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鋼結構的加固應該如何設計？

發(fā)布時間：2022-03-18瀏覽次數(shù)：233

一、加固設計原則

1. 鋼結構經(jīng)可靠性鑒定確認需要加固時，應根據(jù)鑒定結論并結合產權人提出的要求，按標準規(guī)定進行加固設計。加固設計的范圍，可按整幢建筑物或其中某獨立區(qū)段確定，也可按指定的結構、構件或連接確定，但均應考慮該結構的整體穩(wěn)固性。

2. 加固后鋼結構的安全等級，應根據(jù)結構破壞后果的嚴重性、結構的重要性和加固設計使用年限，由產權人與設計方按實際情況共同商定。

3. 鋼結構的加固設計，應與實際施工方法緊密結合，采取有效措施，保證新增構件及部件與原結構連接可靠，新增截面與原截面結合牢固，形成整體共同工作；并不應對未加固部分，以及相關的結構、構件和地基基礎造成不利的影響。

4. 對高溫、高濕、低溫、凍融、化學腐蝕、振動、溫度應力、收縮應力、地基不均勻沉降等影響因素引起的原結構損壞，應在加固設計中提出有效的防治對策，并應按設計規(guī)定的順序進行治理和加固。

5. 鋼結構的加固設計，應綜合考慮其技術經(jīng)濟效果，不應加固適修性很差的結構，且不應導致不必要的拆除或更換。

6. 對加固過程中可能出現(xiàn)傾斜、失穩(wěn)、過大變形或坍塌的鋼結構，應在加固設計文件中提出有效的臨時性安全措施。

7. 鋼結構的加固設計使用年限，應按下列原則確定：

（1）結構加固后的使用年限，應由產權人和設計單位共同商定；

（2）當結構的加固材料中使用結構膠粘劑或其他聚合物成分時，其結構加固后的使用年限宜按30年考慮；當產權人要求結構加固后的使用年限為50年時，其所使用的膠和聚合物的粘結性能，應通過耐長期應力作用能力的檢驗；

（3）使用年限到期后，當重新進行的可靠性鑒定認為該結構工作正常，仍可繼續(xù)延長其使用年限；

（4）對使用膠粘方法或摻有聚合物材料加固的結構、構件，尚應定期檢查其工作狀態(tài)；檢查的時間間隔可由設計單位確定，但第一次檢查時間不應遲于10年；

（5）當為局部加固時，應考慮原建筑物剩余設計使用年限對結構加固后設計使用年限的影響；

（6）在鋼結構加固設計文件中，應注明該結構加固后的設計使用年限。

8. 設計應明確結構加固后的用途和使用環(huán)境，在加固設計使用年限內，未經(jīng)技術鑒定或設計許可，不得改變加固后結構的用途和使用環(huán)境。

二、設計計算原則

1. 鋼結構加固設計可采用線彈性分析方法計算結構的作用效應，并應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計標準》GB 50017的有關規(guī)定。

2. 加固鋼結構時，應按下列規(guī)定進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設計、驗算。

（1）結構上的作用，應經(jīng)調查或檢測核實，并確定其標準值或代表值，當此項工作已在可靠性鑒定中完成時，宜加以引用。

（2）被加固結構、構件的作用效應，應按下列規(guī)定確定：

1)結構的計算圖形，應符合其實際受力和構造狀況；

2)作用效應組合和組合值系數(shù)以及作用的分項系數(shù)，應按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB 50009確定，并應考慮由于實際荷載偏心、結構變形、溫度作用造成的附加內力。

（3）結構、構件的尺寸，對原有部分應根據(jù)鑒定報告采用原設計值或實測值；對新增部分，可采用加固設計文件給出的設計值。

（4）原結構、構件材料的抗拉強度、抗壓強度和抗剪強度設計值應按下列規(guī)定取值：

1)當結構可靠性鑒定認為原設計文件有效，且未發(fā)現(xiàn)結構構件或連接的性能有明顯退化時，可采用原設計值；

2)當結構可靠性鑒定認為應重新進行現(xiàn)場檢測時，應采用檢測結果推定的屈服強度或條件屈服點進行確定。

（5）采用鋼材為加固材料時，其性能和質量，應符合標準的有關規(guī)定；當采用其他材料為加固材料時，其性能和質量的要求尚應按現(xiàn)行國家標準《工程結構加固材料安全性鑒定技術規(guī)范》GB 50728的規(guī)定執(zhí)行；加固材料性能的設計值應按標準規(guī)定采用。

（6）驗算結構、構件承載力時，應考慮原結構在加固時的實際受力狀態(tài)，包括加固部分應變滯后的特點及加固部分與原結構的共同工作程度。

（7）加固后改變傳力路線或使結構質量增大時，應對相關結構、構件及建筑物地基基礎進行驗算。

（8）對超靜定結構尚應考慮因構件截面改變、構件剛度改變致使體系內力重分布的影響，并應采用合理的計算分析方法。

3. 抗震設防區(qū)結構、構件的加固，除應滿足承載力要求外，尚應復核其抗震能力；不應存在因局部加強或剛度突變而形成的新薄弱部位。

4. 用于結構的抗震加固的各種加固方法，具體采用時，尚應在設計、計算和構造上執(zhí)行現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011的有關規(guī)定。

5. 為防止結構加固部分意外失效而導致的坍塌，在使用膠粘劑或摻有聚合物的加固方法時，其加固設計除應按本標準的規(guī)定進行外，尚應對原結構進行驗算。驗算時，應要求原結構、構件能承擔n倍恒載標準值的作用。當可變荷載標準值與永久荷載標準值之比值不大于1時，n應取1.2；當該比值等于或大于2時，n應取1.5；其間應按線性內插法確定。

三、加固方法及配合使用技術

1. 鋼結構的加固可分為直接加固與間接加固兩類，設計時，可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的加固方法及配合使用的技術。

2. 直接加固宜根據(jù)工程的實際情況選用增大截面加固法、粘貼鋼板加固法和組合加固法。

3. 間接加固宜根據(jù)工程的實際情況采用改變結構體系加固法、預應力加固法。

4. 鋼結構加固的連接方法宜采用焊縫連接、摩擦型高強螺栓連接；亦可采用焊縫與摩擦型高強螺栓的混合連接等。

5. 與結構加固方法配合使用的技術應采用符合本標準規(guī)定的連接技術和修復、修補技術。