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2022年钢结构加固设计知识（课件） 钢结构加固设计学问 钢结构加固是对牢靠性不足或产权人要求提高牢靠度的钢结构、构件及其相关部分实行增加、局部更换或调整其内力等措施，使其具有现行设计标准及产权人所要求的平安性、适用性和耐久性。 钢结构加固设计标准于 2022 年 11 月 22 日发布，自 2022 年 6 月 1 日起实施。本文结合新的钢结构加固标准，介绍一些钢结构加固学问，不足之处欢迎指正。 01 钢结构加固流程 加固改造设计的基本流程详见下图： 加固前，应依据建(构)筑物的种类，分别按现行国家标准工业建筑牢靠性鉴定标准GB 50144 和民用建筑牢靠性鉴定标准GB 50292 进行检测或鉴定。当与抗震加固结合进行时，尚应进行抗震实力鉴定。依据检测鉴定结果出具项目的检测鉴定报告。 结构加固后的运用年限，应由产权人和设计单位共同商定。当结构的加固材料中运用结构胶粘剂或其他聚合物成分时，其结构加固后的运用年限 宜按 30 年考虑，如需结构加固后的运用年限为 50 年时，其所运用的胶和聚合物的粘结性能，应通过耐长期应力作用实力的检验。 钢结构的加固可分为干脆加固与间接加固两类，设计时，可依据实际条件和运用要求选择相宜的加固方法及协作运用的技术。干脆加固宜依据工程的实际状况选用增大截面加固法、粘贴钢板加固法和组合加固法。间接加固宜依据工程的实际状况采纳变更结构体系加固法、预应力加固法。结构加固的连接方法宜采纳焊缝连接、摩擦型高强螺栓连接，亦可采纳焊缝与摩擦型高强螺栓的混合连接等。 结构加固设计可采纳线弹性分析方法计算结构的作用效应，并应符合现行国家标准钢结构设计标准GB 50017 的 有关规定。结构的加固设计，应与实际施工方法紧密结合，实行有效措施，保证新增构件及部件与原结构连接牢靠，新增截面与原截面结合坚固，形成整体共同工作，并不应对未加固部分，以及相关的结构、构件和地基基础造成不利的影响。 02 钢结构加固材料 原结构、构件材料的材料强度 当结构牢靠性鉴定认为原设计文件有效，且未发觉结构构件或连接的性能有明显退化时，可采纳原设计值。当结构牢靠性鉴定认为应重新进行现场检测时，应采纳检测结果推定的屈服强度或条件屈服点进行确定，当按现场检测的屈服强度推定值 fy 确定时，其抗拉强度设计值 f 应取 f y 与γ R 的比值，抗力分项系数γ R 应取为 1.2。 受有气相腐蚀的钢结构原构件，当其截面面积损失大于 25%或其板件剩余厚度小于 5mm 时，其验算时的钢材强度设计值，尚应依据腐蚀等级乘以0.81.0 强度降低系数。 加固用钢材及焊接材料 加固件的钢号应与原构件的钢号相同或相当，韧性、塑性及焊接性能应能与原构件钢材相匹配。结构加固用钢筋的品种宜选用 HRB400 级或HPB300 级钢筋，其质量和性能应符合相关国家标。结构加固用焊接材料的质量和性能应符合相关国家标准。 结构胶粘剂 钢结构加固用的结构胶粘剂，应采纳以钢为基材的结构胶，严禁采纳以不饱和聚醋或醇酸树脂为主成分的胶粘剂。当运用环境为常温时，应采纳 I类 AAA 级或 AA 级常温结构胶; 当运用环境有高温时，应采纳 II 类或 III类耐温结构胶。 03 常用加固方法 增大截面法 增大截面法加固可采纳焊接连接、螺栓连接、铆钉连接和粘贴钢板等方式。负荷状态下，钢构件的焊接加固，应依据原构件的运用条件，校核其最大名义应力σ 0max 不得超过应力比限值规定，否则应采纳其他增大截面的方法进行加固。 加固后构件需满意现行设计标准的平安性、适用性及耐久性。以受弯构件为例，平面内受弯的加固构件，抗弯强度应满意以下公式： 其中 f 为钢材的抗弯强度设计值(MPa)，取截面中最低强度级别钢材的抗弯强度设计值； η m 为弯构件加固强度修正系数，对双侧加固按下表取值，对单侧加固按下表 0.9 倍取值。 主平面内受弯的加固构件，其整体稳定性的验算应符合现行国家标准钢结构设计标准GB 50017 的规定，稳定系数应按加固后截面计算，但验算时，应将钢材抗弯强度设计值 f 改取为钢材换算强度设计值 f’，并应乘以强度折减系数η m 。 钢结构受弯构件加固后的总挠度不应超过现行国家标准钢结构设计标准GB 50017 规定的限值。加固后受弯构件的总挠度ω T 应包括加固前负荷下的初始挠度ω 0 ，焊接时因加热、固化引起的焊接残余挠度ω w 及焊后新增荷载下的挠度增量Δω。 粘贴钢板加固法 粘贴钢板加固法可用于钢结构受弯、受拉、受剪实腹式构件的加固以及受压构件的加固。用本方法加固的钢结构，其长期运用的环境温度不应高于 60；处于高温、高湿、介质侵蚀、放射等特别环境的钢结构采纳本方法加固时，除应按国家现行有关标准的规定实行相应的防护措施外，尚应采纳耐环境因素作用的胶粘剂，并应按特地的工艺要求进行粘贴。 受弯构件采纳粘钢加固后，其受弯承载力以及受剪承载力的提高幅度，均不应超过 30%。 受弯承载力的加固计算，应考虑不能卸载的荷载引起的原构件应力σ 0 的影响，并引人针对不同运用条件类别构件的强度修正系数η m ，其计算公式如下： 受弯构件的腹板上粘钢进行受剪加固时，对于承受静力荷载的构件应符合下列规定： 其中 f v 为计算部位原钢材的抗剪强度设计值，η v 受弯构件腹板粘钢加固强度修正系数，对于 I、II类结构取为 0.80，对其他类结构取为 0.85。 对受弯构件正弯矩区的正截面加固，其受拉面沿轴向粘贴的钢板的截断位置，应从其强度充分利用的截面算起，且粘贴延长长度的取值应符合下式规定: 04 结语 钢结构加固设计所面临的不确定因素远比新建工程多而困难，须要设计人员依据专家鉴定结论、相关规范标准及业主要求综合考量。 参考文献： 钢结构加固设计标准GB 51367-2022，中国建筑工业出版社出版。 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页