結(jié)構(gòu)檢測及加固(鋼結(jié)構(gòu))

1、鋼結(jié)構(gòu)的檢測和加固鋼結(jié)構(gòu)的檢測和加固 鋼結(jié)構(gòu)的破損鋼結(jié)構(gòu)的破損鋼結(jié)構(gòu)的檢測鋼結(jié)構(gòu)的檢測鋼結(jié)構(gòu)的加固方法鋼結(jié)構(gòu)的加固方法 鋼結(jié)構(gòu)加固基本原則鋼結(jié)構(gòu)加固基本原則鋼屋架加固鋼屋架加固鋼結(jié)構(gòu)的破損連連接接構(gòu)構(gòu)造造鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件（桿件）間，以一定的連接方式和連接件相互連接成整體結(jié)構(gòu)。這些連接部位是結(jié)構(gòu)整體工作的關(guān)鍵，往往也是結(jié)構(gòu)損壞或破壞的起源。除構(gòu)件整體失穩(wěn)外，絕大多數(shù)的鋼結(jié)構(gòu)工程事故都與連接構(gòu)造有關(guān)，其原因是：1、連接節(jié)點(diǎn)通?？偸菓?yīng)力集中部位，其極限承載力會低于構(gòu)件自身的承載能力；2、加工制作和安裝過程的質(zhì)量偏差也最容易在連接處表現(xiàn)突出；3、連接構(gòu)造很難與計算簡圖完全一致，在處理欠妥時，會因構(gòu)件與計算圖

2、形的不吻合而改變構(gòu)件的實(shí)際受力狀態(tài)。同時，三種連接方式自身的加工工藝也將給鋼結(jié)構(gòu)帶來某些初始缺陷：環(huán)環(huán)境境因因素素銹蝕：銹蝕：鋼結(jié)構(gòu)銹蝕嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的可靠性。產(chǎn)生銹蝕的條件有二：一是空氣中相對濕度高；二是有侵蝕性介質(zhì)如二氧化硫、鹽霧等。銹蝕的形成與否，關(guān)鍵在涂裝工程，即涂料品種的選擇和涂料工程施工質(zhì)量，尤其是除銹質(zhì)量，以及能否按要求期限涂裝返修、重涂。 高溫烘烤及火災(zāi)高溫烘烤及火災(zāi)：一是鋼材材性改變，當(dāng)高溫作用時間過長，則鋼材表面出現(xiàn)脫碳層，在溫度下降后，與原材料相比，機(jī)械性能會有變化（硬度、強(qiáng)度下降）；二是在高溫作用下，由于構(gòu)件各組成部分的應(yīng)力水平大小不同，其對應(yīng)的臨界溫度（失去承載力）也不

3、同，在高溫下將相繼發(fā)生屈曲或塑性拉伸，這部分變形即使在降溫后仍將保留下來；三是整個構(gòu)件并非處于均勻溫度場中，在加溫和降溫過程中，各部件間相互制約，又會產(chǎn)生另一類變形。 構(gòu)構(gòu)件件桿件結(jié)構(gòu)桿件結(jié)構(gòu)：桿件體系由細(xì)長桿組成，其桿件長度與截面尺寸懸殊。結(jié)構(gòu)有較精確的計算簡圖，桿件內(nèi)力的計算值與實(shí)際值比較吻合，但細(xì)長桿對外型幾何缺陷十分敏感，缺陷往往會改變桿件內(nèi)力，影響最終承載能力。因在制造、安裝和使用過程中，桿件外型出現(xiàn)幾何缺陷是很難避免的，是最易發(fā)生損壞并導(dǎo)致事故的一類構(gòu)件。板單元構(gòu)件板單元構(gòu)件：其厚度方向尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于另兩個方向尺寸，可分為薄板和厚板兩種。薄板構(gòu)件的局部缺陷直接影響板的局部失穩(wěn)特性。厚

4、板構(gòu)件處在三向應(yīng)力狀態(tài)時有出現(xiàn)“層狀撕裂”這種特殊破壞形式的可能。鋼結(jié)構(gòu)的檢測鋼結(jié)構(gòu)的檢測鋼材銹蝕的檢查鋼材銹蝕的檢查焊縫的檢測焊縫的檢測螺栓與鉚釘連接的檢查螺栓與鉚釘連接的檢查桿件的缺陷檢查桿件的缺陷檢查結(jié)構(gòu)的變形檢查結(jié)構(gòu)的變形檢查鋼結(jié)構(gòu)加固基本原則鋼結(jié)構(gòu)加固基本原則荷載荷載計算計算原則原則 設(shè)計施設(shè)計施工協(xié)調(diào)工協(xié)調(diào) 1、當(dāng)原結(jié)構(gòu)是按工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（TJ9-74）取值時，在鑒定階段對結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算仍按該規(guī)范取值，但經(jīng)確定需要加固時，則加固驗(yàn)算應(yīng)按現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值；2、當(dāng)原結(jié)構(gòu)加固后建筑功能改變時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況并按現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值；3、對不符合建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定或

5、未作規(guī)定的永久荷載，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行抽樣實(shí)測確定，抽樣數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定，但不得少于五年，且應(yīng)以其平均值乘以1.2的系數(shù)作為該永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。所謂未作規(guī)定的荷載，是指積灰、安裝荷載、異型設(shè)備、管道、支架重量及吊車使用荷載等。1、結(jié)構(gòu)計算簡圖，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)上的實(shí)際荷載、構(gòu)件的支承情況、邊界條件、受力狀況和傳力途徑等確定，并適當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)實(shí)際工作中的有利因素，如結(jié)構(gòu)的空間作用、新結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)的共同工作等；2、結(jié)構(gòu)的計算截面，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的損傷、缺陷、裂紋和銹蝕等不利影響，按結(jié)構(gòu)的實(shí)際有效截面進(jìn)行計算，并考慮結(jié)構(gòu)在加固時的實(shí)際受力狀況，即原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力超前和加固部分的應(yīng)變滯后（即新材料的應(yīng)變值小于原構(gòu)

6、件的應(yīng)變值）特點(diǎn)，以及加固部分與原結(jié)構(gòu)共同工作的程度，對其總的承載能力予以適當(dāng)折減；3、在對結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行驗(yàn)算時，應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際工作中的荷載偏心、結(jié)構(gòu)變形和局部損傷、施工偏差以及溫度作用以及溫度作用等不利因素使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加內(nèi)力；4、如加固后使結(jié)構(gòu)重量增加或改變原結(jié)構(gòu)傳力途徑時，除應(yīng)驗(yàn)算上部結(jié)構(gòu)的承載能力以外，尚應(yīng)對建筑物的基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)算。5、鋼結(jié)構(gòu)加固時，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)材料因溫度、安裝等作用可能產(chǎn)生過大的殘余應(yīng)力和塑性變形而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力喪失或耐久性降低，因此，焊接鋼結(jié)構(gòu)加固時，原有構(gòu)件或連接的實(shí)際名義應(yīng)力值應(yīng)小于0.55fy，且不得考慮加固構(gòu)件的塑性變形；非焊接鋼結(jié)構(gòu)加固時，其實(shí)際名

7、義應(yīng)力值應(yīng)小于0.7fy 。所謂結(jié)構(gòu)的名義應(yīng)力，指的是按規(guī)范規(guī)定或由材料力學(xué)一般方法算得的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。如果現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的名義應(yīng)力值大于上述規(guī)定，則應(yīng)將結(jié)構(gòu)完全卸載后才能對其進(jìn)行加固。 鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計應(yīng)與實(shí)際施工方法緊密結(jié)合，并采取有效措施，保證新增截面、構(gòu)件和部件與原結(jié)構(gòu)的可靠連接，以形成整體共同工作，同時應(yīng)避免對未加固的部分或構(gòu)件造成不利影響。改變結(jié)構(gòu)計算簡圖的加固改變結(jié)構(gòu)計算簡圖的加固連接的加固與加固件的連接連接的加固與加固件的連接加大構(gòu)件截面加固加大構(gòu)件截面加固裂紋的修復(fù)與加固裂紋的修復(fù)與加固鋼鋼 屋屋 架架 的的 加加 固固 鋼鋼 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 的的 加加 固固 方方 法法銹銹 蝕蝕 等等 級

8、級 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)A級良好：構(gòu)件基本沒有銹蝕，漆膜還有光澤，個別構(gòu)件可有少量銹點(diǎn)。B級局部銹蝕：構(gòu)件基本沒有銹蝕，面漆有局部脫落，但底漆是完好的，個別構(gòu)件有少量銹點(diǎn)或在構(gòu)件邊緣、死角、縫隙、隱蔽部分有銹蝕。C級較嚴(yán)重：構(gòu)件局部銹蝕，面漆脫落面積達(dá)20%左右，底漆也有局部透銹，但基本金屬是好的，應(yīng)進(jìn)行維護(hù)準(zhǔn)備工作。D級嚴(yán)重：構(gòu)件銹蝕面積達(dá)40%左右，面漆大片脫落，但基本金屬沒有破壞，應(yīng)立即進(jìn)行維護(hù)工作。 以上四級均屬于正常范圍，即基本金屬沒有破壞。如檢查中發(fā)現(xiàn)已經(jīng)影響基本金屬的情況即對嚴(yán)重銹蝕的檢查，應(yīng)采用較精密的測量工具如游標(biāo)卡尺、千分尺等，測定銹蝕的深度，查明構(gòu)件斷面削弱的程度，通過計算校核確定

9、是否需要采取更換或加固措施。檢檢 查查 重重 點(diǎn)點(diǎn) 埋設(shè)在磚墻內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)支座部分；埋入地下或經(jīng)常干濕交替，又未包混凝土的構(gòu)件；難于涂刷涂料處：如型鋼組合截面的凈空小于12mm處，角鋼組合截面的肢背與肢背連接處；截面形狀復(fù)雜或截面厚度小的薄壁構(gòu)件；濕度大、易積灰處或構(gòu)造上有水流過、積存處；車間內(nèi)可能漏雨或有雨水飄淋處，如屋蓋結(jié)構(gòu)、柱與屋架的連接節(jié)點(diǎn)、吊車梁與柱子的連接節(jié)點(diǎn)、大型屋面板與屋架的連接點(diǎn)、天窗架擋風(fēng)板等處。直接面臨侵蝕性介質(zhì)“跑、冒、滴、漏”的部位；露天結(jié)構(gòu)的各種狹道以及它們可能積水的部位，遭受結(jié)露或水蒸汽侵蝕的部位等。鋼鋼 材材 銹銹 蝕蝕 的的 檢檢 查查焊焊 縫縫 的的 檢檢 測

10、測普普 通通 方方 法法 檢檢 查查 焊焊 縫縫1、外觀檢查：焊縫質(zhì)量在外觀上要求具有細(xì)鱗形表面，無折皺間斷和未焊滿的陷槽，并與基本金屬平緩連接。檢查包括以下兩方面。（1）用測量焊縫的樣板（可根據(jù)“手工電弧焊焊接接頭的構(gòu)造尺寸要求”自行制作）或量規(guī)測量焊縫尺寸是否符合設(shè)計要求；（2）先將焊縫上的污垢除凈后憑肉眼（用放大520倍的放大凈）檢查焊縫的外觀質(zhì)量，如焊縫咬邊、焊縫表面的波紋、飛濺情況、焊縫的弧坑、焊瘤、表面氣孔、夾渣和裂紋等。2、鉆孔檢查：是一種破壞焊縫的檢查，在重要的結(jié)構(gòu)中，對焊縫外觀檢查中可疑之處再用鉆孔方法進(jìn)行檢查，檢查焊縫是否有氣孔、夾渣、未焊透和裂紋等。鉆孔檢查用的鉆頭應(yīng)磨成

11、900角，直徑812mm。鉆孔深度根據(jù)焊縫情況確定，一般的對接焊縫鉆孔深度為焊件厚度的2/3，貼角焊縫可達(dá)焊件厚度的11.5倍。邊鉆邊檢查，鉆孔后還可用10%硝酸溶液作侵蝕檢驗(yàn)，以檢查微小缺陷，查完后再補(bǔ)滿孔眼。精精 確確 方方 法法 檢檢 查查 焊焊 縫縫超聲波檢查：目前使用較廣泛，其優(yōu)點(diǎn)是不破壞焊縫、靈活和經(jīng)濟(jì)，對厚度較大的焊縫和構(gòu)件最有效。檢查處鋼材表面光滑，焊縫內(nèi)部缺陷的反映也較靈敏，但缺陷的性質(zhì)不易識別；x射線和射線拍片檢查：這種方法是目前檢查焊縫最可靠的方法。x射線應(yīng)用比射線廣，x射線適用于厚度不大于30mm的焊縫，大于30mm的焊縫可用射線檢查。檢查焊縫的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可參閱相關(guān)規(guī)范

12、。 螺螺 栓栓 與與 鉚鉚 釘釘 連連 接接 的的 檢檢 查查螺螺 栓栓 連連 接接 的的 檢檢 查查對螺栓檢查一般用目測結(jié)合扳手進(jìn)行。正常工作的螺栓、螺帽不應(yīng)有絲毫松動，螺栓頭及螺帽應(yīng)完全壓緊墊板。對于一些承受較大振動荷載特別重要的螺栓，尚應(yīng)定期卸開用放大鏡檢查螺栓上是否有裂紋，必要時采用超聲波、磁力探傷等物理方法檢查。根據(jù)檢查結(jié)果，對于斷裂的螺栓，應(yīng)查明原因，必要時校核其承載能力是否滿足要求，并予以更換或其它處理。對于松動的螺栓結(jié)合檢查工作予以擰緊。高強(qiáng)度螺栓應(yīng)采用特制測力扳手，使螺栓達(dá)到規(guī)定的張拉力，高強(qiáng)度螺栓擰緊后，應(yīng)抽查510%，看其扭矩是否達(dá)到規(guī)定的數(shù)值。檢查方法是先松動螺母1/6

13、轉(zhuǎn)，然后再用扳手轉(zhuǎn)到原來的位置，看其扭矩是否符合要求。如不足應(yīng)扭緊到規(guī)定的扭矩值。永久性普通螺栓的螺帽的固定按設(shè)計規(guī)定，用有防松裝置的螺母或彈簧墊圈。設(shè)計無規(guī)定時，可焊死螺母或打毛螺紋。鉚鉚 釘釘 連連 接接 的的 檢檢 查查鉚釘連接的檢查工具有：0.3kg的手錘、放大鏡、塞尺、樣板等。正常的鉚釘在用手錘敲打時，不得有絲毫跳動。檢查時可用一手貼近釘頭，另一手用錘自釘頭側(cè)面敲擊，再從另一側(cè)敲擊，如鉚釘松動，則手會感到釘頭跳動。在廠房結(jié)構(gòu)檢查過程中，一組鉚釘在錘擊下感到跳動數(shù)量大于10%時，應(yīng)將所有跳動的鉚釘換掉。所謂一組鉚釘系指：1、在節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)固定單根構(gòu)件的鉚釘（如節(jié)點(diǎn)板與弦桿或斜桿連接的鉚釘

14、）；2、桁架組合構(gòu)件節(jié)點(diǎn)之間的鉚釘；3、在拼接處的鉚釘，通用接頭處為半個鉚接長度上的鉚釘，階梯形接頭處為每個接頭間的鉚釘；4、受彎構(gòu)件翼緣每米長度內(nèi)的翼緣鉚釘。對松動、掉頭、剪斷或漏鉚的鉚釘均需及時更換補(bǔ)鉚，修復(fù)時可采用高強(qiáng)度螺栓來代替鉚釘，其直徑按等強(qiáng)度換算決定。一、彎一、彎 曲曲 和和 變變 形形 的的 檢檢 查查1、桿件彎曲的檢查方法與檢查整體變形相同，可用弦線或細(xì)鐵線在桿件的兩端選點(diǎn)張拉，加以比較量測。受壓弦桿受壓弦桿的縱向彎曲在桿件相鄰兩支點(diǎn)間（即桿件自由長度）的撓曲矢高不應(yīng)大于l/1000（l為支點(diǎn)間長度），且不大于10mm。如超過此值，必須以桿件的最大內(nèi)力及實(shí)際測得的變形數(shù)據(jù)，按

15、偏心受壓桿驗(yàn)算。若承載能力和穩(wěn)定性不能滿足要求，則需加固。當(dāng)fl/500時，可不設(shè)輔助支撐；當(dāng)fl/500時，則加固后仍設(shè)輔助支撐，以防止變形進(jìn)一步發(fā)展。受靜荷載的受拉桿件受拉桿件的彎曲，對桿件本身來說是不危險的，但當(dāng)彎曲變形過大時，對桿件進(jìn)行修整矯直會導(dǎo)致桿件系統(tǒng)的較大變形，故檢查中拉桿允許彎曲度一般不應(yīng)大于l/100，否則就應(yīng)予修整矯直或采取其它加固措施。當(dāng)彎曲度fl/30時，應(yīng)考慮在修整矯直過程中節(jié)點(diǎn)間距變更的影響。桿桿 件件 的的 缺缺 陷陷 檢檢 查查2、連接板、腹板、翼緣板等鋼板的翹曲，可用直尺靠近，比較量測。腹板的局部撓曲，在1m范圍內(nèi)的撓曲矢高不應(yīng)大于11.5mm，否則也應(yīng)進(jìn)行

16、驗(yàn)算。此時的梁、柱截面中應(yīng)扣除腹板凸起的一部分截面積，若驗(yàn)算結(jié)果強(qiáng)度不足時，應(yīng)在截面的受壓區(qū)采取加固措施。鋼結(jié)構(gòu)的裂縫大都出現(xiàn)在承受動力荷載的構(gòu)件（如吊車梁）上，其它受沖擊的結(jié)構(gòu)也有裂縫產(chǎn)生，一般承受靜力荷載的鋼結(jié)構(gòu)極少發(fā)現(xiàn)有裂縫問題，但仍應(yīng)周密檢查。因?yàn)樵谑褂貌划?dāng)、嚴(yán)重超載或地基發(fā)生較大不均勻沉降的情況下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的薄弱部位也有可能出現(xiàn)裂縫。裂縫檢查的方法如下：1、用包有橡皮的木棰輕輕敲擊構(gòu)件各部位，如聲音不清脆、傳音不均、有突然中斷等情況，可肯定有裂紋或損傷；2、用10倍放大鏡觀察，發(fā)現(xiàn)在油漆表面有成直線的黑褐色銹痕，油漆表面有細(xì)而直的開裂、鋸齒形開裂、油漆小塊條形鼓起、里面有銹末等現(xiàn)象時

17、，應(yīng)將油漆鏟去仔細(xì)檢查；3、當(dāng)發(fā)現(xiàn)有裂紋癥狀，但不能肯定時，可采用滴油方法檢查。不存在裂紋時，油漬成圓弧狀擴(kuò)散；有裂紋時，油滲入裂紋內(nèi)成直線伸展。二、裂二、裂 縫縫 的的 檢檢 查查鋼結(jié)構(gòu)在使用階段如產(chǎn)生過大的整體變形，表明結(jié)構(gòu)的承載能力或穩(wěn)定性不能滿足使用需要，應(yīng)引起足夠的重視。鋼結(jié)構(gòu)整體變形的檢查內(nèi)容和方法如下：1、梁和桁架的整體變形表現(xiàn)為垂直變形（即撓度）和側(cè)向變形兩個方面。檢查時，可先目測結(jié)構(gòu)是否有異常變形現(xiàn)象，如下弦撓度過大；上、下弦或桁架平面出現(xiàn)扭曲；屋面局部低陷不平；與梁架有關(guān)的吊頂、粉飾等裝修開裂等等。對目測有異常變形的梁、架再進(jìn)一步用弦線或細(xì)鐵線在桁架弦桿或梁的翼緣兩端拉緊，

18、在有關(guān)點(diǎn)量出弦線與弦桿（或梁）中線的垂直矢距（桁架平面內(nèi)或梁的受彎平面內(nèi)）或水平矢距（桁架平面外或梁的受彎平面外）。 2、柱子的整體變形表現(xiàn)為柱身的傾斜或撓曲。檢查時應(yīng)分別對橫向（受力主平面內(nèi)）和縱向（垂直于受力主平面）兩個方向進(jìn)行測定，亦先通過目測檢查，再對有異?，F(xiàn)象的部位，用經(jīng)緯儀或自柱頂?shù)鯍炀€錘的方法，量出柱身有關(guān)各點(diǎn)偏離垂線的距離，據(jù)以繪制柱身軸線變位圖。以上檢查中，對變形量較大的結(jié)構(gòu)，應(yīng)在弦桿或有關(guān)部位的彎曲始點(diǎn)和終點(diǎn)，作出標(biāo)記。測得的各有關(guān)點(diǎn)的變形數(shù)值和軸線變位圖，均應(yīng)作成記錄留檔。結(jié)構(gòu)的變形檢查結(jié)構(gòu)的變形檢查 改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)

19、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(jìn)行加固的方法。通過上述加固方法來改變結(jié)構(gòu)的計算圖形，調(diào)整原結(jié)構(gòu)內(nèi)力，使結(jié)構(gòu)按設(shè)計要求進(jìn)行內(nèi)力重分配，從而達(dá)到加固的目的，這通常是較為有效和經(jīng)濟(jì)的加固方法。 改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固一、增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度：一、增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度： 鋼結(jié)構(gòu)因強(qiáng)度不足導(dǎo)致破壞的幾率非常小，其截面一般受剛度或穩(wěn)定條件控制，同時，結(jié)構(gòu)的水平荷載亦按剛度分配至各柱由各柱承擔(dān)，因此，加設(shè)支撐以增加廠房空間剛度或縱向剛度；增設(shè)輔助桿件以減少構(gòu)件的長細(xì)比；重點(diǎn)加強(qiáng)排架結(jié)構(gòu)中某一柱列的剛度以減輕其它柱列的負(fù)荷；以及在塔架結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉

20、桿或拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度和調(diào)整結(jié)構(gòu)的自震頻率以提高抗震能力等均可加固鋼結(jié)構(gòu)。1、增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算，例如圖4-10；2、加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動力特性，例如圖4-11；3、增設(shè)支撐或輔助桿件使構(gòu)件的長細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性，例如圖4-12；4、在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)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(fù)荷，例如圖4-13； 5、在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度，圖4-14 二、受彎構(gòu)件的加固：二、受彎構(gòu)件的加固： 受彎構(gòu)件的加固可通過改變構(gòu)件的彎矩圖形來實(shí)現(xiàn)，因此，改變荷載的分布及支座的形

21、式及位置，可有效的改變受彎構(gòu)件的內(nèi)力，從而達(dá)到讓承載能力有較多富余的部分承受較大內(nèi)力以保證結(jié)構(gòu)的可靠性的目的。由于調(diào)整內(nèi)力可能影響結(jié)構(gòu)的承載能力、剛度和使用功能，因此，采用這種方法加固鋼結(jié)構(gòu)時，應(yīng)在加固設(shè)計中規(guī)定調(diào)整內(nèi)力（應(yīng)力）值或位移（應(yīng)變）值的允許幅度和偏差，以及其檢測位置和檢測方法。三、桁架加固：三、桁架加固： 桁架的加固也是通過改變桁架桿件的內(nèi)力來實(shí)現(xiàn)的。下面介紹的兩種方法實(shí)際上是以不同的方式在桁架下弦增設(shè)支座來實(shí)現(xiàn)桁架桿件的內(nèi)力變化的。在進(jìn)行設(shè)計計算繪制施工圖時，應(yīng)注意桁架桿件內(nèi)力數(shù)值和性質(zhì)（由拉力變?yōu)閴毫Γ┑母淖?，加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿時，應(yīng)明確規(guī)定預(yù)加應(yīng)力值及其施加位置、方法、順序和預(yù)加

22、應(yīng)力值的檢測方法。四、加固構(gòu)件與其他構(gòu)件共同工作或形成組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固：四、加固構(gòu)件與其他構(gòu)件共同工作或形成組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固：在對兩跨中間柱上有天窗的屋架加固時，可考慮加強(qiáng)屋架與天窗架的聯(lián)系，使得鋼屋架與天窗架共同工作，參見圖4-21；又如在鋼平臺梁上增設(shè)剪力鍵使其與混凝土鋪板形成組合結(jié)構(gòu)等。 改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固過程（包括施工過程）可能對相關(guān)結(jié)構(gòu)（包括基礎(chǔ)）、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)和支座的使用狀態(tài)和承載能力產(chǎn)生影響，因此，加固設(shè)計時，除應(yīng)對被直接加固結(jié)構(gòu)的承載能力和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行計算外，尚應(yīng)注意加固對相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力和使用功能的影響，考慮結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)以及支座中的內(nèi)力重分布，對結(jié)構(gòu)（包括基

23、礎(chǔ)）進(jìn)行必要的補(bǔ)充驗(yàn)算，并采取切實(shí)可行的合理構(gòu)造措施，保證其安全。改變計算圖形所達(dá)到的目的，在很大程度上需要通過合適的施工程序和巧妙的施工方法來實(shí)現(xiàn)，而且施工方法正確與否也影響結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。為了準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)加固設(shè)計的意圖及保證安全可靠，在采用改造結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法時，設(shè)計與施工應(yīng)緊密配合，未經(jīng)設(shè)計允許，不得擅自修改設(shè)計規(guī)定的施工方法和程序。 加大截面加固鋼結(jié)構(gòu)，可能在負(fù)荷、部分卸荷或全部卸荷狀態(tài)下進(jìn)行。首先，讓我們來了解一下鋼結(jié)構(gòu)加固時的施工方式： 1、負(fù)荷加固：施工最方便，適用于構(gòu)件（或連接）的應(yīng)力小于鋼材容許應(yīng)力的6080%時，或構(gòu)件無太大損壞（破損、變形、翹曲等）情況下。此時，為了使

24、新加固桿件參與受力，有時需要對被加固的構(gòu)件采取臨時卸荷的措施，另外，在加固時應(yīng)注意不影響其它構(gòu)件的正常使用。 2、部分卸荷加固：適用于結(jié)構(gòu)損壞較大或構(gòu)件及接頭處在太高的應(yīng)力狀態(tài)，需要暫時減輕其負(fù)荷時。對某些主要承受臨時荷載的結(jié)構(gòu)（如吊車梁等），可限制其臨時荷載，即相當(dāng)于大部分卸載。 3、全部卸載加固：即從原結(jié)構(gòu)上拆下加固或更新部件進(jìn)行加固。當(dāng)結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重或原截面承載能力過小，必須在地面進(jìn)行加固或更新時采用。此時必須設(shè)置臨時支撐，使被換構(gòu)件完全卸荷，同時還必須保證被換構(gòu)件卸下后整個結(jié)構(gòu)的安全。加大構(gòu)件截面的加固加大構(gòu)件截面的加固四、計算方法四、計算方法 對非負(fù)荷下加固后鋼構(gòu)件的計算可按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

25、規(guī)范（GB50017-2003）規(guī)定進(jìn)行，除應(yīng)考慮到被加固部分材料性質(zhì)的變化，缺陷修補(bǔ)外，其計算與新結(jié)構(gòu)設(shè)計相同。對負(fù)荷下加固后鋼構(gòu)件的計算，應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)的二次受力，即新加固截面部分的應(yīng)力滯后和原有截面應(yīng)變的可能過多的塑性發(fā)展，計算應(yīng)按以下規(guī)定進(jìn)行：二、計算簡圖二、計算簡圖 加大構(gòu)件截面加固鋼構(gòu)件可能是在負(fù)荷、部分卸荷或全部卸荷狀態(tài)下進(jìn)行，加固前后結(jié)構(gòu)的幾何特性和受力狀況會有很大的不同，因而在確定加固構(gòu)件受力分析計算簡圖時，應(yīng)反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際條件，根據(jù)結(jié)構(gòu)加固期間及前后分階段考慮結(jié)構(gòu)的截面幾何特性，損傷及加固引起的不利變形，作用在結(jié)構(gòu)上的荷載及其不利組合確定計算圖形。對于超靜定結(jié)構(gòu)尚應(yīng)考慮因截面

26、加大，構(gòu)件剛度改變使體系內(nèi)力重分布的可能，必要時分階段進(jìn)行受力分析和計算，以確保安全可靠。 三、負(fù)荷下焊接加固的最大名義應(yīng)力三、負(fù)荷下焊接加固的最大名義應(yīng)力 對需要加固的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，考慮到使用后鋼材硬化、韌性降低，可能導(dǎo)致疲勞破壞和脆性斷裂，因此，在設(shè)計時，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其所受荷載性質(zhì)（靜力、動力或多次反復(fù)作用）、環(huán)境狀況（溫度、濕度等）和連接方法（焊接或栓接、鉚接），即結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作條件，選擇截面以控制其最大名義應(yīng)變范圍是彈性階段，還是部分塑性或塑性發(fā)展階段以保證結(jié)構(gòu)的耐久、安全和節(jié)約，規(guī)范依此劃分了構(gòu)件的工作類別 。一、截面形式一、截面形式 ：受拉構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件、偏心受力構(gòu)件構(gòu)造與

27、施工要求構(gòu)造與施工要求加大截面加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，有新、舊兩種鋼材在同一構(gòu)件截面中共同參與受力工作，因此必須采取必要的構(gòu)造及施工措施，保證新、舊兩種鋼材的協(xié)同工作，同時保證不致因加固、焊接順序不當(dāng)?shù)仁┕ぴ蛟斐刹粦?yīng)有的截面、構(gòu)件幾何形狀的彎扭畸變。此外，當(dāng)采用焊縫連接加固截面時，常有較大的焊接殘余應(yīng)力，它對鋼結(jié)構(gòu)的受力工作及耐久性都有影響，因而在加固構(gòu)造及施工措施中，應(yīng)極力避免較大的應(yīng)力集中，使構(gòu)件，尤其受動荷載作用的構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下處于彈性范圍內(nèi)工作。因此，加固件的切斷位置應(yīng)盡可能減小應(yīng)力集中并保證未被加固處截面在設(shè)計荷載作用下處于彈性工作階段。在負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時，常需進(jìn)行焊接、開、

28、擴(kuò)螺栓孔洞，此時應(yīng)制定合適的理而詳細(xì)的施工工藝，保證被加固件的截面因焊接加熱，附加鉆、擴(kuò)孔洞等所引起的削弱影響盡可能的小。對于加固后不便于檢查質(zhì)量、并影響結(jié)構(gòu)承載能力的施工過程中的結(jié)構(gòu)狀況，尚應(yīng)詳細(xì)記錄并作為隱蔽工程進(jìn)行驗(yàn)收，以便對加固后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價。加大截面法加固有兩個以上構(gòu)件的靜不定結(jié)構(gòu)（框架、連續(xù)梁等）時，應(yīng)首先將全部加固與被加固構(gòu)件壓緊和點(diǎn)焊定位，然后從受力最大構(gòu)件依次連續(xù)地進(jìn)行加固連接。 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的連接部位是結(jié)構(gòu)整體工作的關(guān)鍵，往往也是結(jié)構(gòu)損壞或破壞的起源。因此連接的加固與加固件的連接是鋼結(jié)構(gòu)加固的重要方面。一、加固連接方法的選擇一、加固連接方法的選擇 加固連接方法的選擇應(yīng)綜合

29、考慮結(jié)構(gòu)加固的原因、目的、受力狀態(tài)、構(gòu)造及工作條件和原有結(jié)構(gòu)采用的連接方法，一般可與原有結(jié)構(gòu)的連接方法一致。當(dāng)原有結(jié)構(gòu)為鉚釘連接時，可采用摩檫型高強(qiáng)度螺栓連接方法加固；如原有結(jié)構(gòu)為焊接，當(dāng)其連接強(qiáng)度不足時，應(yīng)采用焊接而不宜采用螺栓等其它連接方法；當(dāng)為防止板件疲勞裂紋的擴(kuò)展，可采用有蓋板的摩檫型高強(qiáng)度螺栓連接方法加固。 鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法中，其連接的剛度，即破壞時抵抗變形能力的大小，依次為焊接、摩檫型高強(qiáng)度螺栓、鉚接和普通螺栓連接。一般應(yīng)用剛度較大的連接加固比其剛度小的連接，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，但考慮其中剛度較大的連接

30、（如焊縫）承受全部作用力時除外。如有根據(jù)可采用焊縫和摩擦形高強(qiáng)螺栓共同受力的混合連接。二、加固連接用材料二、加固連接用材料 加固連接所選用的材料，如焊條金屬等，應(yīng)與原結(jié)構(gòu)鋼材和原有連接材料的性質(zhì)匹配，其技術(shù)指標(biāo)和強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）中的相關(guān)的規(guī)定，并使彼此能很好結(jié)合，強(qiáng)度、韌性、塑性良好。連接的加固與加固件的連接連接的加固與加固件的連接三、焊縫連接的加固三、焊縫連接的加固（一）加固方法焊縫連接的加固，可依次采用增加焊縫長度、有效厚度或兩者同時增加的辦法實(shí)現(xiàn)。不論哪種方法，都應(yīng)經(jīng)過對施焊前后和過程中焊縫連接強(qiáng)度的計算。負(fù)荷下用焊縫加固結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量避免采用長

31、度垂直受力方向的橫向焊縫，如果在負(fù)荷下加固垂直于受力方向的橫向焊縫時，必須采取適當(dāng)施焊工藝及安全技術(shù)措施，以免施焊中因焊件過熱引起的構(gòu)件和其連接的承載能力急劇降低而導(dǎo)致事故的發(fā)生。 （二）加固設(shè)計 1、增加非橫向焊縫長度 2、堆焊增加角焊縫有效厚度 3、當(dāng)僅用增加焊縫長度，有效厚度或兩者共同的辦法不能滿足連接加固的要求時，可采用附加連接板的辦法，附加連接板可以用角焊縫與基本構(gòu)件相連、也可用附加節(jié)點(diǎn)板與原節(jié)點(diǎn)板對接，不論采用何種方法，都需進(jìn)行連接的受力分析并保證連接（包括焊縫及附加板件、節(jié)點(diǎn)板等）能夠承受各種可能的作用力。 四、螺栓和鉚釘連接的加固四、螺栓和鉚釘連接的加固 螺栓或鉚釘因松動、損壞

32、失效或連接強(qiáng)度不足需要更換或新增加固其連接時，應(yīng)首先考慮采用適宜直徑的高強(qiáng)螺栓連接。當(dāng)負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，需要拆除結(jié)構(gòu)原有受力螺栓、鉚釘或增加、擴(kuò)大釘孔時，除應(yīng)設(shè)計計算結(jié)構(gòu)原有和加固連接件的承載能力外，還必須校核板件的凈截面面積的強(qiáng)度。 當(dāng)用摩擦型高強(qiáng)螺栓部分地更換結(jié)構(gòu)連接的鉚釘,從而組成高強(qiáng)度螺栓和鉚釘?shù)幕旌线B接時，因同直徑的摩檫型高強(qiáng)度螺栓的承載力一般僅為鉚釘連接抗剪承載力的85%，為保證連接受力的勻稱,故宜對稱地更換松動、損傷的鉚釘，即將缺損鉚釘和與其對稱布置的非缺損鉚釘一并更換?？紤]原有鉚釘連接的受力狀況,對于構(gòu)造性鉚釘，可不受此限。 當(dāng)用高強(qiáng)度螺栓更換有缺損的鉚釘或螺栓時，可選用直徑

33、比原釘孔小13mm的高強(qiáng)度螺栓，但其承載力必須滿足加固設(shè)計計算的要求。 對采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓加固鉚釘連接的混合接頭，可考慮兩種連接的共同受力工作，但高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計值可按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）第7.2.2條至第7.2.5條的有關(guān)規(guī)定計算確定。 由于焊接連接的剛度遠(yuǎn)大于鉚釘或螺栓連接，因此，用焊縫連接加固螺栓或鉚釘連接時，應(yīng)按焊縫承受全部作用力設(shè)計計算其連接，不考慮焊縫與原有連接件的共同工作，且不宜拆除原有鉚釘或螺栓，已損壞失效者除外。 五、加固件的連接五、加固件的連接 為加固結(jié)構(gòu)而增設(shè)的板件（加固件）應(yīng)經(jīng)計算確定，除須有足夠的設(shè)計承載能力和剛度外，還必須與被加固結(jié)構(gòu)

34、有可靠的連接以保證二者良好的共同工作。 加固件與被加固結(jié)構(gòu)間的連接，應(yīng)根據(jù)設(shè)計受力要求經(jīng)計算并考慮構(gòu)造和施工條件確定。 加固件的焊縫、螺栓、鉚釘?shù)冗B接的計算可按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行，但由于加固件與結(jié)構(gòu)間連接的施工常在現(xiàn)場進(jìn)行，并且受力較不均勻，因此計算時，對角焊縫強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)乘以0.85，其他強(qiáng)度設(shè)計值或承載力設(shè)計值應(yīng)乘以0.95的折減系數(shù)。 六、構(gòu)造與施工要求六、構(gòu)造與施工要求 焊縫連接加固時，為避免過大應(yīng)力集中、過大的附加應(yīng)力和基本金屬母材過熱引起質(zhì)變等，新增焊縫應(yīng)盡可能地布置在應(yīng)力集中最小、遠(yuǎn)離原構(gòu)件的變截面以及缺口、加勁肋的截面處；應(yīng)該力求使焊縫對稱

35、于作用力，并避免使之交叉；新增的對接焊縫與原構(gòu)件加勁肋、角焊縫、變截面等之間的距離不宜小于100mm；各焊縫之間的距離不應(yīng)小于被加固板件厚度的4.5倍。 用蓋板加固受有動力荷載作用的構(gòu)件時，蓋板端應(yīng)采用平緩過度的構(gòu)造措施，盡可能地減少應(yīng)力集中和焊接殘余應(yīng)力。 摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的板件連接接觸面處理應(yīng)按設(shè)計要求和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范及鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行，當(dāng)不能滿足要求時，應(yīng)征得設(shè)計人同意，進(jìn)行摩擦面的抗滑移系數(shù)試驗(yàn)，以便確定是否需要修改加固連接的設(shè)計計算。 結(jié)構(gòu)的焊接加固，必須由有較高焊接技術(shù)級別的焊工施焊，施焊鎮(zhèn)靜鋼的厚度不大于30mm，環(huán)境空氣溫度不應(yīng)低于15，當(dāng)厚度超過30mm

36、時，溫度不應(yīng)低于0，當(dāng)施焊沸騰鋼板時，應(yīng)高于5。圖圖4-27 焊接次序示意圖焊接次序示意圖 對用雙角鋼與節(jié)點(diǎn)板角焊縫連接加固焊接時，應(yīng)先從一角鋼一端的肢尖端頭1開始施焊，繼而施焊同一角鋼另一端2的肢尖焊縫，再按上述順序和方法施焊角鋼的肢背焊縫身、以及另一角鋼的焊縫5、6、7、8。鋼結(jié)構(gòu)的裂紋根據(jù)其產(chǎn)生的原因、裂紋長短、受力狀況即擴(kuò)展趨勢等可分為有或無擴(kuò)展性或脆斷傾向性兩類。一、裂紋修復(fù)要求一、裂紋修復(fù)要求當(dāng)結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴(kuò)展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應(yīng)設(shè)法修復(fù)。在修復(fù)前必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性，有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實(shí)際工作或進(jìn)行

37、加固的措施，對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予拆除更換。在對裂紋構(gòu)件修復(fù)加固設(shè)計時，應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GBJ17-88）相關(guān)規(guī)定進(jìn)行疲勞驗(yàn)算，必要時應(yīng)專門研究，進(jìn)行抗脆斷計算。為提高結(jié)構(gòu)的抗脆性斷裂和疲勞破壞的性能，在結(jié)構(gòu)加固的構(gòu)造設(shè)計和制造工藝方面應(yīng)遵循下列原則：降低應(yīng)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(yīng)力的制作工藝和構(gòu)造形式，以及采用厚度盡可能小的軋制板件等。在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上發(fā)現(xiàn)裂紋時，作為臨時應(yīng)急措施之一，可于板件裂紋端外（0.51.0）t（t為板件厚）處鉆孔（圖4-28），以防止其進(jìn)一步急劇擴(kuò)展，并及時根據(jù)裂紋性質(zhì)擴(kuò)展傾向再采取恰當(dāng)措施修復(fù)加固。 裂紋的修復(fù)與加固裂紋的修復(fù)與加固二、修復(fù)裂紋的方法二、修復(fù)裂紋的方法焊接焊接 嵌板修補(bǔ)嵌板修補(bǔ) 附加蓋板修補(bǔ)附加蓋板修補(bǔ) （1） 清洗裂紋邊80mm以上范圍內(nèi)板面油污，露出潔凈的金屬面；（2） 用碳弧氣刨、風(fēng)鏟或砂輪將裂紋邊緣加工出坡口直達(dá)紋端的鉆孔，坡口的形式應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本型式與尺寸的要求選用；（3） 將裂紋兩側(cè)及端部金屬預(yù)熱至100150，并在焊接過程