钢结构加固学习.pptx

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1、钢结构结构加固原则：计算原则1、结构计算简图，应根据结构上的实际荷载、构件的支承情况、边界条件、受力状况和传力途径等确定，并适当考虑结构实际工作中的有利因素，如结构的空间作用、新结构与原结构的共同工作等；2、结构的计算截面，应考虑结构的损伤、缺陷、裂纹和锈蚀等不利影响，按结构的实际有效截面进行计算，并考虑结构在加固时的实际受力状况，即原结构的应力超前和加固部分的应变滞后（即新材料的应变值小于原构件的应变值）特点，以及加固部分与原结构共同工作的程度，对其总的承载能力予以适当折减；第1页/共29页3、在对结构的承载能力进行验算时，应充分考虑结构构件实际工作中的荷载偏心、结构变形和局部损伤、施工偏差

2、以及温度作用以及温度作用等不利因素使结构产生的附加内力；4、如加固后使结构重量增加或改变原结构传力途径时，除应验算上部结构的承载能力以外，尚应对建筑物的基础进行验算。钢结构结构加固原则：计算原则第2页/共29页5、钢结构加固时，应考虑结构材料因温度、安装等作用可能产生过大的残余应力和塑性变形而导致结构承载力丧失或耐久性降低，因此，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0.55fy，且不得考虑加固构件的塑性变形；非焊接钢结构加固时，其实际名义应力值应小于0.7fy。所谓结构的名义应力，指的是按规范规定或由材料力学一般方法算得的结构应力。如果现有结构的名义应力值大于上述规定，则应将

3、结构完全卸载后才能对其进行加固。钢结构结构加固原则：计算原则第3页/共29页钢结构结构加固原则：设计施工协调钢结构加固设计应与实际施工方法紧密结合，并采取有效措施，保证新增截面、构件和部件与原结构的可靠连接，以形成整体共同工作，同时应避免对未加固的部分或构件造成不利影响。第4页/共29页 改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、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。通过上述加固方法来改变结构的计算图形，调整原结构内力，使结构按设计要求进行内力重分配，从而达到加固的目的，这通常是较为有效和经济的加固方法。改变结构计算

4、图形的加固第5页/共29页改变结构计算图形的加固 钢结构因强度不足导致破坏的几率非常小，其截面一般受刚度或稳定条件控制，同时，结构的水平荷载亦按刚度分配至各柱由各柱承担，因此，加设支撑以增加厂房空间刚度或纵向刚度；增设辅助杆件以减少构件的长细比；重点加强排架结构中某一柱列的刚度以减轻其它柱列的负荷；以及在塔架结构中设置拉杆或拉索以加强结构的刚度和调整结构的自震频率以提高抗震能力等均可加固钢结构。一、增加结构或构件的刚度：第6页/共29页改变结构计算图形的加固第7页/共29页改变结构计算图形的加固第8页/共29页改变结构计算图形的加固第9页/共29页改变结构计算图形的加固受弯构件的加固可通过改变

5、构件的弯矩图形来实现，因此，改变荷载的分布及支座的形式及位置，可有效的改变受弯构件的内力，从而达到让承载能力有较多富余的部分承受较大内力以保证结构的可靠性的目的。由于调整内力可能影响结构的承载能力、刚度和使用功能，因此，采用这种方法加固钢结构时，应在加固设计中规定调整内力（应力）值或位移（应变）值的允许幅度和偏差，以及其检测位置和检测方法。二、受弯构件的加固：第10页/共29页改变结构计算图形的加固第11页/共29页改变结构计算图形的加固第12页/共29页改变结构计算图形的加固：注意事项改变结构计算图形的加固过程（包括施工过程）可能对相关结构（包括基础）、构件、节点和支座的使用状态和承载能力产

6、生影响，因此，加固设计时，除应对被直接加固结构的承载能力和正常使用极限状态进行计算外，尚应注意加固对相关结构构件承载能力和使用功能的影响，考虑结构、构件、节点以及支座中的内力重分布，对结构（包括基础）进行必要的补充验算，并采取切实可行的合理构造措施，保证其安全。改变计算图形所达到的目的，在很大程度上需要通过合适的施工程序和巧妙的施工方法来实现，而且施工方法正确与否也影响结构的受力状态。为了准确地实现加固设计的意图及保证安全可靠，在采用改造结构计算图形的加固方法时，设计与施工应紧密配合，未经设计允许，不得擅自修改设计规定的施工方法和程序。第13页/共29页加大截面加固法：计算简图加大构件截面加固

7、钢构件可能是在负荷、部分卸荷或全部卸荷状态下进行，加固前后结构的几何特性和受力状况会有很大的不同，因而在确定加固构件受力分析计算简图时，应反映结构的实际条件，根据结构加固期间及前后分阶段考虑结构的截面几何特性，损伤及加固引起的不利变形，作用在结构上的荷载及其不利组合确定计算图形。对于超静定结构尚应考虑因截面加大，构件刚度改变使体系内力重分布的可能，必要时分阶段进行受力分析和计算，以确保安全可靠。第14页/共29页加大截面加固法第15页/共29页加大截面加固法第16页/共29页加大截面加固法第17页/共29页加大截面加固法第18页/共29页连接的加固和加固件的连接一、加固连接方法的选择 加固连接

8、方法的选择应综合考虑结构加固的原因、目的受力状态、构造及工作条件和原有结构采用的连接方法，一般可与原有结构的连接方法一致。钢结构常用的连接方法中，其连接的刚度，即破坏时抵抗变形能力的大小，依次为焊接、摩檫型高强度螺栓、铆接和普通螺栓连接。一般应用刚度较大的连接加固比其刚度小的连接，在同一受力部位连接的加固中，不宜采用刚度相差较大的如焊缝与铆钉或普通螺栓共同受力的混合连接方法，但考虑其中刚度较大的连接（如焊缝）承受全部作用力时除外。如有根据可采用焊缝和摩擦形高强螺栓共同受力的混合连接。第19页/共29页连接的加固和加固件的连接二、焊缝连接的加固焊缝连接的加固，可依次采用增加焊缝长度、有效厚度或两

9、者同时增加的办法实现。不论哪种方法，都应经过对施焊前后和过程中焊缝连接强度的计算。负荷下用焊缝加固结构时，应尽量避免采用长度垂直受力方向的横向焊缝，如果在负荷下加固垂直于受力方向的横向焊缝时，必须采取适当施焊工艺及安全技术措施，以免施焊中因焊件过热引起的构件和其连接的承载能力急剧降低而导致事故的发生。第20页/共29页连接的加固和加固件的连接当仅用增加焊缝长度，有效厚度或两者共同的办法不能满足连接加固的要求时，可采用附加连接板的办法，附加连接板可以用角焊缝与基本构件相连、也可用附加节点板与原节点板对接，不论采用何种方法，都需进行连接的受力分析并保证连接（包括焊缝及附加板件、节点板等）能够承受各

10、种可能的作用力第21页/共29页连接的加固和加固件的连接三、螺栓和铆钉连接的加固 螺栓或铆钉因松动、损坏失效或连接强度不足需要更换或新增加固其连接时，应首先考虑采用适宜直径的高强螺栓连接。当负荷下进行结构加固，需要拆除结构原有受力螺栓、铆钉或增加、扩大钉孔时，除应设计计算结构原有和加固连接件的承载能力外，还必须校核板件的净截面面积的强度。当用摩擦型高强螺栓部分地更换结构连接的铆钉,从而组成高强度螺栓和铆钉的混合连接时，因同直径的摩檫型高强度螺栓的承载力一般仅为铆钉连接抗剪承载力的85%，为保证连接受力的匀称,故宜对称地更换松动、损伤的铆钉，即将缺损铆钉和与其对称布置的非缺损铆钉一并更换。考虑原

11、有铆钉连接的受力状况,对于构造性铆钉，可不受此限。由于焊接连接的刚度远大于铆钉或螺栓连接，因此，用焊缝连接加固螺栓或铆钉连接时，应按焊缝承受全部作用力设计计算其连接，不考虑焊缝与原有连接件的共同工作，且不宜拆除原有铆钉或螺栓，已损坏失效者除外。第22页/共29页连接的加固和加固件的连接四、加固件的连接 为加固结构而增设的板件（加固件）应经计算确定，除须有足够的设计承载能力和刚度外，还必须与被加固结构有可靠的连接以保证二者良好的共同工作。加固件与被加固结构间的连接，应根据设计受力要求经计算并考虑构造和施工条件确定。加固件的焊缝、螺栓、铆钉等连接的计算可按钢结构设计规范（GB50017-2003）

12、相关的规定进行，但由于加固件与结构间连接的施工常在现场进行，并且受力较不均匀，因此计算时，对角焊缝强度设计值应乘以0.85，其他强度设计值或承载力设计值应乘以0.95的折减系数。第23页/共29页裂纹的修复和加固一、裂纹修复要求当结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。在对裂纹构件修复加固设计时，应按钢结构设计规范相关规定进行疲劳验算，必要时应专门研究，进行抗脆断计算。为提高结构的抗脆性断裂和疲劳破坏的性能，在结构加固的构造设计和制造工艺方面应遵循下列原则：降低应力集中程度，避免和减少各类加工缺陷，选择不产生较大残余拉应力的制作工艺和构造形式，以及采用厚度尽可能小的轧制板件等。在结构构件上发现裂纹时，作为临时应急措施之一，可于板件裂纹端外（0.51.0）t（t为板件厚）处钻孔，以防止其进一步急剧扩展，并及时根据裂纹性质扩展倾向再采取恰当措施修复加固。第24页/共29页裂纹的修复和加固第25页/共29页裂纹的修复和加固第26页/共29页裂纹的修复和加固第27页/共29页钢屋架的加固第28页/共29页感谢您的观看。第29页/共29页