鋼結構如何加固
發布時間:2014-07-15
1 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、加大原結構構件截麵和連接強度、阻止裂紋擴展等。當有成熟經驗時,也可采用其他的
加固方法。jingjiandingxuyaojiagudegangjiegou,genjusunhaifanweiyibanfenweijubujiaguhequanmianjiagu。jubujiagushiduimouchengzainenglibuzudeganjianhuolianjiejiedianchujinxingjiagu,youzengjiaganjianjiemianfa、jianxiaoganjianziyouchangdufahelianjiejiedianjiagufa。quanmianjiagushiduizhengtijiegoujinxingjiagu,youbugaibianjiegoujinglijisuantuxingjiagufahegaibianjiegoujinglijisuantuxingjiagufalianglei。zengjiahuojiaqiangzhichengtixi,yeshiduijiegoutixijiagudeyouxiaofangfa。zengjiayuanyougoujianjiemiande
加固方法是最費料最費工的方法(但往往是可行的方法);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。
確定
加固方案前,應搜集下列資料:(1)原有結構的竣工圖(包括更改圖)及驗收記錄。(2)原有
鋼材材質報告複印件或現場材質檢驗報告。(3)原有結構構件製作、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後新增加荷載的數據。來源:www.bjlongyu.com
2 鋼結構損害的主要因素及
加固技術措施
2.1鋼結構損害的主要因素有:(1)由荷載變化,超期服役,規範和規程改變導致結構承載力不足;(2)構件由於各種意外產生變形、扭曲、傷殘、凹陷等,致使構件截麵削弱,杆件翹曲,連接開裂等;(3)溫差作用下引起構件或連接變形、開裂和翹曲;(4)由於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麵削弱;(5)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。
2.2鋼結構的
加固技術措施主要有三種:(1)截麵補強法:在局部或沿構件全長以
鋼材補強,連成整體使之共同受力;(2)改變計算簡圖:增設附加支承,調整荷載分布情況,降低內力水平,對超靜定結構支座進行強迫位移,降低應力峰值;(3)預應力拉索法:利用高強拉索加固結構薄弱環節或提高結構整體承載力、剛度和穩度。
3 預應力加固
鋼結構技術
3.1傳統的鋼
結構加固存在的問題:焊接加固時,高溫作用使焊接部位的組織及性能劣化;而且焊縫必然存在缺陷,會產生新的裂紋;焊han接jie結jie構gou內nei部bu存cun在zai殘can餘yu應ying力li,與yu其qi他ta作zuo用yong結jie合he可ke能neng導dao致zhi開kai裂lie。焊han接jie使shi結jie構gou形xing成cheng連lian續xu的de整zheng體ti,裂lie縫feng一yi旦dan失shi穩wen擴kuo展zhan,就jiu有you可ke能neng一yi斷duan到dao底di,引yin發fa重zhong大da事shi故gu。
采用螺栓連接需要在損傷部位附近的母材上開孔,削弱了截麵,形成新的應力集中區;普通螺栓在動載作用下易鬆動,高強螺栓易發生應力鬆弛現象,降低了結構的修補效果。
粘鋼加固技術是在鋼結構表麵用特製的
建築結構膠粘貼
鋼板,依靠結構膠使之粘結成整體共同工作,以提高結構承載力。這些
加固方法共同的缺點是使結構重量增加很多,
鋼板不易製作成各種複雜形狀,運輸和安裝也不方便,且
鋼板易鏽蝕,影響粘結強度,維護費用高。本文來源:考試大網
3.2粘貼加固鋼結構的特點: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麵,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,加固後基本不增加原結構的自重和原構件的尺寸;(2)複合材料具有良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能;(3)柔性的複合材料對於任意封閉結構和形狀複雜的被加固結構表麵具有特別的優勢。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,特別適合現場修複;(5)施工過程中無明火,適用於各種特殊環境。
3.3預應力加固的優點:(1)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,可消除應力滯後現象,充分利用的高強特性,提高加固效率。(4)結合可靠錨固,可降低粘結界麵的剝離應力,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。
4
碳纖維加固安裝工藝
4.1表麵處理:(1)先用粗砂紙打磨構件的粘結區域,清理構件表層,用丙酮或酒精溶液擦洗表麵,去除汙染物,晾置幹燥,用粘結劑浸潤表麵。(2)在設計要求的位置打孔,應遠離待加固部位以免造成二次損傷;(3)在纖維布表麵抹膠,將纖維束間的空隙初步封閉,稍幹硬後進行灌膠;(4)膠稍幹後第二次施加預應力至設計的控製應力(利用擠壓效應,提高粘貼質量),用膠將纖維束充分浸透,提高共同工作性能。(5)常溫下48小時後(氣溫較低時應適當延長時間),膠充分硬結後,割除多餘的螺杆,根據結構的實際要求進行表麵防護處理。
4.2預應力加固的設計與計算原則預應力加固鋼結構除遵守一般鋼
結構加固的準則與規定外,還具有以下的特點:(1)進行靜力計算時必須首先確定一些與調整應力有關的參數,例如輔助平衡力大小、預應力力度、預應力卸載彎矩值、支座標高的位移值等;(2)要確定調整應力時的合理荷載值或應力水平,換言之,要分析判斷加固結構時是否需要全部卸載,或卸載至某一水平。
4.3在加固結構的設計計算中應遵守下列原則:(1)加固件與被加固件皆在材料彈性範圍內受力,兩者在荷載下同時達到材料的強度設計值;(2)充分發揮材料強度潛力,加固件的預應力度可使被加固件的應力卸載至其反向應力的極值;(3)預應力加固設計中同樣應當考慮預應力加載係數、預應力損失係數、工作條件係數、荷載係數等。
5 預應力加固鋼結構
施工工藝及步驟
預應力加固
鋼結構方案可分為兩種,一是直接粘貼法,將兩端錨固並施加預應力後,通過膠粘劑粘貼在鋼結構的表麵;一般適用於構件表麵較平整的拉杆,對構件或其局部進行加固;二是將束作為預應力拉索調整應力,一般適用於對整個結構進行整體加固。
5.1選材:用於
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。樹脂體係采用環氧類材料。
5.2設計:根據待修補結構的受力特點、傳力路徑和應力-應變場,確定布的用量、chicunhepushefangxiangdeng。xianweifangxiangyingjinliangyusunshanggoujianzhongzuidashoulifangxiangbaochiyizhi。ruguosunshangbuweichuyufuzayinglizhuangtai,zexianweiquxianghepucengshunxuyingjinliangyukongzhizhuyinglifangxiangyizhi。
5.3嵌入式預應力張拉技術:鋼
結構加固的de特te殊shu性xing,需xu要yao一yi種zhong簡jian便bian的de預yu應ying力li施shi加jia方fang式shi,傳chuan統tong的de預yu應ying力li施shi加jia方fang式shi往wang往wang是shi先xian張zhang拉la後hou錨mao固gu,需xu要yao相xiang對dui複fu雜za的de張zhang拉la機ji具ju,以yi及ji相xiang應ying的de反fan力li裝zhuang置zhi。在zai錨mao固gu的de時shi候hou,預yu應ying力li損sun失shi也ye比bi較jiao大da。嵌qian入ru式shi預yu應ying力li張zhang拉la技ji術shu,其qi特te點dian就jiu是shi先xian錨mao固gu後hou張zhang拉la,以yi構gou件jian本ben身shen和he先xian前qian的de錨mao固gu作zuo為wei張zhang拉la受shou力li裝zhuang置zhi,無wu需xu複fu雜za的de張zhang拉la機ji具ju。嵌qian入ru式shi預yu應ying力li張zhang拉la技ji術shu可ke分fen次ci施shi加jia預yu應ying力li,可ke對dui粘zhan結jie層ceng產chan生sheng擠ji壓ya效xiao應ying,提ti高gao粘zhan貼tie的de可ke靠kao性xing。同tong時shi,因yin采cai用yong先xian錨mao固gu後hou張zhang拉la技ji術shu,預yu應ying力li損sun失shi小xiao,方fang法fa簡jian便bian有you效xiao。