钢结构及钢砌体结构加固方法

来源: 时间:2015-02-11

一、钢砌体结构加固方法

1.增设扶壁柱法

    扶壁柱法属于加大截面法的一种,当窗间墙或承重墙承载力不够,但砖砌体尚未被压裂,或只有轻微裂缝者,可采用此方法加固,来提高砌体结构的承载能力和稳定性。常用的扶壁柱有砖砌和钢筋混凝土两种,其优点是施工工艺简单,造价低,但承载能力提高有限,且难满足抗震要求,多在非抗震设防区应用。

2.钢筋网水泥砂浆面层加固法

    钢筋网水泥砂浆面层加固法简称面层加固法,是采用钢筋网水泥砂浆(或细石混凝土)层外包于砌筑墙体的两面(或单面),由于通常对墙体作双面加固,所以加固后的墙俗称为夹板墙。夹板墙可以较大幅度地提高墙体的承载能力,抗侧刚度以及墙体的延性。

3.外包钢筋混凝土加固法

    外包钢筋混凝土加固法属于复合截面加固法的一种,其优点是施工工艺简单,应用性强,加固后砌体承载能力有较大的提高,适用于砌体墙、壁柱、柱的加固。其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产生活有一定影响,且加固后建筑物净空有一定减小。

4.外包钢加固法

外包钢加固法属于传统的加固方法。其优点是施工速度快,现场工作量和湿作业少,受力较可靠,适用于不允许增大原构件截面面积,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱及窗间墙的加固,其缺点是用钢量大,加固费用高,并应注意对钢材的防护。 

5.增大砌体截面法

    增大砌体截面法是采用相应的砌体材料增大原砌体构件截面的加固方法。增大砌体面法主要用于砌体承载能力不足,但砌体尚未压裂,或仅轻微裂缝的情况。一般的独立砖柱、砖壁柱、窗间墙和其他承重墙的承载能力不足时,均可采用此法加固,缺点是加固后会减小一定的净空。

6.水泥灌浆法

    水泥灌浆法是一种用于裂缝修补的加固方法。灌浆方法有重力灌浆和压力灌浆。常用的是压力灌浆,它是用压力设备把水泥浆液压入砖墙裂缝,使其与原砖墙黏合的修补方法。用灌浆法加固一般只能起到恢复原有结构功能的作用,对于需增加承载力的加固,不宜单独使用,其缺点是需要专门的灌浆设备。这种加固方法主要用于因地震、温度、沉降等原因引起的砖墙裂缝的修补。

7.其他加固方法

托梁加垫,主要用于梁下砌体局部承压能力不足时的加固,梁垫有预制和现浇两种。

托梁或加柱,主要用于砌体承载能力严重不足,砌体碎裂严重可能倒塌的情况。

增设预应力撑杆,主要用于大梁下砌体承载能力严重不足时。通过增设预应力型钢支柱,达到对原结构进行加固的目的。

    增设钢拉杆,主要用于纵横墙接槎不好,墙稳定性不足的情况下加固。

    改变结构方案,主要包括增加横墙和将砖柱承重改为砖墙承重。

二、钢结构加固方法

    钢结构的加固方法主要有:改变计算图形,加大原结构构件截面和连接强度,钢构件焊缝连接补强,钢结构裂纹修复。当有成熟经验时,也可采用其他加固方法。

1.改变结构计算简图

    这种方法是指改变荷载分布状况、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。

    改变结构计算简图的一般方法主要包括:对结构采用增加结构或构件的刚度的方法进行加固,对受弯构件采用改变其截面内力的方法进行加固,对桁架采用改变其杆件内力的方法进行加固,必要时也可采取措施使加固构件与其他构件共同工作进行加固。

2.钢构件增大截面加固法

采用这种加固方法加固钢构件时,所选的截面形式应符合加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。加固的构件受力分析的计算简图,应反映结构的实际条件,考虑损伤及加固引起的不利变形,及加固期间和加固前后作用在结构上的荷载及其不利组合。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,必要时应分阶段进行内力分析和计算。

3.钢构件焊缝连接补强

钢构件焊缝连接补强主要是连接件的加固和加固件的连接,包括焊缝连接加固、螺栓和铆钉连接加固以及加固件的连接。

连接件加固连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强螺栓连接方法的选择,应根据结构加固的原因、目的、受力状态、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。

焊缝连接的加固,可依次采用增加焊缝长度、有效厚度或两者同时增加的方法实现。

螺栓或铆钉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度螺栓连接。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、扩大钻孔时,除应设计计算结构原有和加固连接件的承载力外,还必须校核板件的净截面面积的强度。

加固件的连接,为加固结构而增设的板件(加固件),除须有足够的设计承载力外,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。

4.钢结构裂纹的修复与加固

构件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张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的实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予以拆除更换。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厚度尽可能小的轧制板件等。

修复裂纹时应优先采用焊接方法;对网状、分叉裂纹区和有破裂、过烧和烧穿等缺陷的梁、柱腹板部位,宜采用铅板修补;用附加盖板修补裂纹时,一般宜采用双面盖板,此时裂纹两端仍须钻孔;当吊车梁腹板上部出现裂纹时,应先检查和采取必要措施,如调整轨道偏心等。

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