《鋼結(jié)構(gòu)的加固》PPT課件.ppt

1、中南大學(xué)防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所 李耀莊 副教授 2005年9月 Tel:2656625,E-mail:,結(jié)構(gòu)損傷鑒定與修復(fù),第六章 鋼結(jié)構(gòu)的加固,主要內(nèi)容 第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的加固方法 第二節(jié) 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固 第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法 第四節(jié) 加固中的連接（略） 第五節(jié) 裂縫的修復(fù)和加固（略）,第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的加固方法,第二節(jié) 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固,一、增加支撐或輔助構(gòu)件 1 增加屋蓋支撐以結(jié)構(gòu)空間剛度使排架柱可以按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算，挖掘結(jié)構(gòu)的潛力。,第二節(jié) 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固,2 增設(shè)支撐以調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率，改善結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。,第二節(jié) 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固,3 增設(shè)支撐

2、以減小構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，提高穩(wěn)定性。,第二節(jié) 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固,4 在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊拉索，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。,第二節(jié) 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固,二、改變構(gòu)件的彎矩圖形 1 改變荷載的分布，將集中荷載改為多個(gè)集中荷載； 2 改變端部支撐情況，如該鉸接和鋼接； 3 增加中間支座，將簡(jiǎn)支改為連續(xù)； 4 調(diào)整結(jié)構(gòu)支座位置，改變結(jié)構(gòu)跨度； 5 將構(gòu)件改為支撐式結(jié)構(gòu)； 6 施加預(yù)應(yīng)力,施加預(yù)應(yīng)力加固,簡(jiǎn)支梁設(shè)置撐桿,屋架下設(shè)置撐桿,第二節(jié) 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固,三、改變桁架桿件的內(nèi)力 1 增加撐桿，變桁架為撐桿式構(gòu)架；,第二節(jié) 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固,三、改變桁架桿件的內(nèi)力 2 加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉

3、桿；,第二節(jié) 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固,四、改善受力狀況 1 加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)和增加支撐，使鋼屋架和天窗架共同工作； 2 排架和框架中，為減小加固工作量和加固施工影響，集中加強(qiáng)某一柱列剛度，其他柱列可不加固或小加固。,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,一、改變構(gòu)件截面加固形式,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,二、加大截面法考慮的因素 1 保證加固構(gòu)件有合理的傳力路徑，及與原構(gòu)件能共同工作； 2 加固構(gòu)件布置應(yīng)適應(yīng)原構(gòu)件幾何形狀或已發(fā)生變形，以利施工； 3 盡量減少加固施工工作量（盡量采用焊接）； 4 采用焊接時(shí)，應(yīng)盡量減少焊接工作量，注意焊接順序，降

4、低焊接變形和應(yīng)力，竭力避免仰焊。在負(fù)載狀態(tài)焊接應(yīng)采用較小焊接尺寸，并應(yīng)首先加固對(duì)原有構(gòu)件影響較小、構(gòu)件最薄弱的部位等； 5 輕鋼結(jié)構(gòu)中的小角鋼和圓鋼桿件不宜在負(fù)載狀態(tài)下進(jìn)行焊接，必要時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)措施，圓鋼嚴(yán)禁在負(fù)載下焊接； 6 加大截面尺寸不能過(guò)多削弱原構(gòu)件的承載力，盡量采用小螺栓和高強(qiáng)度螺栓，焊接時(shí)應(yīng)盡量避免采用與原構(gòu)件應(yīng)力方向垂直的焊縫。否則應(yīng)采取專(zhuān)門(mén)措施。,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,三、加大截面法計(jì)算的一般規(guī)定 1 完全卸載時(shí)，構(gòu)件強(qiáng)度與穩(wěn)定性計(jì)算與新結(jié)構(gòu)相同； 2 負(fù)載狀態(tài)下，原構(gòu)件承載力應(yīng)至少有20的富余。加固后構(gòu)件承載力計(jì)算應(yīng)根據(jù)荷載形態(tài)分別進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于靜力荷載或間接動(dòng)力荷載

5、構(gòu)件，按加固后整個(gè)截面進(jìn)行承載力計(jì)算。但為安全計(jì)，應(yīng)根據(jù)原構(gòu)件受力狀態(tài)引入鋼材強(qiáng)度折減系數(shù)，軸心受力實(shí)腹構(gòu)件取0.8，偏心構(gòu)件、受彎構(gòu)件及格構(gòu)式構(gòu)件取0.9，綜合考慮了施工條件惡劣、應(yīng)力滯后、焊接殘余變形和殘余應(yīng)力影響等。鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取新舊鋼材較小者。對(duì)于動(dòng)力荷載，應(yīng)以彈性階段按原構(gòu)件截面邊緣屈服準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。加固前原構(gòu)件的應(yīng)力和加固后增加應(yīng)力之和不應(yīng)大于鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,3 負(fù)載狀態(tài)下，采用焊接方法加大構(gòu)件截面，應(yīng)首先根據(jù)原構(gòu)件的受力、變形和偏心，校核在加固施工階段的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，原構(gòu)件的值（截面應(yīng)力與鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值）滿足下列要求時(shí)，方可在負(fù)載狀態(tài)下加固

6、：對(duì)于靜力荷載或間接動(dòng)力荷載構(gòu)件0.8；對(duì)于動(dòng)力荷載0.8 4 構(gòu)件加固后，應(yīng)注意截面型心軸的偏移。計(jì)算應(yīng)將便宜的影響包括在加固后增加的荷載效應(yīng)中。當(dāng)型心偏移較?。?截面高度）一般情況下可忽略其影響。,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,四、 軸心受力構(gòu)件的加固計(jì)算 軸心受力構(gòu)件一般是對(duì)稱(chēng)的，如果構(gòu)件損傷不嚴(yán)重，可采用對(duì)稱(chēng)形式加固；如果損傷非對(duì)稱(chēng)宜采用不改變截面形心位置的加固方式，以減小附加受力的影響。當(dāng)采用非對(duì)稱(chēng)或改變截面形心位置的加固截面時(shí)，應(yīng)按偏心受力構(gòu)件計(jì)算。 1 軸拉構(gòu)件計(jì)算,加固折減系數(shù),第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,（2）承受動(dòng)力荷載構(gòu)件,摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算,（1）承受靜力

7、荷載構(gòu)件,摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,（2）承受動(dòng)力荷載,（1）承受靜力荷載,2 軸心受壓構(gòu)件,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,五、 受彎構(gòu)件的加固計(jì)算 1 在主平面內(nèi)受彎的實(shí)腹式加固構(gòu)件的強(qiáng)度 （1）抗彎強(qiáng)度,承受動(dòng)力荷載,承受靜力荷載,分別為加固后整個(gè)截面形心軸沿x軸和y軸方向距原有構(gòu)件最遠(yuǎn)邊緣的距離。,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,1 在主平面內(nèi)受彎的實(shí)腹式加固構(gòu)件的強(qiáng)度 （2）抗剪強(qiáng)度,承受動(dòng)力荷載,承受靜力荷載,（3）局部承壓強(qiáng)度（集中荷載作用處未設(shè)加勁肋、支座處）,（4）折算應(yīng)力（組合梁腹板計(jì)算高度上邊緣）,折算應(yīng)力強(qiáng)度增大系數(shù)， 與c同號(hào)時(shí)取1.1

8、，異號(hào)取1.2。,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,2 在主平面內(nèi)受彎的實(shí)腹式加固構(gòu)件的穩(wěn)定性,承受動(dòng)力荷載,承受靜力荷載,3 加固后構(gòu)件的撓度計(jì)算,（1）卸載加固則同新構(gòu)件一樣計(jì)算。,（2）不卸載加固，則,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,六、 拉彎或壓彎構(gòu)件的加固計(jì)算 1 拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度,承受動(dòng)力荷載,承受靜力荷載,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,2 彎矩作用在對(duì)稱(chēng)軸平面內(nèi)（繞x軸）的實(shí)腹式壓彎加固構(gòu)件穩(wěn)定性,（1）彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性 承受靜力荷載,歐拉臨界力,加固后整個(gè)構(gòu)件對(duì)x軸的長(zhǎng)細(xì)比,加固后整個(gè)構(gòu)件截面在彎矩作用平面內(nèi)較大受壓纖維毛截面抵抗矩,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,第三節(jié) 加大構(gòu)件截面的加固法,承受動(dòng)力荷載,對(duì)于加固后的單軸對(duì)稱(chēng)截面，當(dāng)較大翼緣受壓時(shí)，除