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1、鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范CECS77 96目錄1 總則2 術(shù)語、符號(hào)與代號(hào)2.1 術(shù)語2.2 符號(hào)與代號(hào)3 加固基本原則及一般方法3.1 一般規(guī)定3.2 加固工程序3.3 加固一般方法及其選擇3.4 材料4 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固4.1 一般規(guī)定4.2 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的一般方法5 加大構(gòu)件截面的加固5.1 一般規(guī)定5.2 受彎構(gòu)件的加固5.3 軸心受力和拉彎、壓彎構(gòu)件的加固5.4 構(gòu)造與施工要求6 連接的加固與加固件的連接6.1 一般規(guī)定6.2 焊縫連接的加固6.3 螺栓和鉚釘連接的加固6.4 加固件的連接6.5 構(gòu)造與施工要求7 裂紋的修復(fù)與加固7.1 一般規(guī)定7.2 修復(fù)裂紋的方法8 施工安全
2、與工程驗(yàn)收8.1 施工安全8.2 工程驗(yàn)收附錄 A 構(gòu)件的截面加固形式(參考圖) 附錄 B 本規(guī)范用詞說明主編單位:清華大學(xué)土木工程系 審查單位:建筑物鑒定與加固委員會(huì) 批準(zhǔn)單位:中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì) 批準(zhǔn)日期: 1996 年 5 月 30 日、尸、 亠前言現(xiàn)批準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范CECS77 96 為中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn),推薦給 各有關(guān)單位使用。在使用過程中,請(qǐng)將意見及有關(guān)資料寄交四川省成都市一環(huán)路北三段55號(hào),四川省建筑科學(xué)研究院中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)建筑物鑒定與加固委員會(huì)(郵編: 610081 ),以便修訂時(shí)參考。中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)1996年 5月 30日1 總則1.0.1
3、為使鋼結(jié)構(gòu)的加固做到技術(shù)可靠、 經(jīng)濟(jì)適用、 施工簡(jiǎn)便和確保質(zhì)量, 特制定本規(guī) 范。1.0.2 本規(guī)范適用于工業(yè)與民用建筑和一般構(gòu)筑物的鋼結(jié)構(gòu)因設(shè)計(jì)、 施工、 使用管理不 當(dāng),材料質(zhì)量不符合要求, 使用功能改變, 遭受災(zāi)害損壞以及耐久性不足等原因而需要對(duì)鋼 結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的設(shè)計(jì)、 施工和驗(yàn)收。 對(duì)有特殊要求和特殊情況下的鋼結(jié)構(gòu)加固, 尚應(yīng)符合相 應(yīng)的專門技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。1.0.3 鋼結(jié)構(gòu)加固前,應(yīng)按照工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)和 民用建筑可靠性鑒定標(biāo) 準(zhǔn)等進(jìn)行可靠性鑒定。1.0.4 鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)、 施工及驗(yàn)收, 除本規(guī)范規(guī)定外, 尚應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定。2 術(shù)語、符
4、號(hào)與代號(hào)2.1 術(shù)語2.1.1 鋼結(jié)構(gòu)的加固對(duì)已有鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)以提高其承載力、耐久性和滿足使用要求。2.1.2 待加固的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠性鑒定需要進(jìn)行但尚未實(shí)施加固的鋼結(jié)構(gòu)。2.1.3 加固前的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件實(shí)施加固前的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、構(gòu)件。2.1.4 加固后的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件實(shí)施加固竣工后的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件。2.1.5 結(jié)構(gòu)的名義應(yīng)力按規(guī)范規(guī)定或由材料力學(xué)一般方法算得的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。2.1.6 有效凈截面、凈截面扣除孔洞、銹蝕和損傷削弱失效后的截面。2.1.7 摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接僅考慮由板件間摩擦力傳遞板件間作用力的高強(qiáng)度螺栓 連接。2.1.8 擴(kuò)展性裂紋長度或深度有可能不斷增加的裂紋。2.1.9 脆斷
5、傾向性裂紋有使鋼結(jié)構(gòu)可能發(fā)生突然脆性斷裂的裂紋。2.2 符號(hào)與代號(hào)2.2.1 作用和作用效應(yīng)符號(hào)F 集中荷載;M 彎矩;M構(gòu)件加固前的彎矩;N軸心力;N0構(gòu)件加固前的軸心力;P高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力;V剪力;V0構(gòu)件加固前的剪力。2.2.2 計(jì)算指標(biāo)E鋼材的彈性模量;G鋼材的剪切模量;NE歐拉臨界力;f鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;fy 鋼材屈服強(qiáng)度(或屈服點(diǎn))標(biāo)準(zhǔn)值;fv 鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;f0 原結(jié)構(gòu)鋼材抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;fs 加固用鋼材抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;f* 加固后結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼材抗拉、抗壓和抗彎換算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;d 正應(yīng)力;d C局部
6、壓應(yīng)力;d o構(gòu)件加固時(shí)的正應(yīng)力;d f 垂直于角焊縫長度方向,按角焊縫有效截面計(jì)算的焊縫正應(yīng)力; T 剪應(yīng)力;T f 沿角焊縫長度方向,按角焊縫有效截面計(jì)算的焊縫剪應(yīng)力。2.2.3 幾何參數(shù)A毛截面面積或全部截面面積;An有效凈截面面積,凈截面面積;Ao原構(gòu)件的毛截面面積;Aon 原構(gòu)件的凈截面面積;As構(gòu)件加固部分的截面面積;At構(gòu)件加固后的總截面面積,即Ao與As之和;I 毛截面慣性矩;Io 原構(gòu)件毛截面慣性矩;Is 構(gòu)件加固部分的截面慣性矩;W毛截面抵抗矩;Wn有效凈截面抵抗矩;Won原構(gòu)件凈截面積抵抗矩;L長度;Lo構(gòu)件的計(jì)算長度;Lw焊縫長度;Lws加固焊縫實(shí)際施焊段的長度;Ls
7、加固焊縫延續(xù)的總長度;a間距;d直徑;eo等效偏心距;he角焊縫有效厚度;hf 角焊縫焊腳尺寸;t 板件厚度;入長細(xì)比;入0換算長細(xì)比;3、3 0撓度、初始撓度;3 W焊接殘余撓度;3 T總撓度; 3撓度增量。2.2.4 計(jì)算系數(shù)及其它a N壓彎構(gòu)件的彎矩增大系數(shù);3 mx 3 ty 壓彎構(gòu)件穩(wěn)定計(jì)算的等效彎矩系數(shù);r 截面塑性發(fā)展系數(shù);S焊縫連續(xù)性系數(shù);E 焊接殘余撓度影響系數(shù);n N軸心受力加固構(gòu)件的強(qiáng)度降低系數(shù);n M受彎加固構(gòu)件的強(qiáng)度降低系數(shù);n EM壓(拉)彎加固構(gòu)件的強(qiáng)度降低系數(shù);0軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)0 b梁或受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù);Y系數(shù)。3 加固基本原則及一般方法3.1 一
8、般規(guī)定3.1.1 鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠性鑒定需要加固時(shí),應(yīng)根據(jù)可靠性鑒定結(jié)論和委托方提出的要求, 由專業(yè)技術(shù)人員按本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。 加固設(shè)計(jì)的內(nèi)容和范圍, 可以是結(jié)構(gòu)整體, 亦可以 是指定的區(qū)段、特定的構(gòu)件或部位。3.1.2 加固后的鋼結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重程度、 結(jié)構(gòu)的重要性和下 一個(gè)使用期的具體要求,由委托方和設(shè)計(jì)者按實(shí)際情況商定。3.1.3 鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)應(yīng)與實(shí)際施工方法緊密結(jié)合, 并應(yīng)采取有效措施, 保證新增截面、 構(gòu)件和部件與原結(jié)構(gòu)連接可靠, 形成整體共同工作。 應(yīng)避免對(duì)未加固的部分或構(gòu)件造成不利 的影響。3.1.4 在鋼結(jié)構(gòu)加固前應(yīng)對(duì)其作用荷載進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,其荷載取值應(yīng)
9、符合下規(guī)定:3.1.4.1 對(duì)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的荷載應(yīng)按此規(guī)范的規(guī)定取值;3.1.4.2 對(duì)不符合 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 規(guī)定或未作規(guī)定的永久荷載, 可根據(jù)實(shí)際情況 進(jìn)行抽樣實(shí)測(cè)確定。抽樣數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定,但不得少于五年,且應(yīng)以其平均值乘以1.2 系數(shù)作為該永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值;對(duì)未作規(guī)定的工藝、吊車等使用荷載, 應(yīng)根據(jù)使用單位提供的資料和實(shí)際情況取值。3.1.5 加固鋼結(jié)構(gòu)可按下列原則進(jìn)行承載能力及正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算;3.1.5.1 結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)作用的荷載和實(shí)際狀況確定;3.1.5.2 結(jié)構(gòu)的計(jì)算截面, 應(yīng)采用實(shí)際有效截面積, 并考慮結(jié)構(gòu)在加固時(shí)的實(shí)際受力狀 況,即
10、原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力超前和加固部分的應(yīng)變滯后特點(diǎn), 以及加固部分與原結(jié)構(gòu)共同工作的程 度;3.1.5.3 加固后如改變傳力路線或使結(jié)構(gòu)重量增大, 應(yīng)對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件及建筑物地基基 礎(chǔ)進(jìn)行必要的驗(yàn)算。3.1.6 對(duì)于高溫、腐蝕、冷脆、振動(dòng)、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞,應(yīng)提出 其相應(yīng)的處理對(duì)策后再進(jìn)行加固。3.1.7 鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮其經(jīng)濟(jì)效益。 應(yīng)不損傷原結(jié)構(gòu), 避免不必要的拆除 或更換。3.1.8 鋼結(jié)構(gòu)在加固施工過程中, 若發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)或相關(guān)工程隱蔽部位有未預(yù)計(jì)的損傷或 嚴(yán)重缺陷時(shí),應(yīng)立即停止施工,并會(huì)同加固設(shè)計(jì)者采取有效措施進(jìn)行處理后再繼續(xù)施工。3.1.9 對(duì)于加固時(shí)可能出現(xiàn)傾斜、失
11、穩(wěn)或倒塌等不安全因素的鋼結(jié)構(gòu),在加固施工前, 應(yīng)采取相應(yīng)的臨時(shí)安全措施,以防止事故的發(fā)生。3.1.10 焊接鋼結(jié)加固時(shí),原有構(gòu)件或連接的實(shí)際名義應(yīng)力值應(yīng)小于 0.55fy, 且不得考 慮加固構(gòu)件的塑性變形發(fā)展;非焊接鋼結(jié)構(gòu)加固時(shí),其實(shí)際名義應(yīng)力值應(yīng)小于 0.7fy 。當(dāng)現(xiàn) 有結(jié)構(gòu)的名義應(yīng)力值大于上述及本標(biāo)準(zhǔn)第 5.1.4 條規(guī)定時(shí),則不得在負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行加固。3.2 加固工程序3.2.1 加固工作應(yīng)按圖 3.2.1 程序進(jìn)行。3.2.2 根據(jù)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定結(jié)論和有關(guān)資料,由設(shè)計(jì)人員會(huì)同施工人員選擇適當(dāng)?shù)姆?案。3.2.3 按選擇的適當(dāng)方案進(jìn)行加固設(shè)計(jì), 應(yīng)考慮合適的施工方法及合理的構(gòu)造措施并根
12、 據(jù)結(jié)構(gòu)上的實(shí)際作用,進(jìn)行承載能力、正常使用極限狀態(tài)方面的驗(yàn)算。3.2.4 按照加固設(shè)計(jì)進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì), 施工時(shí)應(yīng)采取有效措施確保質(zhì)量和安全, 并應(yīng) 遵照本標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工和驗(yàn)收。3.3 加固一般方法及其選擇3.3.1 鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有: 減輕荷載、 改變計(jì)算圖形、 加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連 接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等,當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí),亦可采用其它的加固方法。3.3.2 鋼結(jié)構(gòu)加固時(shí)的施工方法有: 負(fù)荷加固、 卸荷加固和從原結(jié)構(gòu)上拆下加固或更新 部件進(jìn)行加固。 加固施工方法應(yīng)根據(jù)用戶要求、 結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài), 在確保質(zhì)量和安全的前 提下,由設(shè)計(jì)人員和施工單位協(xié)商確定。3.3.3 鋼
13、結(jié)構(gòu)加固施工需要拆下或卸荷時(shí),必須措施合理、傳力明確、 確保安全。 主要 方法有:3.3.3.1 梁式結(jié)構(gòu),例如屋架,可以在屋架下弦節(jié)點(diǎn)下設(shè)臨時(shí)支柱(圖 3.3.3 1)或 組成撐桿式結(jié)構(gòu)(圖 3.3.3 2)張緊其拉桿對(duì)屋架進(jìn)行改變應(yīng)力卸荷。此時(shí),屋架應(yīng)根據(jù) 千斤頂或撐桿壓力進(jìn)行承載力驗(yàn)算, 且應(yīng)注意桿件內(nèi)力是否變號(hào)或增大, 如個(gè)別桿件、 節(jié)點(diǎn) 承載力不足時(shí),卸荷前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加固。3.3.3.2 柱子,可采用設(shè)置臨時(shí)支柱(圖 3.3.3 3)或“托梁換柱”(圖 3.3.3 4)。 采用“托梁換柱”時(shí),應(yīng)對(duì)兩側(cè)相鄰柱進(jìn)行承載力驗(yàn)算。3.3.4 鋼結(jié)構(gòu)加固一般宜采用焊縫連接、 摩擦型高強(qiáng)度螺栓連
14、接, 有依據(jù)是亦可采用焊 縫和摩擦型高強(qiáng)度螺栓的混合連接。 當(dāng)采用焊縫連接時(shí), 應(yīng)采用經(jīng)評(píng)定認(rèn)可的焊接工藝及連 接材料。3.4 材料3.4.1 待加固的鋼結(jié)構(gòu),應(yīng)對(duì)其材料質(zhì)量狀況進(jìn)行評(píng)價(jià):3.4.1.1 根據(jù)設(shè)計(jì)文件、鋼材質(zhì)量證明書、施工記錄、竣工報(bào)告、 可靠性鑒定報(bào)告等文 檔資料或樣品試驗(yàn)報(bào)告,對(duì)于待加固鋼結(jié)構(gòu)的原材料性能指標(biāo)給出評(píng)價(jià);3.4.1.2 如果沒有充足的文檔資料, 或者給出的數(shù)據(jù)不充分、 不完全、 有疑慮,或者發(fā)現(xiàn)有影響結(jié)構(gòu)和材料性能的缺陷或損傷時(shí),應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn);3.4.1.3 對(duì)于符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼材 , 其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 8
15、8)規(guī)定取值,否則應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的3.4.1.1和 3.4.1.2 確定的屈服強(qiáng)度數(shù)值除以抗力分項(xiàng)系數(shù)rR取值:f = fy/rR,且抗力分項(xiàng)系數(shù)取1.1 ;25%,或其板件剩余厚度小3.4.1.4 對(duì)于氣相腐蝕的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件,當(dāng)其截面積損失大于3.4.1.4 所列相應(yīng)的降低系數(shù)。 對(duì)于表 3.4.1.40.900.850.80應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn) 3.4.1 規(guī)定對(duì)結(jié)構(gòu)材料的評(píng)于5mmB寸,其材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值尚應(yīng)根據(jù)腐蝕程度乘以表 特殊環(huán)境中腐蝕鋼結(jié)構(gòu)加固應(yīng)專門研究確定。腐蝕程度降低系數(shù) 腐蝕程度(按 GBJ46 82 分類) 降低系數(shù) "類(弱腐蝕)V類(中等腐蝕)W類(強(qiáng)腐蝕)3.4.2 與待加
16、固的鋼結(jié)構(gòu)匹配的連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,定結(jié)果,按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)的表 3.2.1 4至表 3.2.1 6取值),并應(yīng) 考慮其第 3.2.2 條規(guī)定的相應(yīng)折減系數(shù)。343鋼結(jié)構(gòu)加固材料的選擇,應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17- 88)規(guī)定并在保證設(shè)計(jì)意圖的前提下,便于施工,使新老截面 , 構(gòu)件或結(jié)構(gòu)能共同工作,并應(yīng)注意新老材料之 間的強(qiáng)度、塑性、韌性及焊接性能匹配,以利于充分發(fā)揮材料的潛能。4 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固4.1 一般規(guī)定4.1.1 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、 傳力途徑、 節(jié)點(diǎn)性質(zhì) 和邊界條件, 增設(shè)附加桿件和支撐、 施加預(yù)應(yīng)力、 考慮空間協(xié)同工作
17、等措施對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固 的方法。4.1.2 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固過程 (包括施工過程) 中,除應(yīng)對(duì)被加固結(jié)構(gòu)承能力和 正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算外, 尚應(yīng)注意對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力和使用功能的影響, 考慮 在結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)以及支座中的內(nèi)力重分布,對(duì)結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))進(jìn)行必要的補(bǔ)充驗(yàn)算, 并采取切實(shí)可行的合理構(gòu)造措施。4.1.3 采用改造結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固方法, 設(shè)計(jì)與施工應(yīng)緊密配合, 未經(jīng)設(shè)計(jì)允許, 不 得擅自修改設(shè)計(jì)規(guī)定的施工方法和程序。4.1.4 采用調(diào)整內(nèi)力的方法加固結(jié)構(gòu)寸, 應(yīng)在加固設(shè)計(jì)中規(guī)定調(diào)整內(nèi)力 (應(yīng)力) 或規(guī)定 位移(應(yīng)變)的數(shù)值和允許偏差,及其檢測(cè)位置和檢驗(yàn)方法。4.2 改變結(jié)
18、構(gòu)計(jì)算圖形的一般方法4.2.1 對(duì)結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進(jìn)行加固:4.2.1.1 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,例如圖 4.2.1 1;4.2.1.2 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)承載力和改善結(jié) 構(gòu)動(dòng)力特性,例如圖 4.2.1 2;4.2.1.3 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,例如圖 4.2.1 3;4.2.1.4 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, 以減輕其它 柱列負(fù)荷,例如圖 4.2.1 4;4.2.1.5 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,如圖4.2.1 5。4
19、.2.2 對(duì)受彎構(gòu)件可采用下列改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固:4.2.2.1 改變荷載的分布,例如將一個(gè)集中荷載轉(zhuǎn)化為多個(gè)集中荷載;4.2.2.2 改變端部支承情況,例如變鉸接為剛接,參見圖 4.2.2 2;422.3 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),參見圖422 3;422.4 調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置;422.5 將構(gòu)件變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu),例如圖422 5;422.6 施加預(yù)應(yīng)力,例如圖 422 6。4.2.3對(duì)桁架可采用下列改變其桿件內(nèi)的方法進(jìn)行加固:4.2.3.1 增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式構(gòu)架,例如圖423 14.2.3.2 加設(shè)應(yīng)力拉桿,參見圖423 2。4.2.4必要時(shí)可采取措
20、施使加固構(gòu)件與其它構(gòu)件共同工作或形成組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,例如使鋼屋架與天窗架共同工作,參見圖4.2.4 ;又如在鋼平臺(tái)梁上增設(shè)剪力鍵使其與混凝土鋪板形成組合結(jié)構(gòu)等。5加大構(gòu)件截面的加固5.1 一般規(guī)定5.1.1采用加大截面加固鋼構(gòu)件時(shí),所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。5.1.2加固的構(gòu)件受力分析的計(jì)算簡(jiǎn)圖, 應(yīng)反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際條件,考慮損傷及加固引起 的不利變形,加固期間及前后作用在結(jié)構(gòu)上的荷載及其不利組合。對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)尚應(yīng)考慮因截面加大,構(gòu)件剛度改變使體系內(nèi)力重分布的可能。 必要時(shí)應(yīng)分階段進(jìn)行受力分析和計(jì)算。5.1.3被加固構(gòu)件的設(shè)計(jì)工作條件分類見表5.1.3構(gòu)件的
21、設(shè)計(jì)工作條件類別表5.1.3類別使用條件I特繁重動(dòng)力荷載作用下的焊接結(jié)構(gòu)n除I外直接承受動(dòng)力荷載或振動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)川除w外僅承受靜力荷載或間接動(dòng)力荷載作用的結(jié)構(gòu)w受有靜力荷載并允許按塑性設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)5.1.4負(fù)荷下焊接加固結(jié)構(gòu),其加固時(shí)的最大名義應(yīng)力d omax應(yīng)按表5.1.3劃分的結(jié)構(gòu)類別預(yù)以限制:對(duì)于I、n類結(jié)構(gòu)分別為丨 omax|< 0.2fy 和丨 omax|< 0.4fy ;對(duì)于川、 W類結(jié)構(gòu)為丨d omax|w 0.55fy。一般情況下,對(duì)于受有軸心壓(拉)力和彎矩的構(gòu)件,其 d omax可按下列公式確定:式中No, Mox, Moy原構(gòu)件的軸力,繞 x軸和y軸的彎矩。Ao
22、n, Woxr, Woyn原構(gòu)件的凈截面面積,對(duì)x軸和y軸的凈截面抵抗矩。a Nx,a Ny彎矩增大系數(shù)。對(duì)拉彎構(gòu)件取a Nx=a Ny1.0 ;對(duì)壓彎構(gòu)件按式(5.1.4 2)和(5.1.4 3)計(jì)算其中Ao,入X,入y分別為原構(gòu)件的毛截面面積、對(duì)x軸和y軸的長細(xì)比。3 ox, 3 oy原構(gòu)件對(duì)x軸和y軸的初始撓度,其值取實(shí)測(cè)值與按式 (5.1.4 4) 或(5.1.4 5)計(jì)算的等效偏心距 e (或e)之和。其中No為原構(gòu)件軸力;Noy、NoEx NoEy; Morx和Mory分別用下列各式計(jì)算:其中Ao為原構(gòu)件的毛截面面積。5.1.5加固后的i、n類構(gòu)件,必要時(shí)應(yīng)對(duì)其剩余疲勞壽命進(jìn)行專門
23、研究和計(jì)算。5.1.6對(duì)負(fù)荷下加固后鋼構(gòu)件的計(jì)算,按本規(guī)范第5.2 、5.3節(jié)的規(guī)定進(jìn)行。對(duì)非負(fù)荷下加固后鋼構(gòu)件的計(jì)算可參照本規(guī)范并按鋼結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)規(guī)定進(jìn)行。5.2受彎構(gòu)件的加固5.2.1在主平面內(nèi)受彎的加固受彎構(gòu)件,應(yīng)按下式計(jì)算其抗彎強(qiáng)度:式中Mx my繞加固后截面形心x軸和y軸的加固前彎矩與加固后增加的彎矩之和;Wnx Wny對(duì)加固后截面x軸和y軸的凈截面抵抗矩;rx , ry 截機(jī)塑性發(fā)展系數(shù),對(duì)I、n類結(jié)構(gòu)取rx = ry = 1.0 ;對(duì)川、"類結(jié)構(gòu),根據(jù)截面形狀按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ 1 7 88),表 5.2.1 采用;n m受彎構(gòu)件加固強(qiáng)度折減
24、系數(shù);對(duì)I、n類焊接結(jié)構(gòu)取n m= 0.85,對(duì)其他結(jié)構(gòu)取n m= 0.9 ;f截面中最低強(qiáng)度級(jí)別鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。5.2.2 I、n、川類結(jié)構(gòu)的受彎構(gòu)件截面的抗剪強(qiáng)度t,組合梁腹板計(jì)算高度邊緣處的局部承壓強(qiáng)度 be和折算應(yīng)力可分別按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)第4.1.2條、第4.13條、第4.1.4條計(jì)算;按塑性設(shè)計(jì)的W類構(gòu)件,可按其第9.2.2條的規(guī)定計(jì)算腹板的抗剪強(qiáng)度,計(jì)算時(shí)鋼材強(qiáng)度值取計(jì)算部位鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。5.2.3主平面內(nèi)受彎的加固構(gòu)件,當(dāng)不符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)第4.2.1和 4.2.2 條規(guī)定時(shí) ,可按其第 4.2.2 和 4.2.3 條的規(guī)定計(jì)算其
25、整體穩(wěn)定性,但應(yīng)將鋼材的抗 彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f 改取鋼材換算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f* (按 5.3.6 條規(guī)定取值)并乘以折減系數(shù) n m。5.2.4 組合截面板梁的翼緣和腹板應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)第四章第三節(jié)的規(guī)定設(shè)計(jì)和計(jì)算其局部穩(wěn)定,對(duì)按塑性設(shè)計(jì)的第W類結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其寬厚比尚應(yīng)符合其第 九章第 9.1.4 條表 9.1.4 的規(guī)定。5.2.5所加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件的總撓3 般可按下式確定:式中3 0初始撓度,按實(shí)測(cè)資料或加固時(shí)荷載由加固前的截面特性計(jì)算確定;3 w焊接加固時(shí)的焊接殘余撓度,可按第5.2.6條確定; 3撓度增量,按加固后增加荷載標(biāo)準(zhǔn)值和已加固截面特征計(jì)算確定??偟? T值不應(yīng)超過
26、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17- 88)第3.3.3條表3.3.2規(guī)定的限值。5.2.6焊接殘余撓度 3w應(yīng)專門研究或接近似由下式確定:式中S 考慮加固件間斷焊縫連續(xù)性的系數(shù),當(dāng)為連續(xù)焊縫時(shí),取3 = 1.0 ,當(dāng)為是斷焊縫時(shí) , 取加固焊縫實(shí)際施焊段長度與延續(xù)長度之比;hf 焊腳尺寸;Ls 加固件焊縫延續(xù)的總長度;Lo受彎構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的計(jì)算長度,簡(jiǎn)支單跨梁時(shí)取梁的跨度;Io 原構(gòu)件截面的慣性矩;yi 第 i 條加固焊縫至構(gòu)件截面形心的距離;E i 與加固焊縫處結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平b oi有關(guān)的系數(shù),按表 5.2.6取值;表 5.2.6bo/f 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7y
27、E 1.25 1.50 1.75 2.00 2.50 3.00 3.50fy 為原構(gòu)件鋼材的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。Yi 系數(shù),結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉和受壓區(qū)均有加固焊縫時(shí)取1.0,僅拉或壓區(qū)有加固焊縫時(shí)取 0.8 ,計(jì)算穩(wěn)定性時(shí)取 0.7 。5.3 軸心受力和拉彎、壓彎構(gòu)件的加固5.3.1 軸心受拉或軸心受壓構(gòu)件宜采用對(duì)稱的或不改變形心位置的加固截面形式,其強(qiáng)度應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:式中An加固后構(gòu)件凈截面積;f截面中最低強(qiáng)度級(jí)別鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;n n軸心受力加固構(gòu)件的強(qiáng)度降低系數(shù)。對(duì)非焊接加固的軸心受力或焊接加固 的軸心受拉I、n類構(gòu)件取n n= 0.85 ;川、W類構(gòu)件取 n n= 0.9。對(duì)焊接加固的受壓
28、構(gòu)件按公式(5.3.1 2)取值。其中:60為構(gòu)件未加固時(shí)的名義應(yīng)力。當(dāng)采用非對(duì)稱或形心位置改變的截面加固時(shí),應(yīng) 按第5.3.2條公式5.3.2計(jì)算。5.3.2拉彎或壓彎構(gòu)件的截面加固應(yīng)根據(jù)原構(gòu)件的截面特性,受力性質(zhì)和初始幾何變形狀況等條件,綜合考慮選擇適當(dāng)?shù)募庸探孛嫘问?,其截面?qiáng)度應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:式中N, Mx M分別為構(gòu)件承受的總軸心力,繞x軸和y軸的總最大彎矩;An, Wnx Wny分別為計(jì)算截面凈截面面積,對(duì)x軸和y軸的凈截面抵抗矩;3 Tx,® Ty構(gòu)件對(duì) x軸和y軸的總撓度,按公式(5.2.5 )計(jì)算;rw, ry 塑性發(fā)展系數(shù),對(duì)I、n類結(jié)構(gòu)構(gòu)件,取rx = ry =
29、 1.0 ;對(duì)川、W類結(jié)構(gòu)構(gòu)件按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)中表5.2.1采用;n EM拉彎或壓彎加固構(gòu)件的強(qiáng)度降低系數(shù),對(duì)I、n類結(jié)構(gòu)構(gòu)件取n EN=0.85 ;川、W類結(jié)構(gòu)構(gòu)件取 n EN= 0.9 ;當(dāng) N/An0.55fy 時(shí),取 n EM=nn (nn 見第 5.3.1 條);f截面中最低強(qiáng)度級(jí)別鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。5.3.3實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件,當(dāng)無初彎曲和損傷且對(duì)稱或形心位置不改變加固截面時(shí), 其整體穩(wěn)定性按下列規(guī)定計(jì)算:式中N加固時(shí)和加固后構(gòu)件所受總軸心壓力;0 A軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù),按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)附錄三相應(yīng)屈服強(qiáng)度鋼材的C類截面系數(shù)表格查取,或按其表
30、后所附公式計(jì)算(計(jì)算時(shí)取fy = 1.1f* );A構(gòu)件加固后的截面面積;n n軸心受力加固構(gòu)件強(qiáng)度降低系數(shù),按第5.3.1條的規(guī)定采用;f* 鋼材換算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按第5.3.6條采用。當(dāng)構(gòu)件有初始彎曲等損傷或非對(duì)稱或形心位置改變的加固截面引起的附加偏心時(shí),應(yīng)按第5.3.4條加固的壓彎構(gòu)件計(jì)算其穩(wěn)定。5.3.4加固實(shí)腹式壓彎構(gòu)件,彎矩作用在對(duì)稱平面內(nèi)的穩(wěn)定性,應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:(1)彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性: 式中N所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)軸心壓力;0 x彎矩作用平面內(nèi)的軸心受力構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),按第5.3.3條規(guī)定采用;Mx所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)最大彎矩;rx 截面塑性發(fā)展系數(shù),對(duì)I、n類構(gòu)件取rx =
31、1.0,對(duì)川、W類構(gòu)件按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17- 88)表5.2.1采用;Wlx彎矩作用平面內(nèi)較大受壓纖維的毛截面抵抗矩;n EM壓彎加固構(gòu)件的強(qiáng)度折減系數(shù),按第5.3.2條規(guī)定采用;3 x構(gòu)件對(duì)x軸的初始撓度 3 0及焊接加固殘余撓度 3W之和,3 w按第5.2.6 條確定;3 mx等效彎矩系數(shù),按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)第5.2.2條的規(guī)定采用;f* 鋼材換算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按第5.3.6條規(guī)定采用。NEx歐拉臨界力,按公式(5.3.4 2)計(jì)算;其中A加固后構(gòu)件的截面面積;入x加固后構(gòu)件對(duì)截面x軸的長細(xì)比。對(duì)于軋制或組合成的T形和槽形單軸對(duì)除按公式(534 1)計(jì)算外,稱截面,
32、當(dāng)彎矩作用在對(duì)稱軸平面且使較大受壓翼緣受壓時(shí), 尚應(yīng)按下式計(jì)算:式中W2x對(duì)較小翼緣或腹板邊緣的毛截面抵抗矩。(2)彎矩作用平面外的穩(wěn)定性: 式中N構(gòu)件所受軸心壓力;0 y彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù),參照第$33條規(guī)定采用;A加固后構(gòu)件的截面面積;0 b均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù),按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)附錄一第(五)項(xiàng)規(guī)定計(jì)算(計(jì)算時(shí)取fy = 1.1f* ),對(duì)箱形截面可取 0 b= 1.4 ;M所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)最大彎矩;3 tx 等效彎矩系數(shù),按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)第5.2.2條第二項(xiàng)的規(guī)定采用;3 X構(gòu)件對(duì)X軸的初始撓度 3 ox與焊接殘余撓度
33、 3W之和。5.3.5彎矩作用在兩個(gè)主平面內(nèi)的雙軸對(duì)稱加固實(shí)腹式工字形和箱形截面壓彎構(gòu)件,其 穩(wěn)定性按下列公式計(jì)算:式中0 x、0 y對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù),參照第 5.3.3條的規(guī)定確疋;0 bx,0 by均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù);寸箱形截面取0 bx=0 by=1.4 ;對(duì)工字形截面,取 0 by= 1.0 ,0 bx可按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)附錄一第(五)項(xiàng)規(guī)定計(jì)算(計(jì)算時(shí)取fy = 1.1f* );Mx My所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的最大彎矩;NEx NE 構(gòu)件分別對(duì)x軸和y軸的歐拉臨界力;3 wx的和;3 wy之和;GBJ17 88)第 5.2.2
34、 條GBJ17 88)第 5.2.2 條3 x構(gòu)件對(duì)x軸的初始撓度 3 ox與焊接殘余撓度3 y構(gòu)件對(duì)y軸的初始撓度 3 oy與焊接殘余撓度W1x W1y對(duì)強(qiáng)軸和弱軸的毛截面抵抗矩;3 mx 3 my 等效彎矩系數(shù),按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(一款的規(guī)定采用;3 tx , 3 ty等效彎矩系數(shù),按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(二款的規(guī)定采用。5.3.6加固構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算時(shí),鋼材換算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按下列規(guī)定采用:當(dāng) fo < fs < 1.15fo 時(shí),取 f* = fo ;當(dāng)1.15fo<fs 時(shí),按式(5.3.6 )計(jì)算確定:式中fo , fs 分別為構(gòu)件原來用鋼材和加固用鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;Ao,
35、 As分別為加固構(gòu)件原有截面和加固的截面面積;Io , Is 分別為加固構(gòu)件原有截面和加固截面對(duì)加固后截面形心主軸的慣性矩。5.3.7加固的格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件,當(dāng)無初彎曲且對(duì)稱加固截面時(shí),可按第5.3.1條規(guī)定計(jì)算其強(qiáng)度;按第5.3.3條規(guī)定計(jì)算其穩(wěn)定性,但對(duì)虛軸的長細(xì)比應(yīng)按 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)第5.1.3條計(jì)算取用換算長細(xì)比。當(dāng)構(gòu)件有初始彎曲損傷或非對(duì)稱加固截面引起的附加偏心(包括焊接殘余撓度3 W)時(shí),應(yīng)根據(jù)損傷和附加偏心的實(shí)際情況,考慮為加固的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件,分別按第5.3.8條、第5.3.9條、第5.3.10條或第5.3.11條計(jì)算其穩(wěn)定性。5.3.8僅有繞虛軸(X軸)
36、作用彎矩和初彎曲,附加偏心(3 x)的加固格構(gòu)式壓彎構(gòu) 件,其彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性按下式計(jì)算:Wlx= Ix/yo , Ix為加固后截面對(duì)x軸的毛截面慣性矩,yo為由x軸到壓力較大分肢的軸線距離或者到壓力較大分肢的腹板邊緣的距離,二者取較大者;0 x、NEx由換算長細(xì)比確定,其它符號(hào)同公式( 5.3.4 1)。彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性可不計(jì)算, 但應(yīng)計(jì)算分肢的穩(wěn)定性。 分肢的軸力可按桁架 的弦桿,并考慮構(gòu)件所受軸力、 彎矩和彎曲損傷, 附加偏心算得; 對(duì)于綴板式構(gòu)件的分肢尚 應(yīng)考慮由剪力引起的彎矩。5.3.9 彎矩繞實(shí)軸作用, 且無彎矩作用平面外的初始彎曲損傷、 附加偏心的格構(gòu)式壓彎
37、構(gòu)件,其彎矩作用平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性計(jì)算均與加固的實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的相同,但在計(jì)算彎矩作用平面外的穩(wěn)定性時(shí),長細(xì)比應(yīng)取換算長細(xì)比且©b取1.0。5.3.10彎矩作用在兩個(gè)主平面和有雙向初彎曲和附加偏心(3w、3 y)的加固的雙肢格構(gòu)式壓彎構(gòu)件,其穩(wěn)定性按以下規(guī)定計(jì)算:( 1 )按整體計(jì)算:© x、NEx按換算長細(xì)比并參照第 433條中關(guān)于軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)的規(guī)定確定,其它 符號(hào)同公式( 5.3.5 1)。( 2)按分肢計(jì)算:在N和My作用下,將分肢作為桁架弦桿計(jì)算其軸心力,My可按公式(5.3.10 2)和公式( 5.3.10 3),分配給兩肢(圖 5.3.10 ) , 然后
38、按第 5.3.4 條的規(guī)定計(jì)算分肢的穩(wěn)定 性。分肢 1 :分肢 2:式中11 , I2 分肢1,分肢2對(duì)y軸的慣性矩;y1, y2 My作用的主軸平面至分肢 1、分肢2軸線的距離。5.3.11 對(duì)實(shí)腹式軸心受壓、 壓彎構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件單肢的板件應(yīng)按 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范( GBJ17 88)第五章第四節(jié)有關(guān)規(guī)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定性。5.4 構(gòu)造與施工要求5.4.1 加大截面加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí), 應(yīng)保證加固件與被加固件能夠可靠地共同工作、 斷面 的不變形和板件的穩(wěn)定性,并且要可能施工。加固件的切斷位置應(yīng)盡可能減小應(yīng)力集中并保證未被加固處截面在設(shè)計(jì)荷載作用下處 于彈性工作階段。5.4.2 在負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí),
39、 其加固工藝應(yīng)保證被加固件的截面因焊接加熱, 附加 鉆、擴(kuò)孔洞等所引起的削弱影響盡可能的小, 為此必須制定詳細(xì)的加固施工工藝過程和要求 的技術(shù)條件,并據(jù)此按隱蔽工程進(jìn)行施工驗(yàn)收。5.4.3在負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固,當(dāng)丨b omax|> 0.3fy,且采用焊接加固件加大 截面法加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),可將加固件與被加固件沿全長互相壓緊;用長2030mm勺間斷(300500mm焊縫定位焊接后,再由加固件端向內(nèi)分區(qū)段(每段不大于70mm施焊所需要的連接焊縫,依次施焊區(qū)段焊縫應(yīng)間歇25min。對(duì)于截面有對(duì)稱的成對(duì)焊縫時(shí),應(yīng)平行施焊;有多條焊縫時(shí) , 應(yīng)交錯(cuò)順序施焊;對(duì)于兩面有加固件的截面,應(yīng)先施焊受拉
40、側(cè)的加固 件,然后施焊受壓側(cè)的加固件; 對(duì)一端為嵌固的受壓桿件,應(yīng)從嵌固端向另一端施焊, 若其 為受拉桿,則應(yīng)從另一端向嵌固端施焊。當(dāng)采用螺栓 (或鉚釘)連接加固加大截面時(shí), 加固與被加固板件相互壓緊后, 應(yīng)從加固 件端向中間逐次做孔和安裝擰緊螺栓 (或鉚釘) ,以便盡可能減少加固過程中截面的過大削 弱。5.4.4 加大截面法加固有兩個(gè)以上構(gòu)件的靜不定結(jié)構(gòu) (框架、 連續(xù)梁等) 時(shí),應(yīng)首先將 全部加固與被加固構(gòu)件壓緊和點(diǎn)焊定位, 然后從力最大構(gòu)件依次連續(xù)地進(jìn)行加固連接, 并考 慮第 5.4.2 條和第 5.4.3 條的規(guī)定。6 連接的加固與加固件的連接6.1 一般規(guī)定6.1.1 鋼結(jié)構(gòu)加固連接
41、方法,即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接方法的選擇, 應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、 受力狀態(tài)、 構(gòu)造及施工條件,并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方 法確定。6.1.2 在同一受力部位連接的加固中, 不宜采用剛度相差較大的, 如焊縫與鉚釘或普通 螺栓共同受力的混合連接方法, 但僅考慮其中剛度較大的連接 (如焊縫) 承受全部作用力時(shí) 除外。如有根據(jù)可采用焊縫和摩擦型高強(qiáng)螺栓共同受力的混合連接。6.1.3 加固連接所用材料應(yīng)與結(jié)構(gòu)鋼材和原有連接材料的性質(zhì)匹配 , 其技術(shù)指標(biāo)和強(qiáng)度 設(shè)計(jì)值應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)中第 2.0.5 條、第 3.2.1 條和第 3.2.2 條的規(guī)定。6.1.4
42、 負(fù)荷下連接的加固, 尤其是采用端焊縫或螺栓的加固而需要折除原有連接, 和擴(kuò) 大、增加釘孔時(shí),必須采取合理的施工工藝和安全措施,并作核算以保證結(jié)構(gòu)(包括連接) 在加固負(fù)荷下具有足夠的承載力。.2 焊縫連接的加固6.2.1 焊縫連接的加固, 可依次采用增加焊縫長度、 有效厚度或兩者同時(shí)增加的辦法實(shí) 現(xiàn)。6.2.2 新增加固角焊縫的長度和焊腳尺寸或熔焊層的厚度, 應(yīng)由連接處結(jié)構(gòu)加固前后設(shè) 計(jì)受力改變的差值, 并考慮原有連接實(shí)際可能的承載力計(jì)算確定。 計(jì)算時(shí)應(yīng)對(duì)焊縫的受力重 新進(jìn)行分析并考慮加固前后的焊縫的共同工作、 受力狀態(tài)的改變以及 6.2.5 條和 6.2.6 條的 規(guī)定。6.2.3 負(fù)荷下用
43、焊縫加固結(jié)構(gòu)時(shí), 應(yīng)盡量避免采用長度垂直于受力方向的橫向焊縫, 否 則應(yīng)采取專門的技術(shù)措施和施焊工藝,以確保結(jié)構(gòu)施工時(shí)的安全。6.2.4 負(fù)荷下用增加非橫向焊縫長度的辦法加固焊縫連接時(shí), 原有焊縫中的應(yīng)力不得超 過該焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,加固處及其鄰區(qū)段結(jié)構(gòu)的最大初始名義應(yīng)力d omax不得超過5.1.4條的規(guī)定。焊縫施焊時(shí)采用的焊條直徑不大于4mm焊接電流不超過220A;每焊道的焊腳尺寸不大于4mm前一焊道溫度冷卻至100C以下后,方可施焊下一焊道; 對(duì)于長度小于200mm的焊縫增加長度時(shí),首焊道應(yīng)從原焊縫端點(diǎn)以外至少20mm處開始補(bǔ)焊,加固前后焊縫可考慮共同受力,按 6.2.6 條規(guī)定進(jìn)行強(qiáng)度
44、計(jì)算。6.2.5 負(fù)荷下用堆焊增加角焊縫有效厚度的辦法加固焊縫連接時(shí), 應(yīng)按下式計(jì)算和限制 焊縫應(yīng)力:式中d f ,t f 分別為角焊縫有效面積(heLw)計(jì)算的垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力和沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力;n焊縫強(qiáng)度影響系數(shù),可按表6.2.5采用。焊縫強(qiáng)度影響系數(shù) nf表6.2.5加固焊縫總長度(mm > 600 300 200 100 50< 30n f 1.0 0.9 0.8 0.65 0.25 06.2.6 加固后直角角焊縫的強(qiáng)度按下列公式計(jì)算,并可考慮新增和原有焊縫的共同受力作 用:6.2.6.1 在通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下:當(dāng)力垂直于焊縫長度方向時(shí)當(dāng)力平
45、行于焊縫長度方向時(shí)6.262 在各種力綜合作用下,cf和Tf共同作用處:在公式( 6.2.6 1)至公式( 6.2.6 3)中:d f按角焊縫有效截面(heLw)計(jì)算,垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力;T f 按角焊縫有效截面計(jì)算,沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力;he角焊縫的有效厚度,對(duì)于直角角焊縫等于0.7hf,hf為較小焊腳尺寸;Lw角焊縫的計(jì)算長度,對(duì)每條焊縫其實(shí)際長度減去10mmfwf 角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值, 根據(jù)加固結(jié)構(gòu)原有和加固用鋼材強(qiáng)度較低的鋼材, 按鋼 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17- 88)表3.2.1 4確定。6.2.7 當(dāng)僅用增加焊縫長度,有效厚度或兩者共同的辦法不能滿足連接加固的要求時(shí), 可采
46、用附加連接板 (圖 6.2.7 的辦法,附加連接板可以用角焊縫與基本構(gòu)件相連 (圖 6.27a); 也可用附加節(jié)點(diǎn)板與原節(jié)點(diǎn)板對(duì)接(圖6.2.7b、c),不論采用何種方法,都需進(jìn)行連接的受力分析并保證連接(包括焊縫及附加板件、節(jié)點(diǎn)板等)能夠承受各種可能的作用力。6.3 螺栓和鉚釘連接的加固6.3.1 螺栓或鉚釘需要更換或新增加固其連接時(shí), 應(yīng)首先考慮采用適宜直徑的高強(qiáng)度螺栓連接。當(dāng)負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固,需要拆除結(jié)構(gòu)原有受力螺栓、鉚釘或增加、擴(kuò)大釘孔時(shí),除應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)原有和加固連接件的承載能力外, 還必須校核板件的凈截面面積的強(qiáng)度。6.3.2 當(dāng)用摩擦型高強(qiáng)度螺栓部分地更換結(jié)構(gòu)連接的鉚釘, 從而
47、組成高強(qiáng)度螺栓和鉚釘?shù)幕旌线B接時(shí), 應(yīng)考慮原有鉚釘連接的受力狀況,為保證連接受力的勻稱, 宜將缺損鉚釘和與其相對(duì)應(yīng)布置的非缺損鉚釘一并更換。6.3.3當(dāng)用高強(qiáng)度螺栓更換有缺損的鉚釘或螺栓時(shí),可選用直徑比原釘孔小13mm的高強(qiáng)度螺栓,但其承載力必須滿足加固設(shè)計(jì)計(jì)算的要求。6.3.4 用摩擦型高強(qiáng)度螺栓加固鉚釘連接的混合, 可考慮兩種連接的共同受力工作, 但高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值可按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17 88)第7.21條至第7.2.5條的有關(guān)規(guī)定計(jì)算確定。6.3.5 用焊縫連接加固螺栓或鉚釘連接時(shí),應(yīng)按焊縫承受全部作用力設(shè)計(jì)計(jì)算其連接, 不考慮焊縫與原有連接件的共同工作,且不宜拆除原有連
48、接件。6.4 加固件的連接6.4.1 為加固結(jié)構(gòu)而增設(shè)的板件 (加固件),除須有足夠的設(shè)計(jì)承載能力和剛度外, 還 必須與被加固結(jié)構(gòu)有可靠的連接以保證二者良好的共同工作。6.4.2 加固件與被加固結(jié)構(gòu)間的連接,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)受力要求經(jīng)計(jì)算并考慮構(gòu)造和施工條件確定。對(duì)于軸心受力構(gòu)件,可根據(jù)公式 6.4.2 )計(jì)算;對(duì)于受彎構(gòu)件,應(yīng)根據(jù)可能的最 大設(shè)計(jì)剪力計(jì)算;對(duì)于壓彎構(gòu)件,可根據(jù)以上二者中的較大值計(jì)算。對(duì)于僅用增設(shè)中間支承構(gòu)件(點(diǎn))來減少受壓構(gòu)件自由長度加固時(shí),支承桿件(點(diǎn))與 加固構(gòu)件間連接受力,可按公式 6.4.2 計(jì)算,其中 A 取原構(gòu)件的截面面積:式中At構(gòu)件加固后的總截面面積;f構(gòu)件鋼材強(qiáng)度
49、設(shè)計(jì)值,當(dāng)加固件與被加固構(gòu)件鋼材強(qiáng)度不同時(shí),取較高鋼材 強(qiáng)度的值;fy 鋼材的屈服強(qiáng)度, 當(dāng)加固件與被加固件鋼材強(qiáng)度不同時(shí), 取較高鋼材強(qiáng)度的 值。6.4.3 加固件的焊縫、螺栓、鉚釘?shù)冗B接的計(jì)算可按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ1788)第 7.1.1 條至第 7.1.4 條和第 7.2.1 條至第 7.2.3 條的規(guī)定進(jìn)行, 但計(jì)算時(shí), 對(duì)角焊縫強(qiáng)度 設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以 0.85 ,其它強(qiáng)度設(shè)計(jì)值或承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以 0.95 的折減系數(shù)。6.5 構(gòu)造與施工要求6.5.1 焊縫連接加固時(shí), 新增焊縫應(yīng)盡可能地布置在應(yīng)力集中最小、 遠(yuǎn)離原構(gòu)件的變截 面以及缺口、加勁肋的截面處; 應(yīng)該力求使焊縫對(duì)稱于作用力
50、,并避免使之交叉; 新增的對(duì) 接焊縫與原構(gòu)件加勁肋、角焊縫、變截面等之間的距離不宜小于100mm各焊縫之間的距離不應(yīng)小于被加固板件厚度的 4.5 倍。6.5.2 對(duì)用雙角鋼與節(jié)點(diǎn)板角焊縫連接加固焊接時(shí)(如圖 6.5.2 ),應(yīng)先從一角鋼一端 的肢尖端頭 1開始施焊,繼而施焊同一角鋼另一端 2的肢尖焊縫, 再按上述順序和方法施焊 角鋼的肢背焊縫 3、 4 以及另一角鋼的焊縫 5、 6、 7、 8。6.5.3 用蓋板加固受有動(dòng)力荷載作用的構(gòu)件時(shí), 蓋板端應(yīng)采用平緩過渡的構(gòu)造措施, 盡 可能地減少應(yīng)力集中和焊接殘余應(yīng)力。6.5.4 摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的板件連接接觸面處理應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)
51、范及鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 的規(guī)定進(jìn)行, 當(dāng)不能滿足要求時(shí), 應(yīng)征得設(shè)計(jì)人同意, 進(jìn)行摩擦面的抗滑移系數(shù)試驗(yàn),以便確定是否需要修改加固連接的設(shè)計(jì)計(jì)算。6.5.5 結(jié)構(gòu)的焊接加固, 必須由有效高焊接技術(shù)級(jí)別的焊工施焊; 施焊鎮(zhèn)靜鋼板的厚度 不大于30mm寸,環(huán)境空氣溫度不應(yīng)低于15C,當(dāng)厚度超過 30mm寸,溫度不應(yīng)低于 0C, 當(dāng)施焊沸騰鋼板時(shí),應(yīng)高于 5 C。7 裂紋的修復(fù)與加固7.1 一般規(guī)定7.1.1 結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、 構(gòu)造、 制造、 施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴(kuò)展性或脆斷傾向性裂紋損傷寸, 應(yīng)設(shè)法修復(fù)。 在修復(fù)前, 必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán) 重性,有針對(duì)性地采取改
52、善結(jié)構(gòu)實(shí)際工作或進(jìn)行加固的措施,對(duì)不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件, 應(yīng)予拆除更換。在對(duì)裂紋構(gòu)件修復(fù)加固設(shè)計(jì)寸,應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ1 7 88)第6.2.1 條至 6.2.3 條規(guī)定進(jìn)行疲勞驗(yàn)算,必要寸應(yīng)專門研究,進(jìn)行抗脆斷計(jì)算。7.1.2 為提高結(jié)構(gòu)的抗脆性斷裂和疲勞破壞的性能, 在結(jié)構(gòu)加固的構(gòu)造設(shè)計(jì)和制造工藝 方面應(yīng)遵循下列原則: 降低應(yīng)力集中程度, 避免和減少各類加工缺陷, 選擇不產(chǎn)生較大殘余 拉應(yīng)力的制作工藝和構(gòu)造形式,以及采用厚度盡可能小的軋制板件等。7.1.3在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí),作為臨時(shí)應(yīng)急措施之一,可于板件裂紋端外(0.51.0)t(t 為板件厚)處鉆孔(圖 7.1.3 ),以
53、防止其進(jìn)一步急劇擴(kuò)展,并及寸根據(jù)裂紋性質(zhì) 及擴(kuò)展傾向再采取恰當(dāng)措施修復(fù)加固。7.2 修復(fù)裂紋的方法7.2.1 修復(fù)裂紋時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用焊接方法,一般按下述順序進(jìn)行:721.1清洗裂紋兩邊80mm以上范圍內(nèi)板面油污至露出潔凈的金屬面;7.2.1.2 用碳弧氣刨、 風(fēng)鏟或砂輪將裂紋邊緣加工出坡口, 直達(dá)紋端的鉆孔, 坡口的形 式應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行 氣焊、 手工電弧焊及氣體保護(hù)等焊縫坡口的基本型式與尺 寸的要求選用;7.2.1.3 將裂紋兩側(cè)及端部金屬預(yù)熱至100C150C,并在焊接過程中保持此溫度;7.2.1.4 用與鋼材相匹配的低氫型焊條或超低氫型焊條施焊;7.2.1.5 盡可能用小直徑焊條
54、以分段分層逆向焊施焊,焊接順序參見圖7.2.1 ,每一焊道焊完后宜即進(jìn)行錘擊;7.2.1.6 按設(shè)計(jì)要求檢查焊縫質(zhì)量;7.2.1.7 對(duì)承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件, 堵焊后其表面應(yīng)磨光, 使之與原構(gòu)件表面齊平, 磨削 痕跡線應(yīng)大體與裂紋切線方向垂直;7.2.1.8 對(duì)重要結(jié)構(gòu)或厚板構(gòu)件,堵焊后應(yīng)立即進(jìn)行退火處理。7.2.2 對(duì)網(wǎng)狀、 分叉裂紋區(qū)和有破裂、過燒或燒穿等缺陷的梁、柱腹板部位, 宜采用嵌 板修補(bǔ),修補(bǔ)順序?yàn)椋?.2.2.1 檢查確定缺陷的范圍;7.2.2.2. 將缺陷部位切除,宜切帶圓角的矩形孔,切除部分的尺寸均應(yīng)比缺陷范圍的尺寸大 100mm(圖 7.2.2a );7.2.2.3 用等厚度同材質(zhì)的嵌板嵌入切除部位, 嵌入板的長寬邊緣與
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