随着经济的发展,钢结构在工程中的应用越来越普遍,由于设计或施工失误,需要对结构进行加固,以满足使用要求。或者因建筑物使用功能改变,原设计结构不能满足现有荷载,对结构进行加固。正确合理地利用钢结构加固方法对原有结构进行加固,可以使原有结构重新满足要求,从而为国家节约大量的人力、财力、物力和时间。这是一个用小的成本获得收益的好方法。
钢结构存在严重缺陷和损坏或使用条件发生变化。如果经过验算,结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求,应对钢结构进行加固。常见钢结构加固的原因主要有:(1)设计或施工造成的钢结构缺陷,如焊缝长度不足、构件切割过长、截面弱化过多等等。(2)经过长期使用的结构,有不同程度的腐蚀、磨损和运行异常等。导致结构缺陷,严重削弱了结构构件的截面。(3)工艺生产条件的变化增加了结构上的荷载,原有结构不能适应。(4)所用钢材质量不符合要求。(5)事故和自然灾害严重破坏结构。(6)由于地基下沉,结构变形损坏。
钢结构加固是一项复杂的工作,要考虑很多因素。加固方法应从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面进行选择。钢结构加固的原则是:(1)加固尽量做到不停产或少停产,停产损失往往是加固费用的几倍或几十倍。(2)结构加固方案应易于制造、施工和检查。(3)结构制造和组装应尽可能在生产区外进行。(4)应尽可能使用高强度螺栓或焊接进行连接和加固。
钢结构加固的主要方法:钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变计算图形、增加原结构构件的截面和连接强度、防止裂缝扩展等。被鉴定为需要加固的钢结构,一般根据损伤范围分为局部加固和加固。局部加固是指对承载力不足的杆件或节点进行加固,包括增大杆件截面、减小杆件自由长度的方法和加强节点的方法。加固是对整个结构的加固。加固方法有两种:不改变结构静力计算图形和改变结构静力计算图形。增加或加强支撑系统也是加强结构系统的有效方法。增加原构件截面的加固方法是耗费材料和人力的方法;改图的方法是有效和多样的,它的成本大大降低。
钢结构加固的意义在于变废为宝,起死回生,化腐朽为神奇,为结构改造适应新用途提供了有效的方法,给设计者、施工者或材料供应商一个改正错误的机会,比报废重做节省了大量的资金和时间。因此,钢结构加固是一项具有经济效益和社会效益的工作。