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钢结构加固详解(3)加大构件截面加固法

          加大构件截面的加固方法涉及面广,施工较为简便,尤其在满足一定前提条件下,还 可在负荷状态下加固,因而是钢结构加固中最常用的方法。
 
         采用加大截面的方法加固钢构件,应考虑构件的受力情况及存在的缺陷,在方便施 工、连接可靠的前提下选取最有效的截面增加形式,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损失的状况。(图1-图4 ),给出了各类受力构件的一些截面加固形,可供设计时参考。



         1、计算的一般规定
 
          (1)在完全卸荷的状态下,采用加大截面的方法加固钢结构时,构件的强度和稳定 性,按加固后的截面用与新结构相同的方法依照《钢结构设计规范》 的规定进行计算。
 
         (2)在负荷状态下,采用加大截面的方法加固钢构件时,原结构中的承载力应有不少20%的富余。加固后构件承载力的计算应根据荷载形态分别进行。
 
         对于承受静力荷载或间接承受动力荷载的构件,一般情况可根据原有构件和加固件之 间的内力重分布的原则,按加固后的截面进行承载力计算。



        (3)负荷状态下采用加大截面的方法进行加固时,其加固计算应根据原有构件的受力状态,钢材强度设计值应乘以加固折减系数k 。轴心受力的实腹构件取k=0.8p偏心受力和受弯构件及格构式构件取k=0.9.
 
       《钢结构加固技术规程》 条件,将被加固构件根据使用条件划分为四类设计工作条件,加固折减系数在不同设计工作条件下取值不同.
 
        (1) 轴心受力构件加固后,应考虑构件截面形心偏移的影响。当形心轴的偏移值小于 截面高度时,在一般情况下可忽略其影响。
 
       (2) 加固后的受弯构件和偏心受力构件,不宜考虑截面的塑性发展,可按边缘纤维屈 服准则进行计算。
 
       (3) 动力荷载作用下,构件的加固计算应分别按加固前后两个阶段进行,并应遵守下 列规定:稳定计算分别按加固前和加固后的截面取用稳定系数;可不考虑加固折减系数; 必要时应对其剩余疲劳寿命进行专门研究和计算。
 
        (4) 静力荷载作用下,加固后构件的稳定计算,可按加固后的截面取用稳定系数,同 时应考虑加固折减系数
 
         2、轴心受力构件的加固计算
 
         轴心受拉或轴心受压构件的原有截面一般是对称的,若其损伤非对称性不大,可采用 对称的加固形式;若其损伤非对称性较大宜采用不改变截面形心位置的加固方式,以减少 附加受力影响。当采用非对称或改变形心位置的加固截面时,应按偏心受力构件(拉弯或 压弯构件)处理。

        3、 构造与施工要求
 
       (1)采用加大截面的方法进行加固,应保证加固构件有合理的传力途径:有保证加固 件与原有构件共同工作的相互连接;对于轴心受力和偏心受力构件,加固件宜与原有构件 的支座(或节点)有可靠的连接。
 
       (2)加固件的布置应适应原有构件的几何形状或已发生的变形情况,以利施工。但也应 尽量不用引起截面形心偏移的形式,难以避免时,应在加固计算中考虑形心轴偏移的影响。
 
       (3)尽量减少加固施工的工作量。不论原有结构是栓接结构还是焊接结构,只要钢材 具有良好的可焊性,应尽可能采用焊接方式补强。
 
      (4)当采用焊接补强时,应尽可能减少焊接工作量及注意合理的焊接顺序,以降低焊 接变形和焊接应力,并竭力避免仰焊。在负荷状态下焊接时,应采用较小的焊接尺寸,并 应首先加固对原有构件影响较小、构件最薄弱和能立即起到加固作用的部位。

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