鋼結(jié)構(gòu)加固的原則及程序（加固基礎(chǔ)知識）!

鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)涉及兩個方面，一是對鋼結(jié)構(gòu)建筑物進行的加固，二是對混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等建筑物采用鋼材進行的加固處理。

當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重缺陷、損傷或使用條件發(fā)生改變，經(jīng)檢查、驗算結(jié)構(gòu)的強度（包括 連接）、剛度或穩(wěn)定性等不滿足設(shè)計要求時，應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)進行加固。如出現(xiàn)以下情況之一 時，需要進行加固：

（1） 由于設(shè)計或施工中造成鋼結(jié)構(gòu)缺陷，使得結(jié)構(gòu)或其局部的承載能力達(dá)不到設(shè)計要 求，如焊縫長度不足、桿件中切口過長、截面削弱過多等。

（2） 結(jié)構(gòu)經(jīng)長期使用，存在不同程度銹蝕、磨損，結(jié)構(gòu)或節(jié)點受到削弱，使得結(jié)構(gòu)或 其局部的承載能力達(dá)不到原來的設(shè)計要求。

（3） 由于使用條件發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)上荷載增加，原有結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)。

（4） 使用的鋼材質(zhì)量不符合要求。

（5） 意外自然災(zāi)害對結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重。

（6） 由于地基基礎(chǔ)下沉，引起結(jié)構(gòu)變形和損傷。

（7） 有時出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷事故，需要修復(fù)。如果損傷是由于荷載超過設(shè)計值或者材料質(zhì) 量低劣，或者是構(gòu)造處理不恰當(dāng)，那么修復(fù)工作也帶有加固的性質(zhì)。

1、加固的原則

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件加固是一項復(fù)雜的工作，考慮因素很多，加固方法應(yīng)從施工方便、不影響 生產(chǎn)、經(jīng)濟合理、效果好等方面來選擇。一般原則如下：

（1） 結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠性鑒定不滿足要求時，必須進行加固處理。加固的范圍和內(nèi)容應(yīng)根據(jù) 鑒定結(jié)論和加固后的使用要求，由設(shè)計單位與業(yè)主協(xié)商確定。加固設(shè)計的內(nèi)容和范圍，可 以是結(jié)構(gòu)整體，亦可以是指定的區(qū)段、特定的構(gòu)件或部位。

（2） 加固后的鋼結(jié)構(gòu)的安全等級應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重程度、結(jié)構(gòu)的重要性和下 一個使用期的具體要求，由委托方和設(shè)計者按實際情況商定。

（3） 結(jié)構(gòu)加固時盡可能做到不停產(chǎn)或少停產(chǎn)，因停產(chǎn)的損失往往是加固費用的幾倍或 幾十倍。能否在負(fù)荷下不停產(chǎn)加固，取決于結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，一般構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力小于鋼材 設(shè)計強度的 80%以下，且構(gòu)件損壞、變形等不太嚴(yán)重時，可采用負(fù)荷不停產(chǎn)加固方法.

在負(fù)荷狀態(tài)下進行焊接加固是非常危險的，承受靜力荷載和間接承受動力荷載的構(gòu)件 在實際荷載產(chǎn)生的原有桿件應(yīng)力最好在鋼材設(shè)計強度的60%下，極限不得超過承受動力荷載的構(gòu)件不得超過40% ，否則采取相應(yīng)措施才能施焊；加大角焊縫厚度時， 加固方法及程序 原有焊縫在扣除焊接熱影響區(qū)長度后的承載能力，應(yīng)不小于外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。

《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》對負(fù)荷狀態(tài)下進行加固做了如下明確規(guī)定：焊接鋼結(jié)構(gòu)加固時，原有構(gòu)件或連接的實際名義應(yīng)力值應(yīng)小于 0.55fy ，且不得考慮加固構(gòu)件的塑性變形發(fā)展；非焊接鋼結(jié)構(gòu)加固時，其實際名義應(yīng)力值應(yīng)小于0.7fy ，對于直接承受動力荷載的一般結(jié)構(gòu)最大名義應(yīng)力不得超過0.4fy .

（4） 鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計應(yīng)與實際施工方法緊密結(jié)合，并應(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，使其形成整體共同工作。在加固施工時，應(yīng)避免對未 加固的部分或構(gòu)件造成不利的影響，并充分考慮現(xiàn)場條件對施工方法、加固效果和施工工期的影響，應(yīng)采取減少構(gòu)件在加固過程中產(chǎn)生附加變形的加固措施和施工方法。

（5） 對于高溫、腐蝕、冷脆、振動、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞，應(yīng)提出 其相應(yīng)的處理對策后再進行加固。

（6） 對于加固時可能出現(xiàn)傾斜、失穩(wěn)或倒塌等不安全因素的鋼結(jié)構(gòu)，在加固施工前， 應(yīng)采取相應(yīng)的臨時安全措施，以防止事故的發(fā)生。

2、加固方法及程序

根據(jù)加固的對象，鋼結(jié)構(gòu)的加固可分為鋼柱的加固、鋼梁的加固、鋼屋架或托架的加 固、吊車系統(tǒng)的加固、連接和節(jié)點的加固、裂紋的修復(fù)和加固等。

根據(jù)損害范圍，鋼結(jié)構(gòu)的加固可分為兩大類：一是局部加固，一般只對某些承載能力 不足的桿件或連接節(jié)點進行加固。二是全面加固，是對整體結(jié)構(gòu)進行的加固。

A、從設(shè)計的角度來講，鋼結(jié)構(gòu)的加固主要可分為兩大類：

（1） 改變結(jié)構(gòu)計算簡圖的加固方法：采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)、 邊界條件、增設(shè)附加桿件或支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同作用等措施對結(jié)構(gòu)進行加固的方法 。

（2） 不改變結(jié)構(gòu)計算簡圖的加固方法：在不改變結(jié)構(gòu)計算簡圖的前提下，對原結(jié)構(gòu)的 構(gòu)件截面和連接進行補強的方法。此時對構(gòu)件的加固又稱為加大截面法。

B、從施工的角度來講，鋼結(jié)構(gòu)的加固也分為兩大類：

（1）卸載或部分卸荷加固：結(jié)構(gòu)損傷較嚴(yán)重或構(gòu)件的應(yīng)力很高，或者補強施工不得不 臨時削弱承受很大內(nèi)力的構(gòu)件及連接時，需要暫時減輕其負(fù)荷。對某些主要承受移動荷載 的結(jié)構(gòu)（如吊車梁等）可限制移動荷載，這就相當(dāng)于部分卸荷了。當(dāng)結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重或原結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的承載能力過小，不宜就地補強時，還需考慮將構(gòu)件拆下補強或更換。此時，應(yīng)采取 措施使結(jié)構(gòu)構(gòu)件完全卸荷。

（2）在負(fù)荷狀態(tài)下加固：這是加固工作量最小、最簡便的方法。但為保證結(jié)構(gòu)的安全，應(yīng)要求原結(jié)構(gòu)的承載力應(yīng)有不少于20%的富余。并且構(gòu)件應(yīng)沒有嚴(yán)重的損傷。

加固工作應(yīng)按（圖1）所示的程序進行。確定加固方案前，一般應(yīng)搜集下列資料：

①原有結(jié)構(gòu)竣工圖（包括更改圖）及驗收記錄；

②原有鋼材材質(zhì)報告復(fù)印件或現(xiàn)做材質(zhì)檢驗報告；

③原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、安裝驗收記錄；

④原有結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書；

⑤結(jié)構(gòu)或構(gòu)件損壞情況檢查報告；

6現(xiàn)有實際荷載和加固后新增加的荷載數(shù)據(jù)。