關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加固方法的探究

1、關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加固方法的探究 關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加固方法的探究 摘要：自改革開放以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平得到了極大的提升，同時(shí)各領(lǐng)域的生產(chǎn)也得到快速的開展。作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的組成局部，建筑業(yè)的繁榮為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)開展做出了重要的奉獻(xiàn)。在建筑工程施工中，各種新技術(shù)、新材料不斷的引入，不僅加快了建筑業(yè)的開展，同時(shí)也極大地提升了工程施工的質(zhì)量、平安、效益等。鋼結(jié)構(gòu)因?yàn)槠渥陨淼膹?qiáng)度高、延性好且本錢低等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，例如廠房建設(shè)、高層以及超高層建筑中都有使用鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)的實(shí)例。 關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；加固 中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 引言 在經(jīng)濟(jì)以及科技水平不斷開展的今天，

2、各種新材料新技術(shù)不斷地應(yīng)用到建筑工程中。在建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)建筑逐漸取代混凝土建筑成為建筑工程中的主流產(chǎn)品。近年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)在公共建筑中更加得到廣泛的應(yīng)用，我國(guó)目前不僅能生產(chǎn)各種類型的建筑鋼材，同時(shí)鋼材生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品也越來(lái)越多，如壓型鋼板組合樓面、彩鋼扣板及復(fù)合板等，使建筑結(jié)構(gòu)充滿現(xiàn)代化時(shí)代氣息，實(shí)踐證明鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)更具有廣闊的開展前景。 1、鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn) 1.1 預(yù)工程化程度高，建設(shè)本錢低、縮短工期 與傳統(tǒng)的磚混、混凝土材質(zhì)結(jié)構(gòu)等建筑不同，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有一定的預(yù)工程化，使得材料的加工和安裝一體化，大局部鋼結(jié)構(gòu)在出廠時(shí)已生產(chǎn)完畢，在施工現(xiàn)場(chǎng)只需要利用適宜的連接方式將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)

3、行組合安裝，提高了施工速度，縮短了大約40%的建筑工程施工周期，可以使建筑工程更早投入使用。?建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?使材料不同、形狀不同、制造方法不同的建筑構(gòu)配件可以通用和互換，進(jìn)一步提高了建筑預(yù)工程化。由于鋼結(jié)構(gòu)自身就可以作為韌性結(jié)構(gòu)承當(dāng)結(jié)構(gòu)載荷和施工載荷，因此在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時(shí)不需要支模、拆模，這也在一定程度上降低了建筑的施工本錢。 1.2 鋼結(jié)構(gòu)建筑的跨度更大，高度更高 鋼材的內(nèi)部組織比擬均勻，近似于各向同性的勻質(zhì)體，結(jié)構(gòu)總體自重輕，強(qiáng)度也高。鋼材的密度/強(qiáng)度的值比磚石、混凝土、木材均小很多，這樣在受力相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)可以做成跨度更大、高度更高、結(jié)構(gòu)形式更加靈活的結(jié)構(gòu)體系。到目前為止

4、，世界上已經(jīng)擁有建造跨度超過1000m的超大穹頂和高度大于1000m小于4000m的超高層建筑的能力。 2、鋼結(jié)構(gòu)加固的原因及加固的原那么 2.1 鋼結(jié)構(gòu)加固原因 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)建筑在使用過程中出現(xiàn)以下問題，如鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一定的缺陷或者損傷，或者是使用條件發(fā)生了改變，亦或者在對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性進(jìn)行檢查驗(yàn)算之后發(fā)現(xiàn)整體或局部結(jié)構(gòu)不能夠滿足使用要求的，那么就需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。一般而言，出現(xiàn)上述情況的主要原因包括以下幾個(gè)方面：(1)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者施工中導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷，例如焊縫長(zhǎng)度不夠，桿件切口過長(zhǎng)，使用截面削弱過多等；(2)鋼結(jié)構(gòu)在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，會(huì)出現(xiàn)不同程度的銹蝕或磨損等現(xiàn)

5、象，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)缺陷，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面嚴(yán)重削弱；(3)工藝生產(chǎn)條件發(fā)生了變化，使結(jié)構(gòu)所承受的上部荷載增加，導(dǎo)致原有結(jié)構(gòu)不能滿足受力要求；(4)鋼結(jié)構(gòu)建筑中所用到的鋼材質(zhì)量無(wú)法到達(dá)既定的材質(zhì)參數(shù)要求；(5)地基根底下沉導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形和損傷；(6)實(shí)際使用時(shí)的積灰荷載或雪荷載遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，造成結(jié)構(gòu)受力工況超出預(yù)計(jì)，引起結(jié)構(gòu)的變形和損傷；(7)自然災(zāi)害等其他因素造成結(jié)構(gòu)的輕微變形和損傷。 2.2 鋼結(jié)構(gòu)加固原那么 鋼結(jié)構(gòu)加固可以說得上是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，因此在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加固時(shí)，需要從施工方便、不影響生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)合理、效果好等方面綜合考慮來(lái)進(jìn)行選擇，以鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠房的加固為例，一般來(lái)說，其加固應(yīng)遵循

6、以下幾點(diǎn)原那么： (1)加固時(shí)盡可能做到不停產(chǎn)，即生產(chǎn)設(shè)備繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。這主要是因?yàn)橐坏┩．a(chǎn)，所產(chǎn)生的損失將是加固費(fèi)用的幾倍甚至是幾十倍；結(jié)構(gòu)應(yīng)力及應(yīng)變狀態(tài)決定是否可以在負(fù)荷下不停產(chǎn)加固，如果構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力假設(shè)是小于鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，并且在構(gòu)件損壞變形等方面不是很嚴(yán)重的情況下，便可以采用不停產(chǎn)的加固方法；(2)鋼結(jié)構(gòu)加固方案需便于后續(xù)的制作、施工以及檢查；(3)鋼結(jié)構(gòu)的各道根本準(zhǔn)備工序包括加工、制作以及組裝最好全部能夠在生產(chǎn)區(qū)域之外進(jìn)行。 3、鋼結(jié)構(gòu)加固措施 3.1 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固方法是指采用改變結(jié)構(gòu)所承受的荷載分布狀況、結(jié)構(gòu)的傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，以及通過增設(shè)附

7、加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等方式和手段對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的一般加固方法：(1)對(duì)受彎桿件可采用以下改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固：a.改變荷載的分布；b.改變端部支承情況；c.增加中間支座或?qū)⒑?jiǎn)支結(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)；d.調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置；e.將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)；f.施加預(yù)應(yīng)力。(2)對(duì)結(jié)構(gòu)可采用以下增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進(jìn)行加固：a.增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性；b.在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大局部水平力，以減輕其它柱列負(fù)荷；c.加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特

8、性；d.增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)算；e.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。 3.2 構(gòu)件截面加固 增加構(gòu)件截面的加固方法，主要是通過采用增補(bǔ)鋼材的方法來(lái)進(jìn)行加固，除此之外，還可以采用對(duì)原構(gòu)件外包混凝土的方法來(lái)進(jìn)行加固處理。對(duì)于鋼柱的加固，可以采用上述改變截面形式的方法來(lái)提高彎矩作用平面內(nèi)、外的承載能力(強(qiáng)度及穩(wěn)定性)。對(duì)于鋼梁加固，型鋼梁和焊接組合鋼梁都可通過采用在翼緣板上加焊水平板，斜板或型鋼的方法進(jìn)行加固，一般宜上下翼緣同時(shí)加固。但當(dāng)鋼梁頂面有鋪板，上翼緣不便加固時(shí)，亦可僅對(duì)下翼緣進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。對(duì)腹板抗剪強(qiáng)度缺乏的梁進(jìn)行加固時(shí)，如果梁腹板的穩(wěn)定性不能滿足要求

9、，那么需要采用設(shè)置加勁肋的方式進(jìn)行加強(qiáng)以增加鋼梁的局部穩(wěn)定性。 4、結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，在世界經(jīng)濟(jì)不斷開展的今天，鋼結(jié)構(gòu)以其諸多的優(yōu)勢(shì)，使其在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，鋼結(jié)構(gòu)工程在建筑市場(chǎng)中的地位越來(lái)越重要。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為鋼結(jié)構(gòu)工程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，更是重中之重，因此作為一名結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，必須要熟練地掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法。與此同時(shí)，結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的自然環(huán)境和使用環(huán)境的作用下，其使用功能必然會(huì)逐漸減弱。因此，采取有效的加固方法保證結(jié)構(gòu)的平安具有極其重要的意義。隨著目前各種新材料以及新技術(shù)的出現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)的加固方法也是不斷地涌現(xiàn)，各種加固方法均有著其自身的特點(diǎn)，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的情況，選擇出一種最適宜的方法來(lái)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的加固。綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及加固方法，應(yīng)成為每個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師必須掌握的一項(xiàng)技能。 參考文獻(xiàn)： 【1】何海榮.淺議國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與歐美設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的幾點(diǎn)差異J.科技資訊，2021(06). 【2】于炎鑫，王英杰，榮帆.試論高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)J.企業(yè)技術(shù)