如何提高鋼結(jié)構(gòu)的安全性能?

時(shí)間：2020-08-25作者：寧波藝高建設(shè)工程有限公司瀏覽：341

【鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)】隨著鋼結(jié)構(gòu)在民用、工業(yè)和公共建筑中的廣泛應(yīng)用，其安全性能的應(yīng)用越來越受到人們的重視。今天，鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)有限公司總結(jié)了鋼結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)的內(nèi)容和加固方法。讓我們一起來看。

一、安全評(píng)估

1、鋼結(jié)構(gòu)抗災(zāi)害能力

抗災(zāi)害能力的評(píng)估內(nèi)容主要包括：抗火能力、抗震能力、抗風(fēng)能力(主要是輕型鋼結(jié)構(gòu))、抗冰雪荷載能力(主要是鋼屋架)。其中，抗震能力主要通過結(jié)構(gòu)以及體系的連接構(gòu)造、布置以及結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的抗震承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià);抗冰雪及風(fēng)能力的評(píng)估可從鋼結(jié)構(gòu)的選型、承載力驗(yàn)算以及構(gòu)造連接等方面進(jìn)行評(píng)估。

2、連接及施工措施

1)合理設(shè)置焊縫尺寸、螺栓間距、直徑、桿截面尺寸。例如，節(jié)大小應(yīng)該滿足較小節(jié)大小的要求。鋼管壁厚度為3mm，鋼板較小厚度為4mm，角鋼較小截面為L45*4mm。

2)確保各部件之間連接可靠。無論組件與組件之間的連接，還是組件本身的連接，都必須符合規(guī)范要求。連接計(jì)算主要是為了檢測連接效果，包括承載力和拉力的計(jì)算、焊縫強(qiáng)度的計(jì)算、柱、鋼框架結(jié)構(gòu)梁剛度的計(jì)算、螺栓-鉚釘連接的抗剪強(qiáng)度的計(jì)算、連接節(jié)點(diǎn)板的計(jì)算等。

3)確保鋼結(jié)構(gòu)局部滿足穩(wěn)定性要求，如提高截面的寬厚比。

4)保溫、防護(hù)性能符合要求。

5)鋼結(jié)構(gòu)整體支撐及構(gòu)件布置要科學(xué)合理，保證各部分的施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制屋架、立柱、桁架的水平和垂直支撐。

6)嚴(yán)格控制支架的加工安裝，如垂直度、安全平整度、支架座的安裝符合要求。

3、承載力

對于具有相應(yīng)條件的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如梁、板、屋架等，可在現(xiàn)場進(jìn)行豎向荷載作用，然后根據(jù)應(yīng)變和分析結(jié)果檢測關(guān)鍵部位的撓度和側(cè)向應(yīng)變，以確定承載力要求是否滿足。

現(xiàn)場荷載試驗(yàn)應(yīng)遵循無損檢測的原則。在荷載形式與結(jié)構(gòu)實(shí)際功能基本一致的情況下，應(yīng)避免現(xiàn)場試驗(yàn)荷載對構(gòu)件或結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞或變形。因此，現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)定義為設(shè)計(jì)荷載的70%~80%。

現(xiàn)場荷載試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行分類裝卸。一般情況下，荷載標(biāo)準(zhǔn)值可以達(dá)到5級(jí)，然后卸載可以達(dá)到2 - 5級(jí)。它通常在加載開始時(shí)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值的20%進(jìn)行加載，每個(gè)級(jí)別根據(jù)10%進(jìn)行遞增。同時(shí)，為了不造成破壞，當(dāng)荷載值接近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，應(yīng)將荷載增量降低到5%。每個(gè)電平在負(fù)載后至少保持10分鐘，然后進(jìn)行測試讀數(shù)。對于大跨度屋面桁架或桁架，其持續(xù)時(shí)間較長可達(dá)12小時(shí)甚至較長，裂縫寬度和變形應(yīng)檢查至少30分鐘。

二、加固方法

1、焊接及螺栓連接加固

在焊接加固時(shí)，高溫會(huì)降低焊接部位的母材性能，同時(shí)焊縫內(nèi)部缺陷也會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新裂縫，且焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部的殘余應(yīng)力會(huì)加速裂縫的發(fā)展。而在螺栓連接加固時(shí)，鋼材上的孔洞會(huì)削弱截面，形成新的應(yīng)力集中區(qū)，降低結(jié)構(gòu)加固的效果。

2、粘鋼加固

在結(jié)構(gòu)表面粘貼鋼板，通過結(jié)構(gòu)膠使兩者共同工作，提高鋼結(jié)構(gòu)的承載能力。因鋼板不宜加工成形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)且耐腐蝕性差，故后期維護(hù)費(fèi)用較高。

3、粘貼復(fù)合材料加固

采用粘結(jié)劑在鋼結(jié)構(gòu)損傷部位粘貼復(fù)合材料，由其承擔(dān)部分荷載，從而減小損傷部位的應(yīng)力。采用粘貼復(fù)合材料加固后結(jié)構(gòu)自重及尺寸變化小，復(fù)合材料的抗疲勞和耐腐蝕性能好，施工較為簡單，適合現(xiàn)場修復(fù)。

4、增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件剛度

1)增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算;

2)加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度或調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等，以提高結(jié)構(gòu)承載力并改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性;

3)增設(shè)支撐或輔助桿件使構(gòu)件的長細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性;

4)在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其他柱列負(fù)荷在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度


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