现如今钢结构建筑不断发展,越来越多的钢结构大楼进入我们的生活,但是由于生产、制造、施工、使用环境等因素的影响,在钢结构建筑当中不可避免的存在着各种各样的缺陷和损伤,严重影响结构安全。传统的钢结构加固方法是将钢板焊接、螺栓连接或在损伤部位粘贴钢板等方法。但是,这些方法或多或少都存在较多缺陷:
缺陷:加固所选材料基本都为钢材,在进行加固处理时会给结构带来过多的结构自重,且钢板不易裁剪成加固所需的形状,安装运输等较为困难,在加固完工之后,需对钢材进行防锈处理,以免钢材生锈对结构胶产生不必要的影响,且维护工作量大费用较高。
然而碳纤维材料作为一种新型加固材料,碳纤维材料弹性模量与钢材相近、但强度是钢筋的5倍,同时具有质轻易于成型、抗腐蚀性和耐久性好、抗1疲劳性能好、施工方便等优点,且碳纤维材料拥有的这些优点都能完1美的解决以上几种方法所存在的缺陷,因此在钢结构修复加固中也将会得到广泛应用。
对钢结构受弯构件的修复通常是将碳纤维片材直接粘贴在受拉翼缘底部,受弯构件受力时碳纤维与受拉翼缘共同承受拉力,提高梁的承载力。而对于损伤钢梁,粘贴碳纤维加固修复不仅能恢复其损失的刚度、承载能力和改善其疲劳性能,还能对钢结构形成保护,起到加固和防腐的双重效果。在粘贴碳纤维时,将碳纤维粘贴到损伤部位的表面,使一部分荷载通过胶层传递到碳纤维上,可以降低钢结构损伤部位的名义应力,使裂纹扩展速率降低或制止裂纹的扩展,从而延长结构的使用寿命。研究表明,存在损伤缺陷的钢梁用高弹性模量的碳纤维板加固后,刚度基本能恢复到未损伤情况下钢梁刚度的90%以上,极限承载力的提高随着加固量和损伤大小而不同。
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钢结构建筑的加固。1、改变钢结构计算图形加固法采用改变荷载分布状况、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。2、增设支点加固法梁、板在跨中增设支点后,减小了跨度,从而能较大幅提高承载能力,并能减小和限制梁、板的挠曲变形。适用于房屋净空不受限制的大跨度结构中梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。3、有粘结外包型钢加固法外包钢加固钢筋混凝土梁一般采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅提高,因此正截面承载力和截面刚度也大幅提高。4、粘贴纤维增强塑料加固法粘贴纤维增强塑料加固法除具有粘结外包型钢加固法相似的优点外,还具有耐腐浊,耐潮湿,几乎不增加结构自重,耐用,维护费用较低等优点,但需专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。5、预应力加固钢结构技术采用螺栓连接需要在损伤部位附近的母材上开孔,削弱了截面,形成新的应力集中区;普通螺栓在动载作用下易松动,高强螺栓易发生应力松弛现象,降低了结构的修补效果。
钢结构厂房加固设计方案前,应按《厂房可信性评定规范》和《工业建筑可信性评定规范》开展可信性评定。依据评定結果,明确建筑钢筋设计方案的內容和范畴。另外,依据结构损害不良影响的比较严重水平和客户的规定,明确加固工程建筑结构的安全级别。应尽量保存和运用原来结构和构件,以防止多余的拆卸和拆换,保存的构件应确保安全生产和使用性能。拆卸一部分应考虑到其原材料的收购和再运用。充分考虑综合性投资估算,设计方案和施工计划应采取有效,尽量减少施工期,尽量减少停产而不危害房屋建筑的应用。钢结构厂房因高溫浸蚀、冻融循环震动、路基不匀称地基沉降等缘故损伤。建筑钢筋务必考虑到另外清除、降低或相抵这种不利条件。防止进一步恶变后,防止二次加固。