光伏建筑结构中加固设计分析

光伏建筑结构中加固设计分析

卜海超

四川林洋新能源技术有限公司南京分公司 江苏 南京 210000

摘要：当前，伴随着国内社会以及经济的飞速发展，我们的建筑领域也取得了较大的发展。而在此背景下，光伏建筑的建设数量也在呈增长趋势。在光伏建筑施工的过程中，有许多建筑存在结构不符要求的问题，因此，还要经过一定的加固，以提升原结构的总体强度，方能够符合相关的标准要求。因为建筑结构可以有多种加固方式，当前的市场上也没有相应的、可靠的软件能够切合理论分析的要求，故而，本文将结合具体的情况来分析光伏建筑结构中的加固设计，以利于此类项目的后续发展，并为有关人员提供合理的参考，以利于光伏建筑结构的持续发展建设。

关键词：光伏建筑；结构加固；设计

引言：

伴随着社会的持续发展，经济的持续上扬，国内建筑结构也有了更多的类型。在此过程中，光伏建筑的建设数量在增多。不过，鉴于一些因素的影响，当前的很多建筑都具有结构不够稳定的特点，为此，人们常常会针对一些建筑项目开展加固处理。基于此，本文将分析光伏建筑结构中的加固设计，以利于建筑领域的相关建设，同时，也为光伏建筑结构的加固处理的有效性提供一点参考意见，为光伏建筑的持久稳定发展提供更多的助力。

1、钢结构的常用加固法

随着我国建筑行业的迅速发展，钢结构建筑数量也与日俱增。作为一种质量轻，结构性能好，且具备高韧性高强度的结构形式，钢结构建筑在当代建筑中占有重要地位，是建筑行业结构设计中不可缺少的一部分。在加固之前应当要先对有待加固的钢结构作出鉴定，依据实际损害范围的大小，可将其划定成局部加固与全面加固这两类。局部加固就是对某个承载能力不够强的杆件以及连接节点开展加固处理，其可划分成增加杆件截面法和加固连接节点法、减少杆件自由长度法；而全面加固就是要加固整体的结构，并且可划分为结构静力计算图形不改变法和改变法。在此之中，强化与加大支撑体系能够更好地完后结构体系的有效加固。对比而言，增加原杆件的截面的方法尽管不算是最具性价比的方法，但是具有很高的可实施性。而改变计算简图的方法则最具经济性，其投入费用比较低。

一般而言，在实际的工程建设中，如果构件无法具备合理的、符合要求的计算稳定性，那么，通常都会选择局部加固方法。但是如果钢构件的强度或其扰度无法符合具体要求，就要选择全面加固法。另外，在光伏建筑结构的加固设计中，连接件的加固是相当关键的内容。钢结构具有3种连接方法，即焊接法以及螺栓连接法、铆接法。一般来说，钢结构连接加固的方法为焊接法和摩擦高强度螺栓连接法，或这两者之间的混合连接方法。从连接件加固的问题出发可知，它往往会出现3种情况。第一，原连接承载能力比较低下，所以有待加固。对此，比较好的方法是采用螺栓连接，并且加大螺栓强度以及数量；第二，原构件本身的承载能力明显较低，需要加固。具体的加固方案就是把加固件以及原构件以有力的方式真正地连接起来，形成一个整体；第三，节点连接的强度明显不足，有待加固。通常会使用增强节点板以及增加连接件的数量与强度等方法。另外，连接加固还应与结构需要及加固原因、受力情况、构件现状及施工条件等多种因素结合，并且还要考量到原来的连接方式的要求，以选出适用的方案。

2、加固方案确定前的准备工作
在光伏建筑的结构中，加固方案确定前需要做的准备工作具体为：

（1）收集待加固房屋建筑的结构图；

（2）工程施工以及安装记录；

（3）原房屋建筑的结构设计的分析报告内容；

（4）现场的勘察与测试报告；

（5）针对建筑结构的新旧荷载的对比于其结构分析所得的数据。

3、钢结构损害因素的分析

在光伏结构中，致使钢结构受到损害的多种因素具体包含了：

（1）因温差作用而引起构件及连接部位的翘曲与变形、或开裂问题；

（2）构件由于各种意外因素而引发的受损问题及凹陷问题；

（3）因电化学腐蚀而引起钢结构构件其截面的悲削弱问题、受到化学物质的侵蚀，继而生成的腐蚀问题；

（4）其他的施工内容，比如生产以及设计过程中所发生的失误、其服役期限内发生的违规使用以及违规操作等。而且，钢结构加固的方法则包含了预应力拉索法和截面补强法、改变计算简图法。这些方法都能够很有效地应对上述提到的问题，以更好地实现钢结构的有效加固。

4、传统钢结构加固中容易发生的问题
    钢结构建筑作为一种重要的建筑设计部分，虽然具备许多优点，但在实际的结构设计过程中仍存在许多不足之处急需解决。在传统的钢结构中，焊接是钢结构设计的主要连接方式，因此焊接质量的好坏将直接影响着建筑物本体的质量。在焊接过程中，一旦没有控制好连接强度，将会降低钢结构建筑质量，对其作出加固时，很可能发生下列几大问题：第一，焊接加固的时候，由于高温作用，让焊接位置出现性能及组织上的恶化问题；第二，焊缝有某种不良缺陷，继而使其出现裂纹，因为有一些残余的部分会存在于焊接钢结构之中，继而让它和其他作用发生结合的时候，发生了开裂问题；第三，焊接会使得结构变成一个连续的整体，若是有裂缝的话，则必定会扩展、或直接断开，继而造成过于严重的工程事故；第四，如果选择的是螺栓连接，那么，就要在损伤部位的比较近的母材上开始开孔，继而让它的截面被削弱、同时生成一个全新的应力集中区。

5、新的加固方法

加固方法包含如下几种：第一，粘钢加固技术，在钢结构表面运用特制的建筑结构胶来与钢板完成粘贴，同时，以结构胶来使其真正地黏结成一个整体，以使其结构承载力大幅提升。第二，预应力加固法，该加固法的特点就是在加固的过程中，它能够在不停产以及不卸载的条件下持续进行。施加预应力可使其变形程度减轻，并让超逾应力与内里峰值更快地消除；第三，纤维布加固的方法，其步骤具体为：

（1）先针对构件上的黏结区域执行打磨处理，后对构件的表层完成清理工作，将污染物去除之后，再使用黏结剂来将其表面浸润；

（2）将设计中所标明的位置打孔，远离其加固部位，以避免二次损伤；另外，应当在纤维布的表面上做好抹胶处理，以使得纤维束之间存在的间隙被初步封闭，待其稍显干硬后再将预应力施加上去，直到与设计中的控制应力要求相符为止。然后，再以纤维束被浸透到位，以提高它们的共同的工作性能。

6、评判加固案例使用的技术

在工程的建设过程中，往往会有许多具有一定经验的结构工程师来完成针对原建筑结构的评估，而后再对其完成专门的加固。至于如何评判加固方案，也是一项重点。首先，我们假定原来的建筑结构的刚度是与具体要求相符的，那么接下来就要分析强度评估的部分，有些工程师会倾向于选择手工计算，不过如果碰到变截面型材的情况下，显然，手工计算的工作量是十分庞大的，而且其效率也比较低下，很难切合实际的工作要求。因此笔者认为不妨选择手算结合电算的方法，来实现这部分内容。完成了针对常规截面的有效加固之后，通常来说，一般的计算软件中是能够直接地完成建模及计算分析的。在工程中多会运用变截面梁柱，比如常用的锲形结构，在使用该加固方法的情形下，不可以开展直接性的建模分析工作，因此，就要对其展开电算分析。锲形体经过加固之后，将其截面折算为H（300-500）x200x6x13（单位为mm），对于它的截面惯性矩的分析对比则可见下方的表1。

表1

而将换算之后得到的截面再放入于模型中进行电算后，就能够取得有效的评估。

7、结语

在光伏建筑工程的建设过程中，钢结构一定会有许多不同的损伤以及缺陷。受到荷载以及环境因素的影响，材料会出现一些不同的变化，继而让宏观力学性能受到影响，并引发不良的安全事故。因此，为了确保结构的安全性及延长其使用寿命，应当要对损伤构件予以更换或对其施行必要的加固措施。不过，如果选择更换上述构件的话，则必然会引起很大的浪费，带来更多的后续影响。故而，当前比较好的方法就是对其作出加固处理，以利于后续的使用。本文详细地探讨了光伏建筑结构中的加固设计，指出了一些可靠的加固方法，以期能够有利于提高建筑工程结构的强度，继而保障其在使用过程中的安全性。

参考文献：

[1]王中山.钢结构建筑的防腐蚀涂装设计探讨[J].全面腐蚀控制,2018(12):75-76.

[2]刘洪滨，幸坤涛．建筑结构检测、鉴定与加固［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２０１９．