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鋼結構及鋼砌體結構加固方法

來源: 時間:2015-02-11

一、鋼砌體結構加固方法

1.增設扶壁柱法

    扶壁柱法屬于加大截面法的一種,當窗間墻或承重墻承載力不夠,但磚砌體尚未被壓裂,或只有輕微裂縫者,可采用此方法加固,來提高砌體結構的承載能力和穩(wěn)定性。常用的扶壁柱有磚砌和鋼筋混凝土兩種,其優(yōu)點是施工工藝簡單,造價低,但承載能力提高有限,且難滿足抗震要求,多在非抗震設防區(qū)應用。

2.鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法

    鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法簡稱面層加固法,是采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿(或細石混凝土)層外包于砌筑墻體的兩面(或單面),由于通常對墻體作雙面加固,所以加固后的墻俗稱為夾板墻。夾板墻可以較大幅度地提高墻體的承載能力,抗側剛度以及墻體的延性。

3.外包鋼筋混凝土加固法

    外包鋼筋混凝土加固法屬于復合截面加固法的一種,其優(yōu)點是施工工藝簡單,應用性強,加固后砌體承載能力有較大的提高,適用于砌體墻、壁柱、柱的加固。其缺點是現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長,對生產(chǎn)生活有一定影響,且加固后建筑物凈空有一定減小。

4.外包鋼加固法

外包鋼加固法屬于傳統(tǒng)的加固方法。其優(yōu)點是施工速度快,現(xiàn)場工作量和濕作業(yè)少,受力較可靠,適用于不允許增大原構件截面面積,卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱及窗間墻的加固,其缺點是用鋼量大,加固費用高,并應注意對鋼材的防護。 

5.增大砌體截面法

    增大砌體截面法是采用相應的砌體材料增大原砌體構件截面的加固方法。增大砌體面法主要用于砌體承載能力不足,但砌體尚未壓裂,或僅輕微裂縫的情況。一般的獨立磚柱、磚壁柱、窗間墻和其他承重墻的承載能力不足時,均可采用此法加固,缺點是加固后會減小一定的凈空。

6.水泥灌漿法

    水泥灌漿法是一種用于裂縫修補的加固方法。灌漿方法有重力灌漿和壓力灌漿。常用的是壓力灌漿,它是用壓力設備把水泥漿液壓入磚墻裂縫,使其與原磚墻黏合的修補方法。用灌漿法加固一般只能起到恢復原有結構功能的作用,對于需增加承載力的加固,不宜單獨使用,其缺點是需要專門的灌漿設備。這種加固方法主要用于因地震、溫度、沉降等原因引起的磚墻裂縫的修補。

7.其他加固方法

托梁加墊,主要用于梁下砌體局部承壓能力不足時的加固,梁墊有預制和現(xiàn)澆兩種。

托梁或加柱,主要用于砌體承載能力嚴重不足,砌體碎裂嚴重可能倒塌的情況。

增設預應力撐桿,主要用于大梁下砌體承載能力嚴重不足時。通過增設預應力型鋼支柱,達到對原結構進行加固的目的。

    增設鋼拉桿,主要用于縱橫墻接槎不好,墻穩(wěn)定性不足的情況下加固。

    改變結構方案,主要包括增加橫墻和將磚柱承重改為磚墻承重。

二、鋼結構加固方法

    鋼結構的加固方法主要有:改變計算圖形,加大原結構構件截面和連接強度,鋼構件焊縫連接補強,鋼結構裂紋修復。當有成熟經(jīng)驗時,也可采用其他加固方法。

1.改變結構計算簡圖

    這種方法是指改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質和邊界條件,增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結構進行加固的方法。

    改變結構計算簡圖的一般方法主要包括:對結構采用增加結構或構件的剛度的方法進行加固,對受彎構件采用改變其截面內力的方法進行加固,對桁架采用改變其桿件內力的方法進行加固,必要時也可采取措施使加固構件與其他構件共同工作進行加固。

2.鋼構件增大截面加固法

采用這種加固方法加固鋼構件時,所選的截面形式應符合加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。加固的構件受力分析的計算簡圖,應反映結構的實際條件,考慮損傷及加固引起的不利變形,及加固期間和加固前后作用在結構上的荷載及其不利組合。對于超靜定結構尚應考慮因截面加大、構件剛度改變使體系內力重分布的可能,必要時應分階段進行內力分析和計算。

3.鋼構件焊縫連接補強

鋼構件焊縫連接補強主要是連接件的加固和加固件的連接,包括焊縫連接加固、螺栓和鉚釘連接加固以及加固件的連接。

連接件加固連接方法,即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強螺栓連接方法的選擇,應根據(jù)結構加固的原因、目的、受力狀態(tài)、構造及施工條件,并考慮結構原有的連接方法確定。

焊縫連接的加固,可依次采用增加焊縫長度、有效厚度或兩者同時增加的方法實現(xiàn)。

螺栓或鉚釘需要更換或新增加固其連接時,應首先考慮采用適宜直徑的高強度螺栓連接。當負荷下進行結構加固,需要拆除結構原有受力螺栓、鉚釘或增加、擴大鉆孔時,除應設計計算結構原有和加固連接件的承載力外,還必須校核板件的凈截面面積的強度。

加固件的連接,為加固結構而增設的板件(加固件),除須有足夠的設計承載力外,還必須與被加固結構有可靠的連接以保證二者良好的共同工作。

4.鋼結構裂紋的修復與加固

構件因荷載反復作用及材料選擇、構造、制造、施工安裝不當?shù)犬a(chǎn)生具有擴張性或脆斷傾向性裂紋損傷時,應設法修復。在修復前,必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴重性,有針對性地采取改善結構的實際工作或進行加固的措施,對不宜采用修復加固的構件,應予以拆除更換。為提高結構的抗脆性斷裂和疲勞破壞的性能,在結構加固的構造設計和制造工藝方面應遵循下列原則:降低應力集中程度,避免和減少各類加工缺陷,選擇不產(chǎn)生較大殘余拉應力的制作工藝和構造形式以及厚度盡可能小的軋制板件等。

修復裂紋時應優(yōu)先采用焊接方法;對網(wǎng)狀、分叉裂紋區(qū)和有破裂、過燒和燒穿等缺陷的梁、柱腹板部位,宜采用鉛板修補;用附加蓋板修補裂紋時,一般宜采用雙面蓋板,此時裂紋兩端仍須鉆孔;當?shù)踯嚵焊拱迳喜砍霈F(xiàn)裂紋時,應先檢查和采取必要措施,如調整軌道偏心等。

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