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浙江鼎固建筑技術(shù)有限公司主要從事各類建筑物的改造加固以及各種建筑物的糾偏和平移工程。
為保證經(jīng)正常設(shè)計、施工的鋼結(jié)構(gòu)工程的可靠度,在使用階段建設(shè)單位應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)進行定期檢查或維修,必要時委托專業(yè)機構(gòu)進行可靠性鑒定,以確保鋼結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。近幾年來隨著科技發(fā)展,出現(xiàn)了新的加固材料和加固方法,并且這些技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢,得到了廣泛的應(yīng)用,但并不能說明,新方法新技術(shù)就可以取代傳統(tǒng)的方法。在發(fā)展新技術(shù)的同時,應(yīng)做好各種加固方法的優(yōu)勢互補,各種加固材料的取長補短,做好加固技術(shù)的開發(fā),為建筑物加固提供切實可靠的技術(shù)支持。鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計需注意加固設(shè)計與施工方法應(yīng)緊密結(jié)合,應(yīng)采取有效措施,保證新增截面、構(gòu)件和部件與原結(jié)構(gòu)連接可靠,形成整體共同工作,以避免對未加固部分或構(gòu)件造成不利影響。
加大構(gòu)件截面加固法涉及面廣泛,施工也較為簡單,在滿足一定條件下,可以在負荷狀態(tài)下進行施工處理。其主要方法為粘鋼加固,在采用此方法進行鋼結(jié)構(gòu)加固時應(yīng)該考慮構(gòu)件受力情況以及結(jié)構(gòu)本身存在的缺陷,在便于施工的前提下選擇1有效的增加截面連接形式,已達到加固的效果。3)負荷下用焊縫加固結(jié)構(gòu)時,應(yīng)盡量避免采用長度垂直于受力方向的橫向焊縫,否則應(yīng)采取專門的技術(shù)措施和施焊工藝,以確保結(jié)構(gòu)施工時的安全。
裂紋的修復(fù)與加固:結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時,應(yīng)設(shè)法修復(fù)。在修復(fù)前,必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性,有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實際工作或進行加固的措施,對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件,應(yīng)予拆除更換。增設(shè)支點加固法是通過增設(shè)支承點來減小結(jié)構(gòu)計算跨度,改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并提高其承載能力的加固方法。
纖維復(fù)合材料加固法引入我國時間還較短,但已顯著地顯現(xiàn)出其優(yōu)勢,成為科研院所、大專院校研究的熱點,并得到了廣泛的實際應(yīng)用。尤其是粘貼纖維加固法較成熟,應(yīng)用也比預(yù)應(yīng)力纖維加固法及嵌入式纖維加固法廣泛。我們還可以減小結(jié)構(gòu)的長細比,比如增設(shè)支架或者輔助桿件來提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。根據(jù)研究現(xiàn)狀,這三種纖維加固方法有待解決的共同問題主要有以下幾方面:
1、纖維材料加固構(gòu)件的長期受力性能與纖維材料對節(jié)點加固性能的研究;
2、用纖維加固的結(jié)構(gòu)在較高溫度下強度嚴(yán)重退化,如何改進加固材料性能和加固構(gòu)件的防火耐溫措施是有待研究的課題;
3、如何簡化施工工藝,加強質(zhì)量保證,降低工程造價是一件十分緊迫的事情。
現(xiàn)如今鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷發(fā)展,越來越多的鋼結(jié)構(gòu)大樓進入我們的生活,但是由于生產(chǎn)、制造、施工、使用環(huán)境等因素的影響,在鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中不可避免的存在著各種各樣的缺陷和損傷,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)加固方法是將鋼板焊接、螺栓連接或在損傷部位粘貼鋼板等方法。(5)對于高溫、腐蝕、冷脆、振動、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞,應(yīng)提出其相應(yīng)的處理對策后再進行加固。但是,這些方法或多或少都存在較多缺陷:
焊接加固缺陷:焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程,焊接區(qū)由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,冷卻后在焊件中便產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。雖然說現(xiàn)代焊接技術(shù)已經(jīng)能做到內(nèi)外無缺陷焊接,但是如果焊縫一旦失穩(wěn)擴展,就有可能使焊接部位徹底斷裂,引發(fā)事故。在修復(fù)前,必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性,有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實際工作或進行加固的措施,對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件,應(yīng)予拆除更換。
粘鋼加固:采用結(jié)構(gòu)膠將鋼板粘貼在需要加固的部位,依靠結(jié)構(gòu)膠將其粘結(jié)在一起共同受力,提高結(jié)構(gòu)的承載力。
螺栓連接加固:其需要在損傷部位附近開孔,削弱了截面,使之形成新的應(yīng)力集中區(qū),使原螺栓出現(xiàn)松動現(xiàn)象,降低了結(jié)構(gòu)修補的效果。
以上幾種鋼結(jié)構(gòu)加固方法除了以上幾個缺陷,還有一個共同的缺陷:加固所選材料基本都為鋼材,在進行加固處理時會給結(jié)構(gòu)帶來過多的結(jié)構(gòu)自重,且鋼板不易裁剪成加固所需的形狀,安裝運輸?shù)容^為困難,在加固完工之后,需對鋼材進行防銹處理,以免鋼材生銹對結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)生不必要的影響,且維護工作量大費用較高。綜合考慮減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻比裂紋擴展等技術(shù)要求,認(rèn)真分析需要連接加固部位的作用和實際受力能力,進行加固件的連接,提高各結(jié)構(gòu)承受外力的能力,和其抵抗外界環(huán)境和其他因素干擾的能力。
然而碳纖維材料作為一種新型加固材料,碳纖維材料彈性模量與鋼材相近、但強度是鋼筋的5倍,同時具有質(zhì)輕易于成型、抗腐蝕性和耐久性好、抗1疲勞性能好、施工方便等優(yōu)點,且碳纖維材料擁有的這些優(yōu)點都能完1美的解決以上幾種方法所存在的缺陷,因此在鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)加固中也將會得到廣泛應(yīng)用。粘貼加固技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢:(1)比強度和比剛度高,加固后基本不增加原結(jié)構(gòu)的自重和原構(gòu)件的尺寸。
建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)不可避免地存在各種缺陷和損傷。在荷載和環(huán)境等因素的作用下,材料發(fā)生變化,引起宏觀力學(xué)性能的劣化,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)工程事故。為確保結(jié)構(gòu)安全工作,延長使用壽命就必須對損傷構(gòu)件進行更換或加固,更換這些構(gòu)件將造成極大的浪費,而且會影響結(jié)構(gòu)的正常使用。同時,結(jié)構(gòu)損傷具有局部性和多發(fā)性特點,這些結(jié)構(gòu)不可能在出現(xiàn)損傷時就立即退役。因此,尋求經(jīng)濟的鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)既是土木工程領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題,又是一個關(guān)系到社會可持續(xù)發(fā)展的問題。(4)簡便易行、成本低、效率高,在狹小空間亦可施工,特別適合現(xiàn)場修復(fù)。