关于钢结构现行加固方法的探讨

付林

烟建集团有限公司 264000

摘 要：随着我国建筑技术的不断发展，钢结构应用愈来愈广泛，但是在使用过程中，钢结构也存在严重缺陷和损伤或改变使用条件，经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求时，应对钢结构进行加固。

关键词：钢结构 现行 加固 方法 分析

一、钢结构改变结构计算图形加固法。

1.1概述：就是通过改变原钢结构的传力途径和方式、外荷载的分布情况、边界条件约束和节点受力特点，同时增加新的外部杆件支撑（包括砌体、钢和混凝土），一定情况下可以施加预应力，考虑空间协同工作达到加固原钢结构或构件的方法。钢结构的稳定性要求高于安全性，这一点不同于混凝土和砌体结构，在施工中需要采取一定的构造措施保证钢结构的稳定性，在加固完成后尚应对其进行检测，对偏差较大的应该采取适宜的办法进行消除。

1.2一般加固方法。改变结构计算图形加固法加固钢柱，一般采用下面的方法加固：增加屋盖的支撑，降低钢柱的受荷，使排架柱可以按照空间结构验算，通过改变某一列柱的支承，增加其的刚度，而使其它柱卸载减小受力；钢梁一般采用下面的方法加固，把单跨梁的支座处连续化，单跨变多跨或者连续梁，从而减少梁跨中的弯矩和受力峰值；在梁下增加支撑结构（柱或支承）或者通过减小梁的计算跨度，减小钢梁实际承载力，如果实际条件允许，可以在梁下部范围内，增加撑杆组合形成刚性梁桁架结构形式。

1.3分析评价。此法一定程度上可以增加钢结构的局部或者整体稳定性能，具有很好的加固耐久性。改变结构计算图形加固法可以根据设计和使用的具体要求，加固任意一个钢柱或梁、局部或整体桁架、或者通过施加预应力改善受力，大大减小了设计难度，具有广泛的适应性能。改变结构计算图形加固法一般会改变或者减小原钢结构的原貌和使用空间，很大程度上影响其使用功能，可根据加固设计和计算结果，选择适当的材料，对材料浪费少，不增加施工成本低，经济效益良好。

二、增加构件截面加固法。

2.1概述：钢结构的增大构件截面加固法，就是增大构件截面使其满足承载力等要求。增大截面所选用的材料截面形式应根据原钢结构的具体特点和技术要求选择，适当的增加截面和选用新钢材。由于钢结构不同于混凝土和砌体结构的受力情况，其材料（钢材）的力学性能和损伤等特点也有较大的不同，所以加固后应考虑其新加部分对整体结构的影响。

2.2构造规定

钢结构增大构件截面加固法加固时，加固件和被加固件之间的共同工作性能应该采取一定的连接措施保证，否则影响其稳定性。在负荷状态下进行焊接连接时，焊缝最好对称布置焊接，并且应该考虑减小焊接变形和残余应力的影响，焊接施工的工艺严格按照焊接工法和设计要求进行。施工过程时应采取合理的次序进行，最好是可以对原钢构件影响小的部位先加固，薄弱和能立即起到加固作用并对整体性有好处的部位也应先加固，随后再进行其他部位和位置的加固。

2.3分析评价

钢结构加大构件截面加固法是钢结构领域目前很常用的方法，属于传统的增大截面加固法一类，适用于钢结构中钢梁、钢柱和桁架杆件的加固，对其加固的效果都很好。加大构件截面加固法由于钢构件可以增加截面的形式样式繁多，应根据原钢构件的实际情况和缺陷损伤等特点，选择合适的截面形式，否则可能会耗材严重，加之钢材价格较贵，导致经济效益大幅度降低。

三、连接和节点加固法。

3.1概述：钢结构构件的增加或者补强、局部杆件和各加固方法的实施都需要正确和适宜的连接，这是因为加固后的钢杆件必须通过节点才可以参与结构的共同工作，所以钢结构的加固工程中连接和节点加固尤其重要，只有保证连接的可靠，才能使整个钢结构系统合理传力和正常受力。目前的常用的连接方法有焊接连接、铆钉和螺栓（高强螺栓等）连接。

3.2加固方法。

3.2.1焊接连接的加固。可以采用增加原焊接焊缝的长度、增加焊缝的高度或者两者都进行，但是优先选用增加焊缝长度的焊接方式，因为受力可靠，并且施工方便。钢构件负荷情况下加固，应尽量不要焊接垂直与构件受力方向的横向焊缝，否则可能会因为施工时焊枪的过热导致破坏原受力状况甚至伤人情况的发生。

3.2.2铆钉和螺栓连接的加固。目前已很少被使用，一般会选用高强螺栓摩擦型连接方法，其连接的质量高效，倍受大家的欢迎。高强螺栓摩擦型连接的接触面如果处理情况不同，摩擦面的抗滑移系数也会不同，在加固设计和施工时应充分考虑该系数，提高加固计算的精确性。

3.2.3加固件的连接。加固件就是为了加固钢结构构件而另外增设的板件，简单来说就是把节点连接处的面积扩大，以提高节点的可靠性。规范要求加固件本身一方面应该具有足够的承载力和刚度（有时甚至比构件还高），另一方面还应该具有可靠的连接措施，保证其扩大部位的加固质量。

3.3分析评价

连接和节点加固法，适用于所有钢结构构件相互之间的连接加固和节点处的加固，这种加固也是保证钢构件正常工作和钢结构正常使用的重要措施。钢结构中的钢材由于其强度高、韧性好、可加工性能好等多种优点已经被大范围推广使用。连接和节点加固法所使用的钢材材料价格高，虽然用钢量可以控制，但还是会导致整体成本居高不下。并且钢结构的工作性能和连接节点息息相关，后期和在未来需要很大的连接处理和防护层投入，否则会让钢材使用时间变短耐久性下降，这样就导致了经济效益的差异。

四、钢结构裂缝处理技术

4.1概述：结构构件可能会因为反复作用下的疲劳应力、构造措施不当、安装施工等原因产生裂纹或裂缝，尤其是钢材的抗疲劳性能较差，所以在采用各种加固方法之前，应该先分析构件出现的裂缝产生的主要原因和其对结构影响的大小，选择适当的裂缝修补方法，必要时还需进行设计计算，降低裂缝的危害性。

4.2一般方法：钢结构盖板修补法，一般采用双层盖板进行修补。可以采用焊接连接的方式进行连接，也可以使用高强螺栓连接，相应的尺寸和施工要求应符合规范规定。钢结构网状形、分叉的裂缝和有破裂等缺陷的梁和柱的腹板，最好采用嵌板方式进行修补，按照下列顺序进行：进行钢构件的全面检查，找出和算出各缺陷裂缝处于的位置和数量，切除有缺陷裂缝的部位，应该切成矩形状（尺寸要比原部位面积大）；使用等厚度的钢板嵌入到切除部位，钢嵌板的边缘位置应成坡口式，并留一定的距离；先进行定位，然后预热，再保持热度分段分层逆向进行焊接施工。

结束语：总体来说，在建筑工程施工过程中，钢结构的加固是一项复杂的工作，随着建筑结构不断复杂化，需要考虑的因素较多，钢结构加固方法也应该从施工方便、不影响生产、经济合理、安全耐久等方面来选择。渴望在今后的建筑施工中钢结构加固技术得到进一步的研发和重视，从而应用到今后更多的建筑结构加固中。

参考文献：[1]程江敏,程波,邱鹤,龚顺风.钢结构加固方法研究进展[J].钢结构,2012,

[2]李建恒.钢结构加固技术研究综述[J].门窗,2014,