钢结构加固
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钢结构加固范文第1篇
中图分类号：TU391文献标识码： A
引言
我国的建筑钢结构建设事业正在蓬勃发展。但与发达国家相比仍存在着比较明显的差距，为了推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用，必须要加强对钢材的科技创新。只有创造条件积极发展我国自己的钢结构体系，才能适应今后建筑钢结构不断发展的要求。
一、钢结构相关问题概述
1、在钢结构设计的整个过程中都应该强调的是概念设计，它在结构选型与布置阶段尤其重要，对一些难以作出精确性或规范规定的情况，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系，破坏机理，震害，试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施，运用概念设计可以在早期迅速有效地进行构思，比较与选择，所得结构方案往往都易于计算，概念清晰，定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算，同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
2、钢结构通常是框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构形式，其理论与技术大都成熟，亦有部分难题没有解决，或没有简单适用的设计方法，结构选形，还应考虑它们自身的特点，基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落，而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉力为主的悬索结构体系。结构的布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般说要刚度均匀,力学模型清晰,尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础,柱间抗侧支撑的分布应均匀,其形心要尽量靠近侧向力(风、地震)的作用线。否则应考虑结构的扭转,结构的抗侧应有多道防线。框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小构件截面，可沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。
3、结构布置结束后,需对构件截面作初步估算。主要是梁、柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁可选择槽钢、工字钢、轧制或焊接H型钢截面等。对应不同结构,规范中对截面的构造要求有很大的不同。在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。除此之外,构件截面形式的选择没有固定的要求,结构工程师可根据构件的受力情况,选择适用的截面。
二、钢结构进行加固的原因
随着近年来各类建筑物改造工程的迅速发展，我们对建筑物的要求也越来越高，同样对工程技术人员的要求也逐渐的提高，他们所面临的主要问题就是如何采取有效措施对即有建筑物进行处理以达到其功能要求。当出现以下状况时，我们就要对已有钢结构进行加固，一是钢结构存在严重的损坏、损伤或者是钢结构点的使用条件发生改变；另外就是经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求。下面列举几种常见的需要钢结构加固的状况：
1、在建筑物初期建造时，设计或者施工中存在问题使得钢结构存在缺陷，焊缝长度不足，杆件切口过长，使截面削弱过多就会造成钢结构缺陷。
2、钢结构使用年限太长，自然条件造成钢结构不同程度上的磨损、锈蚀等，造成钢结构出现缺陷。
3、建筑物在实际应用过程中未能按照设计强度使用，超出了设计时的荷载，使得钢结构经常处在超载状态，严重影响钢结构的使用。搭建钢结构时，为了降低成本，使用一些达不到设计强度要求的钢材。
4、地震、泥石流等自然灾害的发生会在很大程度上损坏钢结构。构建钢结构时没能深入考察当地的地形、地质，进而使得钢结构由于地基基础下沉发生损坏。
三、钢结构的加固方法应用
1、改变钢结构计算图形的加固法
所谓的改变钢结构计算图形的加固法就是通过改变荷载分布状况、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；增加支撑形成空间结构并按空间结构验算是我们改变结构计算图形的一般方法。另外我们还会通过一些手段使得结构的承载力和结构动力特性得以改善，比如加设支撑增加结构刚度，调整结构的自震周期。我们还可以减小结构的长细比，比如增设支架或者辅助杆件来提高钢结构的稳定性。
2、增设支点加固法
通过额外增设支撑点来承担一部分负荷，减小结构计算的跨度，进而使得结构的内力分布也发生改变，从而大幅度的提高建筑承载能力就是我们所说的增设支点加固法。在梁、板上增设支点后，不仅能够通过减小建筑跨度，很大程度上的提高钢结构承载能力，而且还能够有效解决梁、板的挠曲变形的问题。从定义上不难看出，这种加固方法主要适用于一些大空间结构中，梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。简单、可靠是增设支点加固法的优点，存在的不足之处就是减小了建筑的有效使用空间。
3、粘结外包型钢加固法
在被加固构件的外边包上型钢或者钢板就是我们所说的外包钢加固法。外包法可以分为湿式外包法和干式外包法两种方法。湿式外包法就是采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加同构件粘结成一整体。外包钢加固法采用的就是湿式外包法，用这种方法加固后的构件，受拉和受压钢截面面积会有发幅度的提升，进而提高了正截面承载力和截面刚度。
4、粘贴纤维增强塑料加固法
粘贴纤维增强塑料加固法是一种类似于粘结外包型钢加固法的加固方法，这就使得这种方法加固之后的钢结构拥有了上种方法的特点。但是由于此时我们粘贴的是纤维增强塑料，就使得这种方法具备了粘结外包型钢加固法不具备的特点，那就是耐腐浊、耐潮湿，几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低，但值得一提的是，采用粘贴纤维增强塑料加固法，还应做专门的防火处理，用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。另外，在加固完成后，还要判断粘接效果或用超声波法探测粘贴密度，如锚固区粘贴面积少于90％，非锚同区粘贴面积少于70％，则此粘贴无效，应剥下重新粘贴。对于重大工程来说，还应该进行必要的抽样检查，以保证加固工程的质量。
四、钢结构加固中应注意的问题研究
虽然我们明确了加固的方法，但是在进行加固工作时，我们还应注意以下两点：
1、先鉴定后加固
在确定结构加固方案之前，我们必须要对原有的结构进行检测，并出具质量可靠性鉴定，只有根据鉴定结构才能够做出合理的结构加固方案，避免为加固工程留下隐患。
2、结构加固方案要科学选择
考虑已有结构实际现状和加固后结构受力及使用要求，是我们在选择加固方案时必须要考虑的问题。同时，一定要明确加固后结构体系的受力路线，结构要可靠。如何使得新的结构和材料可靠的连接起来也是施工人员需要提前解决的一个问题。在整个加固方案确定的过程中，要尽可能的减少对原有构件的移动或拆除。同时最大程度的利用原有构件，充分保留原有构件的承载能力。总的原则就是要遵循技术上可靠，经济上合理，施工上方便。
结束语
总而言之，建筑钢结构不同程度上的损坏是不可避免的，我们要做的就是在原有钢结构出现一定程度上的损坏时，对其进行加固，延长建筑物的使用寿命，避免更换构件所造成的极大的浪费，防止材料在荷载和环境等因素的作用下出现持续的损坏，造成钢结构工程事故。从另一个角度上看，钢结构出现损伤是不同步的，往往损坏只出现在结构的一部分，因此，我们不可能因为一小部分的损坏就去更换整个钢结构，所以，提高钢结构加固技术就成为提倡可持续发展的今天势在必行的一个问题。
参考文献
钢结构加固范文第2篇
1、钢结构损害的主要因素及加固技术措施
钢结构损害的主要因素有：1）由荷载变化，超期服役，规范和规程改变导致结构承载力不足；2）构件由于各种意外产生变形、扭曲、伤残、凹陷等，致使构件截面削弱，杆件翘曲，连接开裂等；3）温差作用下引起构件或连接变形、开裂和翘曲；4）由于化学物质的侵蚀而产生腐蚀以及电化学腐蚀致使钢结构构件截面削弱；5）其它包括设计、生产、施工中的失误及服役期中的违规使用和操作等。
钢结构的加固技术措施主要有三种：1） 截面补强法：在局部或沿构件全长以钢材补强，连成整体使之共同受力；2） 改变计算简图：增设附加支承，调整荷载分布情况，降低内力水平，对超静定结构支座进行强迫位移，降低应力峰值；3） 预应力拉索法：利用高强拉索加固结构薄弱环节或提高结构整体承载力、刚度和稳度。
2、预应力CFRP加固钢结构技术
目前，国内外对预应力CFRP加固钢结构技术的研究、试验和应用涉足甚少。因此，如何将高性能预应力CFRP加固技术引入到钢结构工程的加固中，以提高钢结构的承载能力和可靠性，将是钢结构工程加固领域中的一次技术革命。
2.1 传统的钢结构加固存在的问题
焊接加固时，高温作用使焊接部位的组织及性能劣化；而且焊缝必然存在缺陷，会产生新的裂纹；焊接结构内部存在残余应力，与其他作用结合可能导致开裂。焊接使结构形成连续的整体，裂缝一旦失稳扩展，就有可能一断到底，引发重大事故。
采用螺栓连接需要在损伤部位附近的母材上开孔，削弱了截面，形成新的应力集中区；普通螺栓在动载作用下易松动，高强螺栓易发生应力松弛现象，降低了结构的修补效果。
粘钢加固技术是在钢结构表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，依靠结构胶使之粘结成整体共同工作，以提高结构承载力。
这些加固方法共同的缺点是使结构重量增加很多，钢板不易制作成各种复杂形状，运输和安装也不方便，且钢板易锈蚀，影响粘结强度，维护费用高。
2.2 CFRP粘贴加固钢结构的特点
CFRP粘贴加固钢结构是利用粘结剂将CFRP粘贴到钢结构损伤部位的表面，使一部分荷载通过粘结层传递到CFRP上，降低了结构损伤部位的应力。粘贴CFRP加固技术具有明显的优势：
1） CFRP的比强度和比刚度高，加固后基本不增加原结构的自重和原构件的尺寸；
2） 复合材料具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能；
3） 柔性的复合材料对于任意封闭结构和形状复杂的被加固结构表面具有特别的优势。密封性好，减少了渗漏甚至腐蚀的隐患；
4） 简便易行、成本低、效率高，在狭小空间亦可施工，特别适合现场修复；
5） 施工过程中无明火，适用于各种特殊环境。
2.3 预应力加固的优点
1） 加固工作可在不卸载、不停产的条件下进行；
2） 施加预应力可直接减小变形，迅速消除超逾应力和内力峰值；
3） 与非预应力方式相比，可消除应力滞后现象，充分利用CFRP的高强特性，提高加固效率。
4） 结合可靠锚固，可降低粘结界面的剥离应力，避免CFRP整体剥落，提高加固的可靠性；
5） 降低加固费用和使用成本。
3.预应力CFRP加固钢结构施工工艺及步骤
预应力CFRP加固钢结构方案可分为两种，一是直接粘贴法，将CFRP两端锚固并施加预应力后，通过胶粘剂粘贴在钢结构的表面；一般适用于构件表面较平整的拉杆，对构件或其局部进行加固；二是将CFRP束作为预应力拉索调整应力，一般适用于对整个结构进行整体加固。
1、 选 材
用于结构加固用碳纤维主要选用PAN基碳纤维，极限强度可达3500Mpa，弹性模量约为2.35×109Mpa.树脂体系采用环氧类材料。
2、 设 计
根据待修补结构的受力特点、传力路径和应力-应变场，确定CFRP布的用量、尺寸和铺设方向等。纤维方向应尽量与损伤构件中最大受力方向保持一致。如果损伤部位处于复杂应力状态，则纤维取向和铺层顺序应尽量与控制主应力方向一致。
3、 嵌入式预应力张拉技术
钢结构加固的特殊性，需要一种简便的预应力施加方式，传统的预应力施加方式往往是先张拉后锚固，需要相对复杂的张拉机具，以及相应的反力装置。在锚固的时候，预应力损失也比较大。嵌入式预应力张拉技术，其特点就是先锚固后张拉，以构件本身和先前的锚固作为张拉受力装置，无需复杂的张拉机具。嵌入式预应力张拉技术可分次施加预应力，可对粘结层产生挤压效应，提高粘贴的可靠性。同时，因采用先锚固后张拉技术，预应力损失小，方法简便有效。锚固及张拉装置见图1：
4 、纤维布安装工艺
1） 表面处理：先用粗砂纸打磨构件的粘结区域，清理构件表层，用丙酮或酒精溶液擦洗表面，去除污染物，晾置干燥，用粘结剂浸润表面。
（a）安装前（b）安装后
图1.锚夹具安装示意图
2）在设计要求的位置打孔，应远离待加固部位以免造成二次损伤；
3）采用挤推法带胶按图1所示方法安装纤维布，将纤维布初步张紧；待锚固处胶硬结后第一次施加预应力，将纤维布完全拉直，此时纤维布与钢结构构件表面留有一定的空隙；
4）在纤维布表面抹胶，将纤维束间的空隙初步封闭，稍干硬后进行灌胶；
5）胶稍干后第二次施加预应力至设计的控制应力（利用挤压效应，提高粘贴质量），用胶将纤维束充分浸透，提高共同工作性能。
6） 常温下48小时后（气温较低时应适当延长时间），胶充分硬结后，割除多余的螺杆，根据结构的实际要求进行表面防护处理。
4. 预应力CFRP加固的设计与计算原则
预应力CFRP加固钢结构除遵守一般钢结构加固的准则与规定外，还具有以下的特点：
1） 进行静力计算时必须首先确定一些与调整应力有关的参数，例如辅助平衡力大小、预应力力度、预应力卸载弯矩值、支座标高的位移值等；
2） 要确定调整应力时的合理荷载值或应力水平，换言之，要分析判断加固结构时是否需要全部卸载，或卸载至某一水平。
在加固结构的设计计算中应遵守下列原则：
1） 加固件与被加固件皆在材料弹性范围内受力，两者在荷载下同时达到材料的强度设计值；
2） 充分发挥材料强度潜力，加固件的预应力度可使被加固件的应力卸载至其反向应力的极值；
3） 预应力加固设计中同样应当考虑预应力加载系数、预应力损失系数、工作条件系数、荷载系数等。
5. 结语
预应力CFRP加固钢结构与加固砼结构在机理方面明显不同，因此，为了使这一先进的结构加固方法更广泛地应用于工程实践，还存在以下问题有待于进一步研究：
1）钢结构经CFRP加固后，可视为广义的复合材料结构。不同材料间的粘结界面是加固后体系的薄弱环节，破坏往往产生于此。因此，界面粘结机理及界面粘结破坏将成为CFRP加固钢结构技术的研究重点。试验表明，施加预应力和降低粘结层刚度，加大粘结层厚度可缓解界面的粘结破坏，但其函数关系尚需进一步研究。
2）复合结构界面力学性能参数（如界面剥离破坏强度、剪切破坏强度）有待于通过试验来测定，但目前的试验方法尚不成熟。
3）钢材与碳纤维均为导电材料，且碳纤维比钢材具有较高的电位。用粘结剂粘贴时胶层很薄，且容易存在空隙。当钢结构表面与碳纤维直接接触并处于腐蚀性环境中时，就会发生电偶腐蚀。按本文所述的预应力施加方法，可适当加大粘结层的厚度，提高胶层的饱满度，应当可以避免发生电偶腐蚀，但其可靠性尚有待验证。
参考文献：
1陆赐麟，尹思明，刘锡良。 现代预应力钢结构，人民交通出版社，北京，2003.
2彭福明，郝际平等。碳纤维增强复合材料 （CFRP）加固修复损伤钢结构，工业建筑，2003年第33卷。
3郑云，叶列平，岳清瑞。FRP加固钢结构的研究进展，工业建筑，2005年第35卷。
4杨勇新，岳清瑞，叶列平。CFRP与混凝土的粘结强度指标。工业建筑，2003，33（2）。
5CECS146：2003，碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程[S].
钢结构加固范文第3篇
关键词：单层厂房、钢结构屋架、加固设计
Abstract: at present, single-layer workshop in industrial building widely applied. The single plant all kinds of main load bearing skeleton-mainly through the roof, column and foundation of the transverse plane bent a box structure to the foundation. This paper expounds the concrete examples based on the roof of the steel structure reinforcement design ideas and methods, hope with large.
Keywords: single-layer workshop, steel roof truss structure, the reinforcement design
中图分类号： TU391文献标识码：A 文章编号：
引言
单层厂房是一个满足工业生产过程中各种需要的建筑空间，单层厂房结构是这个建筑空间中的承重骨架，而屋架则是承重骨架的主要组成部分之一。由屋架、柱和基础组成的横向排架结构是厂房的基本承重结构，厂房的主要荷载都是通过这一基本结构传给地基的。
大量的工程实践证明，正常运营的工业厂房中，钢屋架出现问题的可能性要比其它构件大的多，这就需要对其屋架进行加固。
对钢屋架进行加固，其目的就是要使屋架各构件满足强度、刚度和稳定性，以及构件节点连接满足强度的要求，使屋盖结构安全可靠，使生产活动能正常运行。
一、加固改造的设计原则
在设计过程中，针对不同的情况采用以下设计原则：
（1）对于经鉴定不能满足使用要求的构件，设计中应采取修复、加固、更换等措施，如：对已经锈蚀的杆件，设计时应考虑其截面面积的折减；对己变形的构件，应考虑其是否能校正及校正后其强度、刚度的影响；
（2）对一些新增加的重型平台结构，使其自成结构体系，与主厂房结构各自受力，这对整个厂房的整体结构是有利的；
（3）对新旧结构的连接，考虑到原厂房经过多年的使用，各部分构件都会有不同程度的变形，相应高强螺栓孔的位置相互错动，所以尽量采用焊接连接；
(4) 对原有屋架、托架，当不满足要求采取加固措施时，使原有构件在卸载的状态下进行加固，保证构件的新旧部分共同受力，避免应力滞后等现象发生；
(5) 在主排架的结构分析中，对截面较小、HIM较差的柱子忽略其影响，这种考虑对整个结构体系来说是偏于安全的。
二、加固计算及设计
以下以炼钢厂的单层钢结构工业厂房的屋架为例，具体谈讨其屋架加固的设计思路及方法。
以某轴线主框架钢接横梁，为A-B、B-B 跨屋架，计算荷载及内力均取自框排架计算中相应数据。若均布恒荷载、活荷载如图1（a）所示；集中恒荷力、活荷载情况如图1(b)所示：
（a）(b)
图1 某轴线主框架钢接横梁受力示意图
固端弯距存在三种组合方式，以下列举其中一种组合方式进行受力分析：
图2某轴线主框架钢接横梁固端弯距示意图
在以上荷载作用下，用SAP84通用程序进行运算，可得出屋架各杆件轴力值。上述屋架的三种组合在计算时，要选用最不利的组合，对其例进行杆件截面验算。由以上分析计算可得出计算结果（具体分析过程不再在此赘述）。分析计算结果，可知下弦杆、腹杆及竖杆的强度、稳定等均不满足要求，须补强加固处理。
三、加固设计方案
1、选择加固设计方案的基本原则
目前加固钢结构方案基本分三类：(1)加大构件截面法；(2)改善结构计算图形法；(3)予应力技术加固法。
前两种方法为传统的加固手段，工程量大而繁杂，施工困难而周期长，补强的成本高而效果差。而后者则改进了上述缺点，显示了简捷与效益。
因为加固工作都是在生产运转中服役钢结构上进行的，根据生产情况及加固方案的选择可采用全荷载下、部分荷载下及全卸载下的三种加固状态。前两种方法是从不影响或少影响生产活动出发，效果较差；后者则是考虑到加固的最佳效果与施工方便。
确定采用加固方案的主要因素是根据经济性和施工工艺条件决定，基本内容有：加固钢材用量、制造与安装加固零配件的劳动量、停产时间及损失以及加固成本等。
钢结构的加固工作是相当复杂的，不仅要在技术上有合理的加固方案，而且方案的实施还要有生产、施工，必要时还要有科研单位的配合。一个好的加固方案不仅技术先进、经济合理、加固效果良好，还要尽可能的不影响生产，方便施工。由于当前的加固工作多出现在改扩建中，所以，不影响生产往往成为方案的一个主要因素。本工程鉴于以上原因，选择第一种方法“加大构件截面法”进行屋架加固。
2、加固方案
设计中经验算，此屋架各腹杆及弦杆中，不满足使用要求的杆件占大部分，在这种情况下，屋架本应拆除，但这会影响正常生产和其相邻跨的安全，而且对整个改造范围内的主体结构来说都是不利的，故提出以下几种加固方案：
（1）采取将空腹桁架加固成实腹梁，即在弦杆和腹杆间填焊双层腹板。一种方法是新增腹板在现场根据实际形状切好后，镶嵌在弦杆、腹杆间，与原来杆件肢尖对接剖口焊，形成整体双腹板梁；另一种方法是将新增腹板与原有桁架弦、腹杆角钢肢尖搭接，采用角焊缝连接。
（2）采用将旧有桁架中部节点板处板加固成整体大板，且与原有节点板采用剖口对接焊接，将析架加固成单腹板实腹梁。
（3）将原有桁架各杆件进行加固，采用加设角钢和钢板。在加设过程中，要保证杆件加固前后其形心线位置不变，遇节点板尺寸不足处，需加大节点板；对于桁架压杆的长细比大于70及上弦杆受局部弯距时，应增设再分式腹杆。
经综合分析，以上方案的利弊和现场的实际情况，在保证正常使用的条件下最终选用第一种方案：新增腹板与原桁架各杆件肢尖采用对接剖口焊，形成整体双腹板梁。以使该屋架在新增荷载作用下达到强度、刚度及稳定的目的。
四、加固效果评价
本文提供了完整的加固技术资料，数据翔实可靠，论证充分，结论正确，加固后的厂房屋架己经过多年的运行实践考验，未发现任何异常现象，运行正常。实践证明，用这种方法加固，其效果是理想的，技术上是可行的，具有显著的经济效益和社会效益，在厂房的加固与改造工程中，具有一定的参考价值和借鉴作用。
参考文献
【1】唐业清，万墨林:建筑物改造及病害处理，中国建筑工业出版社，2000
钢结构加固范文第4篇
【关键词】钢结构；加固形式；施工工艺
中图分类号：TU391文献标识码： A
一、前言
钢结构是建筑工程中的常用结构，主要是用于跨度较大的钢结构的建筑工程项目中。保证钢结构加固施工的质量是整个钢结构工程项目的重要环节。下文将对钢结构加固形式及施工工艺进行分析。
二、钢结构加固技术概述
1、概述
当钢结构存在严重缺陷，损伤或使用条件发生改变，经检查，验算结构的强度（包括连接）。刚度或稳定性等不满足设计要求时，应对钢结构进行加固。如出现以下情况之一时，需要进行加固：由于设计或施工中造成钢结构缺陷，使得结构或其局部的承载能力达不到设计要求，如焊缝长度不足，杆件中切口过长，截面削弱过多等。结构经长期使用，存在不同程度锈蚀，磨损，结构或节点受到削弱，使得结构或其局部的承载能力达不到原来的设计要求。由于使用条件发生变化，结构上荷载增加，原有结构不能适应。使用的钢材质量不符合要。意外自然灾害对结构损伤严重。由于地基基础下沉，引起结构变形和损伤。有时出现结构损伤事故，需要修复#如果损伤是由于荷载超过设计值或者材料质量低劣，或者是构造处理不恰当，那么修复工作也带有加固的性质。
2、加固的原则
结构或构件加固是一项复杂的工作，考虑因素很多，加固方法应从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面来选择。一般原则如下：结构经可靠性鉴定不满足要求时，必须进行加固处理。加固的范围和内容应根据鉴定结论和加固后的使用要求，由设计单位与业主协商确定。加固设计的内容和范围，可以是结构整体，亦可以是指定的区段，特定的构件或部位。加固后的钢结构的安全等级应根据结构破坏后果的严重程度，结构的重要性和下一个使用期的具体要求，由委托方和设计者按实际情况商定。结构加固时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，取决于结构应力应变状态，一般构件内应力小于钢材设计强度的 80%，且构件损坏，变形等不太严重时，可采用负荷不停产加固方法。
在负荷状态下进行焊接加固是非常危险的，承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件在实际荷载产生的原有杆件应力最好在钢材设计强度的60%以下，极限不得超过80%，承受动力荷载的构件不得超过40%，否则采取相应措施才能施焊；加大角焊缝厚度时，原有焊缝在扣除焊接热影响区长度后的承载能力，应不小于外荷载产生的内力。《钢结构加固技术规范》（CECS77）对负荷状态下进行加固做了如下明确规定：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0.55f，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0.7f，对于直接承受动力荷载的一般结构最大名应力不得超过0.4f，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。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。对于加固时可能出现倾斜，失稳或倒塌等不安全因素的钢结构，在加固施工前，应采取相应的临时安全措施，以防止事故的发生。钢结构的加固原则
三、常见钢结构需要加固补强的原因总结
钢结构存在严重缺陷和损伤或改变使用条件，经检查验算结构的强度，刚度或稳定性不满足使用要求时，应对钢结构进行加固。常见的钢结构需加固补强的主要原因有由于设计或施工中造成钢结构缺陷，如焊缝长度不足，杆件切口过长，使截面削弱过多等等。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。工艺生产条件变化，使结构上荷载增加，原有结构不能适应。使用的钢材质量不符合要求。意外、自然灾害对结构损伤严重。由于地基基础下沉，引起结构的变形和损伤。
四、钢结构加固方法
1、改变结构计算图形
改变结构计算图形的实质是改变结构的传力体系。冶金、电力、石油化工、机械制造等行业的工业厂房具有复杂的工艺要求和设备布局。其钢结构的改扩建大部分是在不停产的条件下进行的。结构体系调整受到许多因素制约，因此，采取改变结构计算图形的加固改造项目具有各自不同的工程特点。改变结构计算图形被广泛应用于钢结构改扩建工程中。是一种常见的加固方法。其具体的技术手段要结合施工难度，经济效益、工艺要求、使用功能等方面综合考虑。值得一提的是，在加固设计过程中，除应对被加固结构承载力和正常使用极限状态进行计算外，还应注意其对相关结构构件承载能力和使用功能的影响，考虑在结构，构件，节点以及支座中的内力重分布。对结构及基础进行必要的补充验算。并采取切实可行的合理构造措施。
2、构件截面加固
构件截面加固的实质是通过增加构件截面面积加大构件刚度。实现钢框架整体承载能力的提高。构件截面加固方法主要有将工字形截面改为箱形截面，翼缘外侧贴焊钢板，外粘钢板，碳纤维布加固等。采用加大截面的方法加固钢构件时，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情况。以上方法并不是在任何钢结构加固中都可以运用，因此了解不同加固方法的特点对加固设计方案的选取十分必要。
传统的钢结构加固方法主要有钢板焊接、螺栓连接、铆接或者粘接。这些方法虽在一定程度上改善了原结构缺陷部位受力状况。但存在许多缺点，例如产生新的损伤和焊接残余应力。纤维增强复合材料FRP。由于具有比强度和比刚度高、耐腐蚀及施工方便等优点。在混凝土结构中得到广泛的应用。并作为一种新型高性能结构材料受到工程界的广泛关注。国内外有关研究和工程单位开展了大量的研究和实践应用。近年来的研究表明。FRP加固钢结构也具有很好的效果。
从上述研究成果可以发现，当前构件截面加固研究主要集中在贴焊钢板加固和碳纤维布加固两个方面，贴焊钢板的加固效果主要受残余应力。初始缺陷、钢板厚度、构件长细比、施工技术等因素制约，同时焊接会产生新的残余应力，因此焊接加固适合于卸荷加固或者低应力结构，大量的试验研究和数值模拟表明。碳纤维加固技术可以有效提高钢结构承载力，其加固效果主要与碳纤维布的厚度和弹性模量有关，不同径厚比、长细比钢柱的加固效果也有所差异，该方法适合于腐蚀环境。施工困难的钢结构，在选择具体的加固技术时，应该综合结构特点，工作环境、施工难度、经济效益等因素进行评估。
3、连接节点加固
连接节点加固是钢结构改扩建中最复杂的一个环节，技术措施主要有焊缝加固、粘钢加固、碳纤维加固、套管加固、肋板加固等。钢结构加固连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状态及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定，在同一受力部位连接的加固中，不宜采用刚度相差较大的加固措施。钢管结构相贯节点的加固方法主要有主管上加套管、加内隔板、主管加劲环加固及板加固等。
钢结构相贯节点的研究表明，构件加厚或者设置加劲板可以有效防止节点的脆性破坏，能够改善节点的延性，自从美国北岭地震以来，盖板加固逐渐被广泛研究，盖板加固能防止节点的脆性破坏，盖板的不同布置方式及形状是节点加固的主要设计因素。相比于前两种焊接加固，碳纤维布加固不仅能提高构件的承载力，也避免了焊接残余应力对既有结构的损伤。
综上所述，钢结构加固研究已经取得了较大的成果，但是还需要开展更深入的研究，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的不利影响值得重视，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。板件加厚和设置加劲板被证实能够有效防止钢管相贯节点的脆性破坏，但是对加固后节点的屈曲性能、屈曲破坏等研究尚不够深入。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。
五、钢结构加固施工方法
当采用加大截面的方法进行加固时,应该保证结构的加固构件具有合理的力学传递途径,以保证新增加固件与原有构件共同工作的相互连接方式;对于轴心受力和偏心受力构件,加固构件与原有构件的支座(或节点)应具有可靠的连接以保证原力学传递路径的不变。加固构件的布置应适应原有构件的几何形状或已发生的变形情况,以利于施工但也应尽量避免利用引起固有截面形心偏移的形式,如果难以避免时,应该在加固施工过程中考虑到形心轴偏移产生的后果和影响。尽可能减少加固施工的工作量。
不论原有结构采用的是螺栓连接还是焊接连接,只要是钢材具有良好的可焊性,应该尽可能采取焊接方式进行补强。当加固采用的是焊接方式补强时,应该尽量减少焊接的工作量并且应该注意合理的焊接施焊顺序,以确保降低焊接产生的变形和焊接产生的有害应力。当结构在附加荷载作用下进行焊接作业时,应该尽量采用较小的焊接尺寸,并且应首先加固对原有构件影响比较小、构件截面形式比较薄弱或者能够立即起到加固作用的部位。采取加大截面的加固构造措施不应该过多的削弱原有构件截面面积和原有结构的承载能力:当采用螺栓或高强度螺栓连接时,尽量选用较小直径的螺栓以防止截面削弱过大。当采用螺栓(或铆钉)连接加固加大截面时,将加固与被加固板件相互压紧后,随从加固件两端向中间逐次做孔和安装拧紧螺栓(或铆钉),以便尽可能减少加固过程中截面的过大削弱。尽量采用高强度螺栓,并且要保证加固件能够和原有构件共同工作。当采用焊接连接进行钢结构加固时,焊缝的方向应该尽量的避免采用与原有构件应力方向垂直,以防止焊缝应力过大。
如做不到以上措施,为了确保结构施工过程的安全,应该在施工之前制定详细的施工技术方案,在施工过程中采取专门的技术措施和施焊工艺;轻钢结构中的小角钢和圆钢杆件由于截面比较薄弱不可以在负荷状态下进行焊接,必要时应采取适当的防护措施。同时圆钢拉杆严禁在负荷状态下用焊接方法进行加固,以防止施工措施不当影响加固质量和加固效果。在负荷下进行结构加固时,采取的加固工艺应确保被加固件的截面不出现焊接加热,当存在附加钻、扩孔洞等会引起结构截面的削弱,加固产生的不利影响应该尽可能的小,为此必须制定详细的加固施工方法,施工工艺过程和技术条件必须合理,并据此按照隐蔽工程施工验收标准进行施工验收。
在负荷状态下进行结构构件加固时,当采用焊接加固件加大截面的方法加固钢结构构件时,必须将可用结构加固件与被加固构件沿构件全长互相压紧;与构件截面有对称的成对焊缝时,应在施工过程中进行平行施焊;当有多条焊缝时,应按照交错顺序施焊;对于两面都有加固件的截面,应该先施焊受拉侧的加固件,然后施焊受压侧的加固件;对一端为嵌面的受压杆件,应从嵌固端向另一端施焊。若其为受拉杆,则应该从另一端向嵌固端施焊。当采用加大截面的方法加固有两个以上构件的静不定结构(框架、连续梁等)时,应该首先全部加固与被加固构件压紧并且进行点焊定位,然后从受力最大构件依次连续地进行加固连接。
六、结束语
总之，在整个钢结构加固形式及施工工艺过程中，要重视钢结构加固施工中的每一个环节，预防质量通病，保证施工的规范性，使整个工程的质量得到保证。
参考文献：
[1]杜曰武. 高层钢结构施工工艺及焊接技术的应用[J]. 绵阳师范学院学报,2011,05:44-46+49.
[2]蒋运昌. 浅谈钢结构施工工艺及质量控制[J]. 科技创新与应用,2012,16:221.
[3]吴立 强. 钢结构施工工艺及常见问题与处理措施探讨[J]. 中国水运(下半月),2012,09:257-258.
[4]吴学双. 有关大跨度空间钢结构施工工艺分析[J]. 建材与装饰(下旬刊),2008,04:141-142.
[5]袁海. 简议建筑工程的钢结构施工工艺以及施工控制[J]. 中华民居(下旬刊),2013,09:113-114.
钢结构加固范文第5篇
关键性 预应力钢结构技术应用研究
中图分类号：TU391文献标识码： A
（一）预应力钢结构介绍
1.预应力钢结构
钢结构在设计、制造、施工、加固工程中，与外荷载应力符号相反的预应力被人为地在承重结构体系内引入，用来改善结构的承载特性，尽量利用材料强度幅值或者在主承重结构中引入预张力以使全部构件能够抗压或成型的，称为预应力加固钢结构或预应力钢结构。
2.预应力钢结构的特点
（1）能够充分发挥材料的强度潜力。应用预应力钢结构技术的基础思想是，运用人工的方法在结构或构件内，引入与荷载效应相反的预应力，以达到提高结构承载能力(比如延伸了材料强度的幅度)，改善结构受力状态(调整内力峰值)，增大刚度(施加初始位移，扩大结构允许位移范围)，从而节约材料、降低造价的目的。
（2）可以提高结构的刚度和稳定性，调整其动力性能，特别是抗震性能。预应力不仅能在结构构件或体系中产生与荷载作用下位移（或挠度)方向相同或相反的预应力位移（或挠度），以提高结构的稳定性和刚度。预应力还能够调节构件的动力性能，根据不同荷载（如风荷载、地震荷载等），通过合理选择预应力体系、预应力大小等不同的调整方案，改变结构中基本构件的自振周期和自振频率，以达到减震的目的。
3.预应力钢结构的种类
从早期预应力吊车梁，撑杆梁的简单形式发展到目前张弦桁架、索穹顶、索膜结构、玻璃幕墙等现代结构，预应力钢结构种类繁多，大致归纳为四类：①传统结构型：在传统的钢结构体系上，布置索系施加预应力以改善赢利状态、降低自重及成本。例如预应力桁架、网架、网壳等。例如天津宁河体育馆，攀枝花市体育馆的网架、网壳屋盖等。目前候机楼、会展中心广泛采用的张弦桁架亦归入此类。另一种是工程中应用已久的悬索结构，如北京工人体育馆，浙江人民体育馆。其结构由承重索与稳定索两组索系组成，施加预应力的目的不是降低与调整内力，而是提高与保证刚度。②吊挂结构型：结构由竖向支撑物（立柱、门架、拱脚架），吊索及屋盖三部分组成。支撑物高出屋面，于其顶部下垂钢索吊挂屋盖。对吊索施加预应力以调整屋盖内力，减小挠度并形成屋盖结构的弹性支点。由于支撑物及吊索暴露于大气之中直指蓝天，所以又称暴露结构。例如江西体育馆、北京朝阳体育馆、杭州黄龙体育场等。③整体张拉型：属创新结构体系，跨度结构中摈弃了传统受弯构件，全部由受张索系及膜面和受压撑杆组成。屋面结构极轻，设计构思新颖，是先进结构体系中的佼佼者。例如汉城奥运主赛馆、慕尼黑奥运体育建筑群等。由于此体系属国外专利，国内尚无工程实例。④张力金属膜型：金属膜片固定于边缘构件之上，既作为维护结构，又作为承重结构参与整体承受荷载。或在张力态下，将膜片固定于骨架结构之上，形成空间块体结构，覆盖跨度。两者都是在结构成型理论指导下诞生的预应力新型体系，应用于莫斯科奥运会的几个主赛场馆中，国内不掌握此项技术。
（二）预应力钢结构的技术发展
1.结构抗震性
结构形式对建筑物抗震性能及抗损坏程度都会产生很大影响。采用预应力钢结构体系有可能建造降低材耗、安全度高、减少抗震措施费用的现代抗震建筑物。国外研究表明：各种预应力结构杆件与体系同比非预应力杆件和体系因为结构质量的减小而导致地震荷载值下降1O%～3O%；预应力对结构体系和杆件的承载力及动力特性都有积极的影响。同时这类结构的实际造价由于采用高强钢而减少5%～2O% 。
由于预应力作用结构体系的静动力特性明显提升，与非预应力结构相比结构体系具有较高阶次静不定和非线性，可以延缓结构极限状态的出现。预应力钢结构具有较大的震动衰减率，较大的振动能量耗散和较高的自振频率，因此动挠度值减小和弹性受力阶段的应力值下降。
由于预应力钢结构中能容量的增大（约3O）而提高结构构件及体系的承载力储备。国外研究表明：预应力不仅减轻结构质量、降低成本、减低地震荷载而且改善结构静动力性能。在我国拥有众多地震设防区的情况下，开展对预应力钢结构抗震性能的研究尤显迫切。
2.结构经济性
预应力钢结构主要有三项技术经济指标：结构实际造价；结构总耗钢量；制造、运输、安装劳动量及费用。在预应力钢结构学科发展之初，常因为缺乏有关劳动量及费用的统计数据，只有按结构重量单项来分析预应力钢结构的经济效益。近年来在各类钢结构工程中有不计结构用钢指标及方案合理性的病态倾向，但最终评价建筑工程总要归结到安全、经济、适用、美观的基本原则上来。进行技术经济分析，要采用能反映预应力钢结构特点的系数，定额与指标。比如拉索锚具在材料、加工、安装中占有的比例指标等。目前，预应力钢结构工程只在国内就有近百座，从而积累了大量资料，涌现出不少理论分析及构造方案，保存有丰富的制造、运输和安装方面数据，为经济学的研究提供了科学依据。
3.结构可靠性
建筑工程设计中应长期遵守的指导思想是安全、适用、经济、美观。对预应力钢结构体系进行可靠性分析，对大型工程进行量化的可靠度研究，肯定了先进体系的经济性，而且给出了安全性的量化指标，表现了结构体系安全和经济的协调统一，综合地反映出工程物的安全与科学程度。作为一门新兴的学科，因为缺乏对预应力钢结构工程的材料性能、几何参数和计算模式的详细数据统计研究，阻碍了可靠度理论在预应力钢结构中的应用。因此应该加强对各种预应力钢结构的抗力影响因素的数据统计，研究其分布类型和统计参数，使预应力钢结构技术规程和我国建筑结构设计统一标准相结合，推动结构可靠度理论在预应力钢结构设计中的广泛应用，特别是对多次预应力钢结构体系进行可靠性分析实用方法的研究，以作为推广应用预应力钢结构体系的科学依据。
4.预应力空间钢结构
平面结构体系是上世纪50～60年代世界各国的主要大型预应力钢结构，大多数采用的方法是廓内布索局部预应力。预应力技术与现代钢结构结合而发展起来的预应力空间钢结构，预应力技术与空间结构在发展中找到了共同继续前进的结合点，是当代建筑学科中的最新成就。预应力技术与空间钢结构的结合，对杆件和节点可对巨大数量的空间结构来说，不仅提高了经济效益而且走向整体结构施加预应力的途径，无疑是个正确的发展方向。
（三）预应力钢结构的应用范围和发展前景
凡是钢结构适用的地方都可以用预应力钢结构取代以改善结构性能降低钢耗。尤其在跨度大，荷载重的情况下经济效益更为显著。目前对预应力钢结构应用广泛的领域是房屋建筑结构，如体育场馆、会展中心、剧院、商场、飞机库候机楼等大型公共建筑中。
在高层建筑中也有采用预应力钢结构的实例，如南非约翰内斯堡市的发展银行大楼、北京新保利大厦等处。另一个应用较多的领域是桥梁结构，国内外许多悬索桥，斜拉桥都是技术成熟的工程实践。高耸构筑物是利用预应力增强结构刚度的一种类型，由于拉索作用大大提高塔桅结构的水平刚度，如悉尼电视塔、巴塞罗那电讯塔、北京华北电力调度塔以及许多高压输电线路塔架等。把预应力技术用于服役钢结构的加固补强上更是内容丰富、种类繁多。预应力技术用于轻钢结构、钢板结构的研究已经启动，其在工程中的应用与发展有待深入。
