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鋼結(jié)構(gòu)的加固應該如何設計？

發(fā)布時間：2022-03-18瀏覽次數(shù)：133

一、加固設計原則

1. 鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠性鑒定確認需要加固時，應根據(jù)鑒定結(jié)論并結(jié)合產(chǎn)權人提出的要求，按標準規(guī)定進行加固設計。加固設計的范圍，可按整幢建筑物或其中某獨立區(qū)段確定，也可按指定的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或連接確定，但均應考慮該結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性。

2. 加固后鋼結(jié)構(gòu)的安全等級，應根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴重性、結(jié)構(gòu)的重要性和加固設計使用年限，由產(chǎn)權人與設計方按實際情況共同商定。

3. 鋼結(jié)構(gòu)的加固設計，應與實際施工方法緊密結(jié)合，采取有效措施，保證新增構(gòu)件及部件與原結(jié)構(gòu)連接可靠，新增截面與原截面結(jié)合牢固，形成整體共同工作；并不應對未加固部分，以及相關的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和地基基礎造成不利的影響。

4. 對高溫、高濕、低溫、凍融、化學腐蝕、振動、溫度應力、收縮應力、地基不均勻沉降等影響因素引起的原結(jié)構(gòu)損壞，應在加固設計中提出有效的防治對策，并應按設計規(guī)定的順序進行治理和加固。

5. 鋼結(jié)構(gòu)的加固設計，應綜合考慮其技術經(jīng)濟效果，不應加固適修性很差的結(jié)構(gòu)，且不應導致不必要的拆除或更換。

6. 對加固過程中可能出現(xiàn)傾斜、失穩(wěn)、過大變形或坍塌的鋼結(jié)構(gòu)，應在加固設計文件中提出有效的臨時性安全措施。

7. 鋼結(jié)構(gòu)的加固設計使用年限，應按下列原則確定：

（1）結(jié)構(gòu)加固后的使用年限，應由產(chǎn)權人和設計單位共同商定；

（2）當結(jié)構(gòu)的加固材料中使用結(jié)構(gòu)膠粘劑或其他聚合物成分時，其結(jié)構(gòu)加固后的使用年限宜按30年考慮；當產(chǎn)權人要求結(jié)構(gòu)加固后的使用年限為50年時，其所使用的膠和聚合物的粘結(jié)性能，應通過耐長期應力作用能力的檢驗；

（3）使用年限到期后，當重新進行的可靠性鑒定認為該結(jié)構(gòu)工作正常，仍可繼續(xù)延長其使用年限；

（4）對使用膠粘方法或摻有聚合物材料加固的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件，尚應定期檢查其工作狀態(tài)；檢查的時間間隔可由設計單位確定，但第一次檢查時間不應遲于10年；

（5）當為局部加固時，應考慮原建筑物剩余設計使用年限對結(jié)構(gòu)加固后設計使用年限的影響；

（6）在鋼結(jié)構(gòu)加固設計文件中，應注明該結(jié)構(gòu)加固后的設計使用年限。

8. 設計應明確結(jié)構(gòu)加固后的用途和使用環(huán)境，在加固設計使用年限內(nèi)，未經(jīng)技術鑒定或設計許可，不得改變加固后結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。

二、設計計算原則

1. 鋼結(jié)構(gòu)加固設計可采用線彈性分析方法計算結(jié)構(gòu)的作用效應，并應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》GB 50017的有關規(guī)定。

2. 加固鋼結(jié)構(gòu)時，應按下列規(guī)定進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設計、驗算。

（1）結(jié)構(gòu)上的作用，應經(jīng)調(diào)查或檢測核實，并確定其標準值或代表值，當此項工作已在可靠性鑒定中完成時，宜加以引用。

（2）被加固結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的作用效應，應按下列規(guī)定確定：

1)結(jié)構(gòu)的計算圖形，應符合其實際受力和構(gòu)造狀況；

2)作用效應組合和組合值系數(shù)以及作用的分項系數(shù)，應按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009確定，并應考慮由于實際荷載偏心、結(jié)構(gòu)變形、溫度作用造成的附加內(nèi)力。

（3）結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的尺寸，對原有部分應根據(jù)鑒定報告采用原設計值或?qū)崪y值；對新增部分，可采用加固設計文件給出的設計值。

（4）原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件材料的抗拉強度、抗壓強度和抗剪強度設計值應按下列規(guī)定取值：

1)當結(jié)構(gòu)可靠性鑒定認為原設計文件有效，且未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接的性能有明顯退化時，可采用原設計值；

2)當結(jié)構(gòu)可靠性鑒定認為應重新進行現(xiàn)場檢測時，應采用檢測結(jié)果推定的屈服強度或條件屈服點進行確定。

（5）采用鋼材為加固材料時，其性能和質(zhì)量，應符合標準的有關規(guī)定；當采用其他材料為加固材料時，其性能和質(zhì)量的要求尚應按現(xiàn)行國家標準《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術規(guī)范》GB 50728的規(guī)定執(zhí)行；加固材料性能的設計值應按標準規(guī)定采用。

（6）驗算結(jié)構(gòu)、構(gòu)件承載力時，應考慮原結(jié)構(gòu)在加固時的實際受力狀態(tài)，包括加固部分應變滯后的特點及加固部分與原結(jié)構(gòu)的共同工作程度。

（7）加固后改變傳力路線或使結(jié)構(gòu)質(zhì)量增大時，應對相關結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及建筑物地基基礎進行驗算。

（8）對超靜定結(jié)構(gòu)尚應考慮因構(gòu)件截面改變、構(gòu)件剛度改變致使體系內(nèi)力重分布的影響，并應采用合理的計算分析方法。

3. 抗震設防區(qū)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的加固，除應滿足承載力要求外，尚應復核其抗震能力；不應存在因局部加強或剛度突變而形成的新薄弱部位。

4. 用于結(jié)構(gòu)的抗震加固的各種加固方法，具體采用時，尚應在設計、計算和構(gòu)造上執(zhí)行現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011的有關規(guī)定。

5. 為防止結(jié)構(gòu)加固部分意外失效而導致的坍塌，在使用膠粘劑或摻有聚合物的加固方法時，其加固設計除應按本標準的規(guī)定進行外，尚應對原結(jié)構(gòu)進行驗算。驗算時，應要求原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件能承擔n倍恒載標準值的作用。當可變荷載標準值與永久荷載標準值之比值不大于1時，n應取1.2；當該比值等于或大于2時，n應取1.5；其間應按線性內(nèi)插法確定。

三、加固方法及配合使用技術

1. 鋼結(jié)構(gòu)的加固可分為直接加固與間接加固兩類，設計時，可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的加固方法及配合使用的技術。

2. 直接加固宜根據(jù)工程的實際情況選用增大截面加固法、粘貼鋼板加固法和組合加固法。

3. 間接加固宜根據(jù)工程的實際情況采用改變結(jié)構(gòu)體系加固法、預應力加固法。

4. 鋼結(jié)構(gòu)加固的連接方法宜采用焊縫連接、摩擦型高強螺栓連接；亦可采用焊縫與摩擦型高強螺栓的混合連接等。

5. 與結(jié)構(gòu)加固方法配合使用的技術應采用符合本標準規(guī)定的連接技術和修復、修補技術。