鋼結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)要點(diǎn)

12-181.6 K閱讀0評論南寧鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計公司

鋼結(jié)構(gòu)加固施工至關(guān)重要，其基本原則包括安全性、經(jīng)濟(jì)合理與技術(shù)可行，需保障結(jié)構(gòu)能承受各類預(yù)期荷載，消除潛在隱患，常見方式有增設(shè)鋼梁、柱、板或用碳纖維材料等，要依具體情況選并兼顧整體性，材料應(yīng)選符合國標(biāo)的優(yōu)質(zhì)品，保證力學(xué)性能和耐腐蝕性，施工前用全站儀實測定位，變形超L/500的構(gòu)件先矯形；優(yōu)先采用栓接、高強(qiáng)螺栓連接等可逆方式，焊接時控制熱輸入量并配合超聲沖擊消應(yīng)處理，還可通過調(diào)整荷載分布、改變傳力途徑等改變結(jié)構(gòu)計算圖形的方法加固，實施中要詳細(xì)計算承載能力和正常使用極限狀態(tài)

一、舊鋼結(jié)構(gòu)考察相關(guān)要點(diǎn)

取樣、實驗和評定
- 這部分工作雖執(zhí)行起來相對簡單，但卻是加固工程的關(guān)鍵內(nèi)容，需認(rèn)真對待，盡可能達(dá)到細(xì)致化標(biāo)準(zhǔn)要求。要在專業(yè)實驗室對舊鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行取樣實驗，并且出具權(quán)威性報告，詳細(xì)說明房屋加固技術(shù)施工所需原材料、鋼材內(nèi)容、焊條具體規(guī)格以及焊接工藝等內(nèi)容。
舊鋼結(jié)構(gòu)表面處理
- 噴砂除銹及后續(xù)工作
  - 對舊鋼結(jié)構(gòu)表面展開噴砂除銹工作，清理舊鋼表面覆蓋的銹蝕物和殘渣。然后根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的使用年限和損毀程度進(jìn)行細(xì)致研究和設(shè)計，通過精確計算討論，提出可行的加固施工計劃。
- 嚴(yán)重銹蝕情況處理
  - 當(dāng)舊鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)持續(xù)性銹蝕現(xiàn)象時，除表面必要清除外，還需利用連接空壓機(jī)的噴砂除銹機(jī)徹底清除。對于腐蝕嚴(yán)重的部位，投入人工操作，利用榔頭、錘子和砂輪機(jī)進(jìn)行鑿磨工作。

二、加固施工時需注意的要點(diǎn)

利用原有承載能力
- 在加固設(shè)計和施工過程中，要對建筑原有的承載能力加以利用。在考慮鋼筋使用情況后確定加固方案，保留建筑物原有的結(jié)構(gòu)形式，盡量降低對建筑的損害，取消不必要的拆除工作。同時，在設(shè)計時要對當(dāng)前結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行研究，詳細(xì)判斷加固施工建筑結(jié)構(gòu)和承載能力，以提升結(jié)構(gòu)加固工作內(nèi)容。
不同加固方法相關(guān)要點(diǎn)
- 轉(zhuǎn)變鋼結(jié)構(gòu)計算圖形加固法
  - 采納轉(zhuǎn)變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。一般方法包括增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)等。
- 增設(shè)支點(diǎn)加固法
  - 適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)中梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。梁、板在跨中增設(shè)支點(diǎn)后，減小了跨度，從而能較大幅度提高承載能力，并能減小和限制梁、板的撓曲變形。其優(yōu)點(diǎn)是簡單可靠，缺點(diǎn)是使用空間會受到一定影響。
- 有粘結(jié)外包型鋼加固法
  - 外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般采用濕式外包法，即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)件粘結(jié)成一整體。加固后的構(gòu)件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅提高，因此正截面承載力和截面剛度也大幅提高。
- 粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法
  - 除具有粘結(jié)外包型鋼加固法相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐濁，耐潮濕，幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重，耐用，維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但需專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。加固工程完成后，應(yīng)用小錘輕輕敲擊粘貼鋼板，從響聲判斷粘接效果或用超聲波法探測粘貼密度。如錨固區(qū)粘貼面積少于90%，非錨固區(qū)粘貼面積少于70%，則此粘貼無效，應(yīng)剝下重新粘貼。
- 粘鋼加固技術(shù)
  - 在鋼結(jié)構(gòu)表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，依靠結(jié)構(gòu)膠使之粘結(jié)成整體共同工作，以提高結(jié)構(gòu)承載力。

三、鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計相關(guān)要點(diǎn)

基本規(guī)定要點(diǎn)
- 加固范圍與安全等級
  - 加固設(shè)計的范圍，可按整幢建筑物或其中某獨(dú)立區(qū)段確定，也可按指定的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或連接確定，但均應(yīng)考慮該結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性。加固后鋼結(jié)構(gòu)的安全等級，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重性、結(jié)構(gòu)的重要性和加固設(shè)計使用年限，由產(chǎn)權(quán)人與設(shè)計方按實際情況共同商定。
- 與施工結(jié)合及對其他部分影響
  - 鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計，應(yīng)與實際施工方法緊密結(jié)合，采取有效措施，保證新增構(gòu)件及部件與原結(jié)構(gòu)連接可靠，新增截面與原截面結(jié)合牢固，形成整體共同工作；并不應(yīng)對未加固部分，以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和地基基礎(chǔ)造成不利的影響。
- 應(yīng)對原結(jié)構(gòu)損壞因素
  - 對高溫、高濕、低溫、凍融、化學(xué)腐蝕、振動、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、地基不均勻沉降等影響因素引起的原結(jié)構(gòu)損壞，應(yīng)在加固設(shè)計中提出有效的防治對策，并應(yīng)按設(shè)計規(guī)定的順序進(jìn)行治理和加固。
- 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果考量
  - 應(yīng)綜合考慮其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，不應(yīng)加固適修性很差的結(jié)構(gòu)，且不應(yīng)導(dǎo)致不必要的拆除或更換。對加固過程中可能出現(xiàn)傾斜、失穩(wěn)、過大變形或坍塌的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)在加固設(shè)計文件中提出有效的臨時性安全措施。
- 加固設(shè)計使用年限確定
  - 結(jié)構(gòu)加固后的使用年限，應(yīng)由產(chǎn)權(quán)人和設(shè)計單位共同商定；當(dāng)結(jié)構(gòu)的加固材料中使用結(jié)構(gòu)膠粘劑或其他聚合物成分時，其結(jié)構(gòu)加固后的使用年限宜按30年考慮；當(dāng)產(chǎn)權(quán)人要求結(jié)構(gòu)加固后的使用年限為50年時，其所使用的膠和聚合物的粘結(jié)性能，應(yīng)通過耐長期應(yīng)力作用能力的檢驗；使用年限到期后，當(dāng)重新進(jìn)行的可靠性鑒定認(rèn)為該結(jié)構(gòu)工作正常，仍可繼續(xù)延長其使用年限；對使用膠粘方法或摻有聚合物材料加固的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件，尚應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)；檢查的時間間隔可由設(shè)計單位確定，但第一次檢查時間不應(yīng)遲于10年；當(dāng)為局部加固時，應(yīng)考慮原建筑物剩余設(shè)計使用年限對結(jié)構(gòu)加固后設(shè)計使用年限的影響；在鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計文件中，應(yīng)依據(jù)本條規(guī)定的原則注明該結(jié)構(gòu)加固后的設(shè)計使用年限。
設(shè)計計算原則要點(diǎn)
- 計算方法與相關(guān)規(guī)定
  - 可采用線彈性分析方法計算結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017的有關(guān)規(guī)定。加固鋼結(jié)構(gòu)時，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計、驗算。結(jié)構(gòu)上的作用，應(yīng)經(jīng)調(diào)查或檢測核實，當(dāng)此項工作已在可靠性鑒定中完成時，宜加以引用。
- 作用效應(yīng)確定
  - 被加固結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的作用效應(yīng)，應(yīng)按結(jié)構(gòu)的計算圖形符合其實際受力和構(gòu)造狀況；作用效應(yīng)組合和組合值系數(shù)以及作用的分項系數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009確定，并應(yīng)考慮由于實際荷載偏心、結(jié)構(gòu)變形、溫度作用造成的附加內(nèi)力。
- 材料強(qiáng)度取值
  - 原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件材料的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度設(shè)計值取值分情況確定：當(dāng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定認(rèn)為原設(shè)計文件有效，且未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接的性能有明顯退化時，可采用原設(shè)計值；當(dāng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定認(rèn)為應(yīng)重新進(jìn)行現(xiàn)場檢測時，應(yīng)采用檢測結(jié)果推定的屈服強(qiáng)度或條件屈服點(diǎn)進(jìn)行確定。采用鋼材為加固材料時，其性能和質(zhì)量，應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定；當(dāng)采用其他材料為加固材料時，其性能和質(zhì)量的要求尚應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB50728的規(guī)定執(zhí)行；加固材料性能的設(shè)計值應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)各相關(guān)章節(jié)的規(guī)定采用。
- 考慮多種因素進(jìn)行驗算
  - 驗算結(jié)構(gòu)、構(gòu)件承載力時，應(yīng)考慮原結(jié)構(gòu)在加固時的實際受力狀態(tài)，包括加固部分應(yīng)變滯后的特點(diǎn)及加固部分與原結(jié)構(gòu)的共同工作程度。加固后改變傳力路線或使結(jié)構(gòu)質(zhì)量增大時，應(yīng)對相關(guān)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及建筑物地基基礎(chǔ)進(jìn)行驗算。對超靜定結(jié)構(gòu)尚應(yīng)考慮因構(gòu)件截面改變、構(gòu)件剛度改變致使體系內(nèi)力重分布的影響，并應(yīng)采用合理的計算分析方法。本標(biāo)準(zhǔn)的各種加固方法可用于結(jié)構(gòu)的抗震加固，但具體采用時，尚應(yīng)在設(shè)計、計算和構(gòu)造上執(zhí)行現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011的有關(guān)規(guī)定。為防止結(jié)構(gòu)加固部分意外失效而導(dǎo)致的坍塌，在使用膠粘劑或摻有聚合物的加固方法時，其加固設(shè)計除應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行外，尚應(yīng)對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗算。驗算時，應(yīng)要求原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件能承擔(dān)n倍恒載標(biāo)準(zhǔn)值的作用。當(dāng)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值與永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值之比值不大于1時，n應(yīng)取1.2；當(dāng)該比值等于或大于2時，n應(yīng)取1.5；其間應(yīng)按線性內(nèi)插法確定。
加固方法及配合使用技術(shù)要點(diǎn)
- 加固分類與連接方法
  - 鋼結(jié)構(gòu)的加固可分為直接加固與間接加固兩類，設(shè)計時，可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的加固方法及配合使用的技術(shù)。間接加固宜根據(jù)工程的實際情況采用改變結(jié)構(gòu)體系加固法、預(yù)應(yīng)力加固法。鋼結(jié)構(gòu)加固的連接方法宜采用焊縫連接、摩擦型高強(qiáng)螺栓連接；亦可采用焊縫與摩擦型高強(qiáng)螺栓的混合連接等。與結(jié)構(gòu)加固方法配合使用的技術(shù)應(yīng)采用符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連接技術(shù)和修復(fù)、修補(bǔ)技術(shù)。
- 特殊環(huán)境鋼材處理
  - 對特殊環(huán)境中受腐蝕的鋼結(jié)構(gòu)加固，其強(qiáng)度降低系數(shù)應(yīng)專門研究確定。