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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。
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。鋼結(jié)構(gòu)材料雖然材質(zhì)結(jié)實耐用,但是使用時間久了也會產(chǎn)生一些問題,當(dāng)檢測過后發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑存在質(zhì)量問題時,就要進行加固處理了。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。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。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)無任何特別要求時,此種方法可行性很強,但不適用于要求大空間等結(jié)構(gòu)中。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。
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。加固設(shè)計的內(nèi)容和范圍,可以是結(jié)構(gòu)整體,亦可以是指1定的區(qū)段、特定的構(gòu)件或部位。
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。比如,工廠用于生產(chǎn)產(chǎn)品的廠房,儲存貨物的倉庫等,對于這些使用功能的建筑物,現(xiàn)在除了會使用常規(guī)的磚混材料對其建造外,也會使用新型的鋼結(jié)構(gòu)。
1)鋼構(gòu)件加固連接方法的選擇,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)加固的原因、受力狀態(tài)及施工條件,并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。一般可與原有結(jié)構(gòu)的連接方法一致。即當(dāng)原有結(jié)構(gòu)是鉚釘連接時,可采用摩擦型高強螺栓連接加固;原有結(jié)構(gòu)為焊接時,應(yīng)選用焊接連接而不宜采用螺栓等其他連接方式。
2)在同一受力部位連接的加固中,不宜采用剛度相差較大的,如焊縫與鉚釘或普通螺栓共同受力的混合連接方法。(2)、改變結(jié)構(gòu)計算圖形減小柱外荷載或內(nèi)力改變結(jié)構(gòu)計算圖形的一般方法中,有許多可以用來加固柱。鋼結(jié)構(gòu)常用連接方法中,其連接的剛度即破1壞時抵抗變形能力的大小依次為焊接、摩擦型高強度螺栓、鉚接、普通螺栓。一般應(yīng)采用剛度較大的連接加固比其剛度小的連接,但在受力較簡單明確的接頭中,可經(jīng)研究采用焊縫和高強度螺栓共同受力的混合連接。
3)加固連接所用材料應(yīng)與原有連接材料的性質(zhì)相匹配,其技術(shù)指標(biāo)和強度設(shè)計值應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(國標(biāo) 50017—2003)中第3.3.8條、第3.4.1條、第3.4.2條的規(guī)定。對損傷鋼柱,對損傷部位進行割除后,按原截面制作新柱,并將其與下部保留的柱按等強度連接。加固連接材料如金屬焊條等,應(yīng)與原結(jié)構(gòu)及其連接材料相容、協(xié)調(diào)、一致,并使彼此能很好結(jié)合,強度、韌性、塑性良好。
一般來說鋼結(jié)構(gòu)加固主要方法有減輕荷載、改變計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗時也可采用其它方法對鋼結(jié)構(gòu)進行加固處理?! ?
改變結(jié)構(gòu)計算圖形加固法:指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(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)進行加固。