钢结构加固技术介绍

一、加固原则及方法简介

钢结构加固原则：

结构鉴定结果显示结构可靠性不满足正常使用。
钢结构加固后的结构安全等级应根据结构重要性、结构破坏造成后果的严重程度及在正常使用情况下的具体要求而定。
加固施工应尽可能不停产或少停产。
确定加固方案时，应尽量减少对原有结构或构件的拆除和损坏，尽量利用原有结构的承载能力。
加固后，结构体系受力路线要明确，新旧材料连接可靠。
应制订严格的技术和安全措施，避免出现安全事故。
混凝土加固技术详见作者之前发过的文章：
混凝土结构加固

结构日记君，公众号：学以致用之结构日记结构加固技术

二、加固方法

1.改变结构体系加固法

通过改变结构体系或计算图形来达到加固的目的，通常是较为有效而经济的加固途径。改变结构体系的加固方法，主要是通过改变传力途径、荷载分布、节点性质、边界条件、增设附加构件或支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等手段，改变结构体系或计算图形，以调整原结构内力，使结构按设计要求进行内力重分配，从而达到加固的目的。

改变结构体系所要达到的加固目的，在很大程度上需通过合适的施工程序和巧妙的施工方法来实现，而且施工方法正确与否也影响结构的受力状态。改变结构体系一般的加固方法：

① 对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：

A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；

B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；

C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；

D、在排架结构中重点加强某.列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；

E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

② 对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：

A、改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；

B、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；

C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；

D、调整连续结构的支座位置；

E、将结构变为撑杆式结构；

F、施加预应力。

③ 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：

A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构；

B、加设预应力拉杆。

2.增大截面加固法

增大构件截面的加固方法涉及面广，施工较为简便，尤其在满足一定前提条件下，还可在负荷状态下加固，因而是钢结构加固中最常用的方法。

采用增大截面的方法加固钢构件，应考虑构件的受力情况及存在的缺陷，在方便施工、连接可靠的前提下选取最有效的截面增加形式。

① 钢梁加固

钢梁截面加固可采用图1-1的形式。图1-1（a）用于构件抗弯及抗剪能力均不足时加固；若腹板不必加固可采用图1-1（b）；焊接组合梁和型钢梁都可在翼缘板上加焊水平板、斜板或型钢进行加固[图1-1（c）、（f）、（g）、（h）、（i）、（j）]，一般宜上、下翼缘均加固，但当有铺板上翼缘加固困难时，亦可仅对下翼缘补强[图1-1（e）]；图1-1用于梁腹板抗剪强度不足的加固，当梁腹板稳定性不能保证时，往往采用设置加劲肋的方法；图1-1（d）、（g）、（h）、（i）可以不增加梁的高度，但图1-1（g）、（h）将翼缘变成封闭截面，对有横向加劲肋和翼缘上需要用螺栓连接的梁，构造复杂，施工麻烦；图1-1（i）可在原位置施工，但加固效果较差且对原有横向加劲肋的梁需加设短加劲肋来代替；图1-1（k）、（l）主要用于加固简支梁弯矩较大的区段，加固件不伸到支座；图1-1（a）、（b）、（i）、（k）、（l）、（m）也可用高强螺栓连接新老部件。图1-1 钢梁截面加固形式

② 钢柱加固

钢柱截面加固可采用图1-2的形式或其他形式。图1-2（b）、（c）、（e）用于轴心受力或弯矩较小的钢柱；图1-2（d）、（h）、（i）、（j）能同时提高弯矩作用平面内外的承载能力；图1-2（d）、（f）、（h）、（i）、（j）用于左右两方向作用弯矩不等的压弯柱，也可在原截面两侧采用相同的加固件，用于两方向作用弯矩相等或相差不大的压弯柱。图1-2 钢柱截面加固形式

③ 桁架杆件加固

截面加固可采用图1-3的形式或其他形式。图1-3（a）用于杆件上有拼接角钢或扭曲变形不大的杆件；图1-3（b）可增大杆件平面外的回转半径，减小长细比，而且可以调整杆件因旁弯而产生的偏心；图1-3（d）适用于拉杆；图1-3（f）用于单角钢腹杆加固；图1-3（j）、（k）适用于下弦截面加固。图1-3 桁架杆件截面加固形式