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鋼結構加固

柱通常為軸壓構件或壓彎構件,結合其受力特點,應采用以下加固方法:

一、柱子卸荷法

必須在卸荷狀態下加固或更換新柱時,采取“托梁換柱”方法。當僅需加固上部柱時,可以利用吊車梁橋架支托起屋蓋屋架,使柱子卸荷。當下部柱需要加固或工藝需要截去下柱時,可在吊車梁下面設一長久性托梁,將上部柱荷載(包括吊車梁荷載)分擔于鄰柱(必須驗算鄰柱并加固之,也要驗算基礎)上。

采用此法應考慮到用托梁代替下柱后,托梁將產生一定的撓度,迫使原屋架下沉,從而可能損傷與此屋架相連構件的連接節點。為此可預先在托梁上加臨時荷載,使托梁具有預先撓度。采用此法的順序是先加固鄰柱、焊接托梁與鄰柱、加臨時荷載、焊接托梁與中柱、卸下臨時荷載、加固或截去下部柱。

二、鋼柱加固法

1.補強柱的截面。一般補強柱截面用鋼板或型鋼,采用焊接或高強螺栓與原柱連接成一個整體。

2.增設支撐。增設支撐以減小柱自由長度,提高承載能力。在截面尺寸不變的情況下提高了柱的穩定性。

3.改變計算簡圖,減小柱外荷載或內力。

4.在鋼柱四周外包鋼筋混凝土進行加固,可明顯提高承載能力。

三、柱腳加固法

1.柱腳底板厚度不足加固方法

增設柱腳加勁肋,以達到減小底板計算彎矩的目的。在柱腳型鋼間澆筑混凝土,使柱腳底板成為剛性塊體。為增加粘結力,柱腳表面油漆和銹蝕要清理干凈。

2.柱腳錨固不足加固方法

增設附加錨栓。當混凝土基礎較寬大時采用。在混凝土基礎上鉆出孔洞,插入附加錨栓,澆注環氧砂漿,將整個柱腳包以鋼筋混凝土。新配鋼筋要伸入基礎內,與基礎內原鋼筋焊接。

四、柱加固承載力驗算法

負荷狀態下加固計算,重要的問題是加固后應力能否重分配,即加固后原有截面能否將原有應力分配到新補強的構件截面上去,如能重分配,新老荷載之和,可以平均分配給新老截面上,否則原有荷載仍由原截面承擔,新增加荷載由新老截面(即加固后總截面)平均分擔。

到目前為止,加固后應力重分配尚未為實驗所完全證實(至少在彈性階段),可是對靜載結構來說,當截面一部分進入塑性狀態,應力最終會重分配,所以計算中靜載結構可以新老截面共同工作原則來計算;當在動載結構情況下,塑性區很難形成,不考慮應力重分配,計算時將加固前和加固后的情況分別計算,然后求其總和。在卸荷情況下加固,就不存在上述問題。

卸荷狀態下,截面驗算按加固后總截面,并考慮加固折減系數,按現行規范計算,即按負荷狀態下加固截面作用靜力荷載的驗算公式計算,桿架桿件、梁也是如此。

 
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