鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)及方法探究

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)體系越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于建構(gòu)筑物，鋼結(jié)構(gòu)性能直接影響著建構(gòu)筑物的堅(jiān)固程度和使用壽命。因此，為了切實(shí)的保障建構(gòu)筑物的堅(jiān)固性，延長(zhǎng)其使用壽命，就需要確保鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。而在遇見(jiàn)影響安全的因素后，就需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施加固，本文就圍繞鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和方法展開(kāi)了討論。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);加固;要點(diǎn);方法

一、 鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的意義

鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)是提升鋼結(jié)構(gòu)工程安全可靠性的有力途徑，在工程中擁有著重要的地位。完善鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)，可以有效地延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。建構(gòu)筑物在使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)涉及火災(zāi)事故、基礎(chǔ)沉降、使用不當(dāng)和荷載加劇等問(wèn)題，這些都會(huì)影響到鋼結(jié)構(gòu)的安全性能，從一定程度上縮減了建構(gòu)筑物的使用壽命，而針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施加固，可以有效地改善這種現(xiàn)狀。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施科學(xué)完善的加固措施，在延長(zhǎng)建筑物使用壽命的同時(shí)還可以提升其經(jīng)濟(jì)利益。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)，不僅可以加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗災(zāi)性能，還可以優(yōu)化建筑物整體的穩(wěn)定性和牢固性，從而有效地保障建構(gòu)筑物中生產(chǎn)生活的安全性。

二、 鋼結(jié)構(gòu)常用加固設(shè)計(jì)方法

（一）單個(gè)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固

針對(duì)單個(gè)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固手段主要有焊接鋼板、粘粘鋼板及碳纖維復(fù)合板、改變截面形狀（比如把工字型截面改成箱型截面和格構(gòu)型截面，甚至可以添加桿件組合成桁架）、外包混凝土加強(qiáng)（主要針對(duì)鋼柱的使用）等方面。針對(duì)實(shí)體建構(gòu)筑物展開(kāi)加固時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)具體的截面形式和技術(shù)中潛在的問(wèn)題實(shí)施全面的考量，以保證加固后達(dá)到預(yù)期要求，此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要結(jié)合施工的難度系數(shù)、施工成本的多少和施工周期的長(zhǎng)短進(jìn)行全面的分析，從中選出適宜的設(shè)計(jì)方案。針對(duì)具體的工程施工，還可以結(jié)合多種加固技術(shù)協(xié)調(diào)運(yùn)用，以此提升鋼結(jié)構(gòu)建筑的加固效果。

（二）更改結(jié)構(gòu)傳力途徑

變換結(jié)構(gòu)傳力途徑主要是針對(duì)建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)傳力體系實(shí)施更改，以發(fā)揮最優(yōu)的加固效用。隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐漸加大，人們對(duì)建筑構(gòu)物的性能提出了更高的要求，大部分企業(yè)為了順應(yīng)自身的發(fā)展情況，會(huì)將現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)建筑實(shí)施改建或擴(kuò)建。針對(duì)改擴(kuò)建的施工環(huán)節(jié)，企業(yè)會(huì)強(qiáng)調(diào)要保證原建筑物的正常運(yùn)作，這就增加了改擴(kuò)建工程的難度，而變化結(jié)構(gòu)傳力途徑可以有效地改善這種情況。在實(shí)施這個(gè)技術(shù)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承重性能和運(yùn)用情況實(shí)行詳盡的解析，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、支座和節(jié)點(diǎn)中的內(nèi)力布局實(shí)行全面考量，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)建筑的具體情況，最終構(gòu)建出科學(xué)完善的加固計(jì)劃。常見(jiàn)的方式有，增添支點(diǎn)數(shù)目，縮短鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度，比如針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)立支柱來(lái)縮減梁的跨度，能夠提升梁的承重性能;通過(guò)設(shè)立維護(hù)結(jié)構(gòu)或承重次梁來(lái)降低原結(jié)構(gòu)的受力，增加支撐或剛性系桿調(diào)整傳力途徑，從而達(dá)到加固的目的;施工空間受限時(shí)，還可以結(jié)合預(yù)應(yīng)力技術(shù)，讓建筑結(jié)構(gòu)獲取和荷載效應(yīng)相悖的內(nèi)力，通過(guò)變化建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分布狀況，實(shí)現(xiàn)加固的目的。

（三）連接節(jié)點(diǎn)加固

連接節(jié)點(diǎn)性能主要體現(xiàn)在把一個(gè)或者多個(gè)構(gòu)件的受力傳輸?shù)搅硪粋€(gè)或多個(gè)構(gòu)件上，節(jié)點(diǎn)的受力較為繁復(fù)，導(dǎo)致加固操作難度增加。加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的承重性能，應(yīng)由專業(yè)設(shè)計(jì)人員對(duì)梁柱及支撐桿件通過(guò)實(shí)驗(yàn)展開(kāi)力學(xué)剖析，以調(diào)節(jié)梁柱節(jié)點(diǎn)的連接手段來(lái)完善建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分布情況。在篩選實(shí)際的施工技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)于施工人員協(xié)同工作，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)加固的成因、效果、受力情況、原有的連接方式和施工環(huán)境等實(shí)行全面的掌握，根據(jù)具體情況來(lái)選取適宜的施工技術(shù)。在選取焊接加固時(shí)，則要注意到焊接過(guò)程中造成的高溫會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)的承載性能變?nèi)酰笠?guī)模的焊接會(huì)導(dǎo)致施工環(huán)節(jié)構(gòu)建承載性能變?nèi)醵斐删植孔冃危|及到鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全性能，此外，焊接時(shí)出現(xiàn)的焊接殘余應(yīng)力，會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)造成一定的影響。針對(duì)同一受力部位的連接加固環(huán)節(jié)，必須考量剛度的差異性，選取差異性較小的加固方式展開(kāi)施工。針對(duì)鋼管結(jié)構(gòu)的相貫節(jié)點(diǎn)實(shí)施加固時(shí)，可以運(yùn)用加內(nèi)隔板、主管加套管和主管加勁環(huán)的加固手段，以實(shí)現(xiàn)其最大的加固效用。近些年，碳纖維布的加固手法作為一種新型加固技術(shù)被廣泛運(yùn)用，并取得了顯著的成果，它在降低焊接殘余應(yīng)力對(duì)原建筑結(jié)構(gòu)損害的同時(shí)還可以加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)建筑的承重性能。

三、 鋼結(jié)構(gòu)加固的注意事項(xiàng)

鋼結(jié)構(gòu)加固時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)吃透現(xiàn)場(chǎng)情況，并進(jìn)行完善的交底工作，方便現(xiàn)場(chǎng)施工人員領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，制定出滿足設(shè)計(jì)需求且科學(xué)全面的施工方案。設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮施工時(shí)的各種狀態(tài)，并需要注意以下幾點(diǎn)：首先，鋼結(jié)構(gòu)加固時(shí)是否正常使用，是否停工停產(chǎn)，還是在正常使用，須針對(duì)不同情況，對(duì)施工提出相應(yīng)安全要求及施工要求;其次，進(jìn)行焊接工作時(shí)，要求施工單位采用合理的施工方法及順序，必須避免焊接變形和應(yīng)力集中現(xiàn)象的出現(xiàn)，并在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮加固的影響，留出余量;再次，應(yīng)要求現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行尺寸復(fù)核放樣，以確保構(gòu)件的精準(zhǔn)度;最后，提示可能涉及的危大工程項(xiàng)目，并對(duì)結(jié)構(gòu)的防腐防火性能提出明確的要求。

四、 結(jié)語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)越來(lái)越多，新的方式方法也不斷涌現(xiàn)，但是基本思路及方法仍是按照上文所述。且絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員也是依照工程經(jīng)驗(yàn)，參照以上思路，選擇一種或多種聯(lián)合加固方法。具體到某項(xiàng)目的方案，則應(yīng)從安全、經(jīng)濟(jì)、施工多角度考慮，最后綜合得出。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳天瀟.建筑消防性能化審核管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].大連：大連理工大學(xué)，2018.

[2]劉開(kāi)敏.談混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的加固及設(shè)計(jì)[J].四川水泥，2015（7）：99.

作者簡(jiǎn)介：

王嘯岳，南京金凌石化工程設(shè)計(jì)有限公司。