1）按事故造成的危害和損失程度可分為

①惡性事故。網架結構整體或部分塌落，造成了生命和財產的重大損失。

②嚴重事故。網架結構雖未塌落，但已喪失了承載能力，不能正常使用，不得不報廢或重建，造成經濟上的重大損失。

③重大事故。事故發生后，網架整體或較多的桿件、節點經過處理或加固后仍可繼續使用，但造成了較大的經濟損失。

④小事故。網架結構在制造、安裝或使用初期，發現局部存在問題和隱患，但可以用較少的時間和資金予以解決，不影響以后的正常使用。

（2）按事故存在的范圍可分為

①整體事故。網架結構整體塌落或局部有嚴重缺陷，影響了結構的完整性，使結構喪失了承載能力和正常使用能力。

②局部事故。網架結構局部有缺陷或嚴重缺陷，必須及時處理才能保證結構安全正常地使用。

（3）按造成事故因素的多少可分為

①單一因素事故。由于一種因素造成的事故。

②多種因素事故。由于多種因素組合所造成的事故，但其中可以找出最主要的因素。

③復雜因素事故。造成事故的因素很多，但一時難以確切斷定何者為主要因素。

1.2主要表現形式

（1）桿件彎曲。

（2）桿件斷裂。

（3）桿件與節點焊縫連接破壞。

（4）節點板變形或斷裂。

（5）焊縫不飽滿或有氣泡、夾渣，微裂縫超過標準。

（6）高強螺栓斷裂或從球節點中拔出。

（7）桿件在節點相碰，支座腹桿與支承結構相碰。

（8）支座節點移位。

（9）網架撓度過大，超過了規定的要求。

（10）網架結構倒塌。

2.鋼網架結構事故原因

2.1設計原因

（1）結構型式選擇不合理，支撐體系或再分桿體系設計不周，網架尺寸不合理。如當采用正交正放網架時，未沿周邊網格上弦或下弦設置封閉的水平支撐，致使網架不能有效傳遞水平荷載。

（2）力學模型、計算簡圖與實際不符。如網架支座構造屬于兩向約束時，計算時按三向約束考慮。

（3）計算方法的選擇、假設條件、電算程序、近似計算法使用的圖表有錯誤，未能發現。

（4）桿件截面匹配不合理，忽視桿件初彎曲、初偏心和次應力的影響。

（5）荷載低算和漏算，或由于網架工況復雜，荷載組合不當。對自然災害（如地震、風振、溫度變化、積水積雪、火災、大氣或有害氣體及物質的腐蝕性等）估計不足或處置不當，或對一些大中型網架結構應該進行的非線性分析，穩定性分析，支座不均勻沉降、不均勻側移，重型橋式吊車對網架的影響，中、重級懸掛吊車對網架的疲勞驗算等，沒有進行驗算和分析。

（6）材料（包括鋼材、焊條等）選擇不合理。

（7）網架結構設計計算后，不經復核就增設桿件或大面積的代換桿件，從而導致超強度設計值桿件的出現。

（8）設計圖紙錯誤或不完備。如幾何尺寸標注不清或矛盾，對材料、加工工藝要求、施工方法及特殊節點的特殊要求有遺漏或交代不清等。

（9）節點型式及構造錯誤、節點細部考慮不周全。

2.2制作原因

（1）材料驗收及管理混亂，不同鋼號、規格材料混雜使用，特別是混用了可焊性差的高碳鋼，鋼管管徑與壁厚有較大的負偏差，拼裝前桿件有初彎曲而不調直。

（2）桿件下料尺寸不準，特別是壓桿超長、拉桿超短。

（3）不按規范規定對鋼管剖口，對接焊縫焊接時不加襯管或不按對接焊縫要求焊接。

（4）高強螺栓材料有雜質，熱處理時淬火不透，有微裂縫。

（5）球體或螺栓的機加工有缺陷，球孔角度偏差過大。

（6）螺栓未擰緊，網架在使用期間在接縫處出現縫隙，螺栓受水氣侵入而銹蝕。

（7）支座底板與底板連接或肋板采用氧氣切割而不將其端面刨平，組裝時不能緊密頂緊，支座受力時產生應力集中或改變了傳力路線。

（8）焊縫質量差，焊縫高度不足，未達到設計要求。

2.3拼裝和吊裝原因

（1）胎具或拼裝平臺不合規格即進行網架拼裝，使單元體產生偏差，最后導致整個網架的累積誤差很大。

（2）焊接工藝、焊接順序錯誤，產生很大的焊接應力，造成桿件或整個網架變形。

（3）桿件或單元或整個網架拼裝后有較大的偏差而不修正，強行就位，造成桿件彎曲或產生很大的次應力。

（4）對網架施工階段的吊點反力、桿件內力、撓度等不進行驗算，也不采取必要的加固措施。

（5）施工方案選擇錯誤，分條分塊施工時，不采取正確的臨時加固措施，使此局部網架為幾何可變體系。

（6）網架整體吊裝時采用多臺起重機或拔桿，各吊點起升或下降時不同步，用滑移法施工時，牽引力和牽引速度不同步，使部分桿件彎曲。

（7）支座預埋鋼板、錨栓位置偏差較大，造成網架就位困難，為圖省事而強迫就位或預埋板與支座底板焊死，從而改變了支承的約束條件。

（8）看圖有誤或粗心，導致桿件位置放錯。

（9）不經計算校核，隨意增加桿件或網架支承點。

2.4使用原因

（1）使用荷載超過設計荷載。如屋面排水不暢，積灰不及時清掃，積雪嚴重及屋面上隨意堆料、堆物等，都會導致網架超載。

（2）使用環境的變化（包括溫度、濕度、腐蝕性介質的變化），以及使用用途的改變。

（3）基礎的不均勻沉降。

（4）地震作用。

3.鋼網架結構事故分析方法

3.1對網架結構設計及加工、安裝文件資料進行全面查閱

（1）查閱網架及其相關的下部結構的圖紙、計算書、設計修改等資料，注意其支承條件、荷載狀況、工況組合及必要的驗算是否正確無誤。

（2）查閱網架結構的零部件的生產檢測記錄、材料的質量證明和試驗報告、零部件產品合格證書及試驗報告、焊縫質量及零部件檢驗資料等，是否符合國家有關標準的要求。

（3）查閱網架結構安裝施工記錄及檢測驗收文件，包括網架就位后的縱橫向邊長偏差、支承點中心偏移、高度偏差和撓度記錄等。

3.2對網架結構實際狀況進行全面的調查

（1）調查網架的實際狀況，包括總平面尺寸、網格尺寸、網架高度、支承情況、荷載、抗震設防烈度、地基土類別、使用環境等。

（2）檢查網架結構零部件及焊縫質量。

（3）查看網架的安裝質量，其中包括安裝偏差的大小。

（4）檢測網架結構的使用現狀，如網架撓度、桿件彎曲等。

3.3對網架結構進行必要的驗算和復核

（1）首先對原設計進行復核，即以原設計條件為依據，對原桿件截面進行校算，看是否存在超強度設計值桿件。

（2）當原設計有不安全桿件時，按實際的支承狀況、荷載和使用狀況，用規范允許的強度設計值進行復核，看其是否安全。

（3）當原設計已經改變，如有增設的桿件及大量的截面代換、增加較大孔洞等，則應按實際的結構狀況進行復核。

參考文獻