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提高鋼結構安全性能,不知道這些怎么行!


    隨著鋼結構在民用、工業以及公共建筑中的大量應用,其安全性能應用愈發受人重視,以下是鋼結構的安全評定內容及加固部分方法


    一.安全評定

 

 

    連接與構造措施

 

    1.合理設置焊縫尺寸、螺栓的間距與直徑、桿件的截面尺寸。例如截面尺寸要達到設計要求中對最小截面尺寸的規定,鋼管壁厚度3mm,鋼板最小厚度4mm,角鋼的最小截面L45×4mm。

 

    2.保證構件之間的可靠連接。無論是進行構件與構件的連接,還是構件本身的連接都要符合規范要求。連接計算主要是為了檢測連接的效果,主要包括承載力與受拉計算,焊縫的連接強度計算,柱與鋼框架結構梁的剛性計算,螺栓鉚釘連接受剪計算及連接節點處板件的計算等。

 

    3.保證鋼結構的局部滿足穩定性要求,例如可以增加截面的寬厚比等。

 

    4.隔熱以及防護性能滿足要求。

 

    5.鋼結構的整體支撐以及構件之間的布置要科學合理,并保證每一部分的施工質量,例如嚴格控制屋架、豎向支撐、桁架的水平及垂直支撐等。

 

    6.嚴格控制支座的加工及安裝施工,例如垂直度、安全平整度以及支座位置的安裝要滿足要求。

 

    02、承載力

 

    對于具備相應條件的鋼結構構件,例如梁、板或者屋架等,可以通過現場施加豎向荷載,然后檢測關鍵部位的撓度變形、側向應變,根據應變以及分析結果確定是否符合承載力要求。

 

    實施現場荷載試驗要遵循非破壞性原則,在保證荷載形式與結構實際要承受的作用基本一致的條件下,避免現場檢驗荷載引發構件或者結構出現不可逆的損傷或者變形,為此應將現場檢驗和定為設計荷載的70%~80%。

 

    進行現場荷載試驗中要進行分級加卸,一般通過5級達到荷載的標準值,然后通過2~5級進行卸載。一般在加載的開始階段按照標準值的20%進行加載,然后每一級按照10%遞增。同時為不引發破壞性,要在荷載值接近標準值時將荷載增加量減少到5%。每一級加載完畢后持續至少10min,然后再進行試驗讀數。對于大跨度的屋架或者是桁架的持續時間要長達12h甚至更長,而檢驗裂縫寬度以及變形時也要持續最少30min。

 

    03、鋼結構抗災害能力

 

    抗災害能力的評估內容主要包括:抗火能力、抗震能力、抗風能力(主要是輕型鋼結構)、抗冰雪荷載能力(主要是鋼屋架)。其中,抗震能力主要通過結構以及體系的連接構造、布置以及結構與構件的抗震承載力進行綜合評價;抗冰雪及風能力的評估可從鋼結構的選型、承載力驗算以及構造連接等方面進行評估。

  

    二、加固方法

 

    1.焊接及螺栓連接加固

 

在焊接加固時,高溫會降低焊接部位的母材性能,同時焊縫內部缺陷也會使結構產生新裂縫,且焊接結構內部的殘余應力會加速裂縫的發展。而在螺栓連接加固時,鋼材上的孔洞會削弱截面,形成新的應力集中區,降低結構加固的效果。

 

    2.增加結構或構件剛度

 

    2.1增加支撐形成空間結構并按空間結構進行驗算;

 

    2.2加設支撐增加結構剛度或調整結構的自振頻率等,以提高結構承載力并改善結構動力特性;

 

    2.3增設支撐或輔助桿件使構件的長細比減少以提高其穩定性;

 

    2.4在排架結構中重點加強某一列柱的剛度,使之承受大部分水平力,以減輕其他柱列負荷在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度

 

    3.粘鋼加固

 

    在結構表面粘貼鋼板,通過結構膠使兩者共同工作,提高鋼結構的承載能力。因鋼板不宜加工成形狀復雜的結構且耐腐蝕性差,故后期維護費用較高。

 

    4.粘貼復合材料加固

 

    采用粘結劑在鋼結構損傷部位粘貼復合材料,由其承擔部分荷載,從而減小損傷部位的應力。采用粘貼復合材料加固后結構自重及尺寸變化小,復合材料的抗疲勞和耐腐蝕性能好,施工較為簡單,適合現場修復。


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