鋼結(jié)構(gòu)建筑施工要領(lǐng)，加大構(gòu)件截面的加固方法

  1、計(jì)算的一般規(guī)定

  (1)在完全卸荷的狀態(tài)下，采用加大截面的方法加固鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定 性，按加固后的截面用與新結(jié)構(gòu)相同的方法依照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。

  (2)在負(fù)荷狀態(tài)下，采用加大截面的方法加固鋼構(gòu)件時(shí)，原結(jié)構(gòu)中的承載力應(yīng)有不少20%的富余。加固后構(gòu)件承載力的計(jì)算應(yīng)根據(jù)荷載形態(tài)分別進(jìn)行。對(duì)于承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件，一般情況可根據(jù)原有構(gòu)件和加固件之 間的內(nèi)力重分布的原則，按加固后的截面進(jìn)行承載力計(jì)算。

  (3)負(fù)荷狀態(tài)下采用加大截面的方法進(jìn)行加固時(shí)，其加固計(jì)算應(yīng)根據(jù)原有構(gòu)件的受力狀態(tài)，鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以加固折減系數(shù)k 。軸心受力的實(shí)腹構(gòu)件取k=0.8p偏心受力和受彎構(gòu)件及格構(gòu)式構(gòu)件取k=0.9.

  《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》 條件，將被加固構(gòu)件根據(jù)使用條件劃分為四類設(shè)計(jì)工作條件，加固折減系數(shù)在不同設(shè)計(jì)工作條件下取值不同.

  (1) 軸心受力構(gòu)件加固后，應(yīng)考慮構(gòu)件截面形心偏移的影響。當(dāng)形心軸的偏移值小于 截面高度時(shí)，在一般情況下可忽略其影響。

  (2) 加固后的受彎構(gòu)件和偏心受力構(gòu)件，不宜考慮截面的塑性發(fā)展，可按邊緣纖維屈 服準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。

  (3) 動(dòng)力荷載作用下，構(gòu)件的加固計(jì)算應(yīng)分別按加固前后兩個(gè)階段進(jìn)行，并應(yīng)遵守下 列規(guī)定：穩(wěn)定計(jì)算分別按加固前和加固后的截面取用穩(wěn)定系數(shù);可不考慮加固折減系數(shù); 必要時(shí)應(yīng)對(duì)其剩余疲勞壽命進(jìn)行專門研究和計(jì)算。

  (4) 靜力荷載作用下，加固后構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算，可按加固后的截面取用穩(wěn)定系數(shù)，同 時(shí)應(yīng)考慮加固折減系數(shù)

  2、軸心受力構(gòu)件的加固計(jì)算

  軸心受拉或軸心受壓構(gòu)件的原有截面一般是對(duì)稱的，若其損傷非對(duì)稱性不大，可采用 對(duì)稱的加固形式;若其損傷非對(duì)稱性較大宜采用不改變截面形心位置的加固方式，以減少 附加受力影響。當(dāng)采用非對(duì)稱或改變形心位置的加固截面時(shí)，應(yīng)按偏心受力構(gòu)件(拉彎或 壓彎構(gòu)件)處理。

  3、 構(gòu)造與施工要求

  (1)采用加大截面的方法進(jìn)行加固，應(yīng)保證加固構(gòu)件有合理的傳力途徑：有保證加固 件與原有構(gòu)件共同工作的相互連接;對(duì)于軸心受力和偏心受力構(gòu)件，加固件宜與原有構(gòu)件 的支座(或節(jié)點(diǎn))有可靠的連接。

  (2)加固件的布置應(yīng)適應(yīng)原有構(gòu)件的幾何形狀或已發(fā)生的變形情況，以利施工。但也應(yīng) 盡量不用引起截面形心偏移的形式，難以避免時(shí)，應(yīng)在加固計(jì)算中考慮形心軸偏移的影響。

  (3)盡量減少加固施工的工作量。不論原有結(jié)構(gòu)是栓接結(jié)構(gòu)還是焊接結(jié)構(gòu)，只要鋼材 具有良好的可焊性，應(yīng)盡可能采用焊接方式補(bǔ)強(qiáng)。

  (4)當(dāng)采用焊接補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，應(yīng)盡可能減少焊接工作量及注意合理的焊接順序，以降低焊 接變形和焊接應(yīng)力，并竭力避免仰焊。在負(fù)荷狀態(tài)下焊接時(shí)，應(yīng)采用較小的焊接尺寸，并 應(yīng)首先加固對(duì)原有構(gòu)件影響較小、構(gòu)件最薄弱和能立即起到加固作用的部位。

  (5)加大截面的加固構(gòu)造不應(yīng)過多削弱原有構(gòu)件的承載能力：

  采用螺栓或高強(qiáng)度螺栓連接時(shí)，在保證加固件能夠和原有構(gòu)件共同工作的前提下，應(yīng)選用較小直徑的螺栓或高強(qiáng)度螺栓，并盡量采用高強(qiáng)度螺栓;

  采用焊接連接時(shí)，應(yīng)盡量避免采用與原有構(gòu)件應(yīng)力方向垂直的焊縫。如做不到這些， 則應(yīng)采取專門的技術(shù)措施和施焊工藝，以確保結(jié)構(gòu)施工的安全;

  輕鋼結(jié)構(gòu)中的小角鋼和圓鋼桿件不宜在負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行焊接，必要時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)措 施。圓鋼拉桿嚴(yán)禁在負(fù)荷狀態(tài)下用焊接方法加固。

  (6)加大截面加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)保證加固件與被加固件能夠可靠地共同工作、斷面 的不變形和板件的穩(wěn)定性，并且要可能施工。加固件的切斷位置應(yīng)盡可能減小應(yīng)力集中并 保證未被加固處截面在設(shè)計(jì)荷載作用下處于彈性工作階段。

  (7)在負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，其加固工藝應(yīng)保證被加固件的截面因焊接加熱，加 鉆、擴(kuò)孔洞等所引起的削弱影響盡可能的小，為此必須制定詳細(xì)的加固施工工藝過程和要 求的技術(shù)條件，并據(jù)此按隱蔽工程進(jìn)行施工驗(yàn)收。

  (8)在負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固，當(dāng)構(gòu)件中的名義應(yīng)力不小于0.3fy ，且采用焊接 加固件加大截面法加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，可將加固件與被加固件沿全長互相壓緊;用長20~30mm 的間斷( 300~500mm)焊縫定位焊接后，再由加固件端向內(nèi)分區(qū)段(每段不大于70mm) 。施焊所需要的連接焊縫，依次施焊區(qū)段焊縫應(yīng)間歇對(duì)于截面有對(duì)稱的成對(duì)焊縫時(shí)，應(yīng)平行施焊;有多條焊縫時(shí)，應(yīng)交錯(cuò)順序施焊;對(duì)于兩面有加固件的截面，應(yīng) 先施焊受拉側(cè)的加固件，然后施焊受壓側(cè)的加固件;對(duì)一端為嵌固的受壓桿件，應(yīng)從嵌固 端向另一端施焊，若其為受拉桿，則應(yīng)從另一端向嵌固端施焊。

  當(dāng)采用螺栓(或鉚釘)連接加固加大截面時(shí)，加固與被加固板件相互壓緊后，應(yīng)從加固 件端向中間逐次做孔和安裝擰緊螺栓(或鉚釘)，以便盡可能減少加固過程中截面的過大削弱。

  (9)加大截面法加固有兩個(gè)以上構(gòu)件的靜不定結(jié)構(gòu)(框架、連續(xù)梁等)時(shí)，應(yīng)首先將全 部加固與被加固構(gòu)件壓緊和點(diǎn)焊定位，然后從受力最大構(gòu)件依次連續(xù)地進(jìn)行加固連接。