鋼結構加固設計規(guī)范解讀與工程應用要點

一、規(guī)范核心原則與適用范圍
鋼結構加固設計需遵循安全、適用、經(jīng)濟、合理的原則,依據(jù)《鋼結構加固設計標準GB 51367-2019》執(zhí)行,適用于工業(yè)與民用建筑鋼結構加固。設計前需通過可靠性鑒定明確加固需求,確保加固后結構滿足承載力、剛度及穩(wěn)定性要求,同時兼顧耐久性與防火防腐性能。
二、主要加固方法與技術要點
- 改變結構體系加固法
- 適用場景:適用于整體承載力不足或受力性能差的結構。
- 技術要點:通過增設支撐、輔助桿件或預應力拉桿,調(diào)整傳力路徑或改變結構計算簡圖。需注意新增構件與原結構的可靠連接,避免局部加固導致整體失穩(wěn)。
- 增大截面加固法
- 適用場景:受彎、軸心受力或拉彎/壓彎構件承載力不足時。
- 技術要點:通過焊接、螺栓連接或粘貼鋼板增大截面面積。需校核原構件受力狀態(tài),避免施工期間削弱承載力。負荷狀態(tài)下焊接時,需控制原構件名義應力(焊接結構≤0.55fy,非焊接結構≤0.7fy)。
- 粘貼鋼板加固法
- 適用場景:受彎、受拉、受剪實腹式構件及受壓構件。
- 技術要點:采用高強度結構膠粘貼鋼板,提高承載力。需注意鋼板厚度限制(手工涂膠≤5mm,壓力注膠≤10mm),端部削坡角(≤45°)以減少應力集中,長期使用環(huán)境溫度≤60℃。
- 預應力加固法
- 適用場景:需主動提高構件承載力或改善受力性能時。
- 技術要點:通過預應力鋼絞線施加反向彎矩,增強構件剛度。需考慮預應力損失及長期耐久性,適用于大跨度或重載結構。
三、工程應用關鍵要求
- 結構評估與荷載取值
- 依據(jù)《既有建筑鑒定與加固通用規(guī)范GB55021-2021》進行可靠性鑒定,明確加固范圍。荷載取值需結合現(xiàn)場實測與規(guī)范要求,對未明確荷載按抽樣實測值×1.2系數(shù)確定。
- 材料與連接技術
- 加固材料需滿足高強度、耐久性要求(如鋼材屈服強度≥fy,膠粘劑抗老化性能達標)。連接方式優(yōu)先采用焊縫或摩擦型高強度螺栓,混合連接需保證共同受力。
- 施工與監(jiān)測
- 施工前卸除或部分卸除活荷載,避免對原結構造成二次損傷。焊接時控制熱輸入,減少殘余應力;螺栓連接需校核板件凈截面強度。對復雜加固工程,需進行模型試驗或實時監(jiān)測。
- 防腐與防火
- 加固后結構需滿足防火規(guī)范(如《建筑設計防火規(guī)范GB50016》)及防腐蝕要求(如《工業(yè)建筑防腐蝕設計標準GB/T 50046》),采用耐候性涂裝或防火涂料。
四、常見問題與解決方案
- 問題1:原結構存在未預計損傷。
解決:加固前檢測,發(fā)現(xiàn)損傷立即停工并會同設計方處理。
- 問題2:負荷下加固導致應力滯后。
解決:驗算時考慮原結構應力超前與加固部分應變滯后,必要時采用卸荷加固。
- 問題3:節(jié)點連接可靠性不足。
解決:優(yōu)先采用焊縫與摩擦型高強螺栓混合連接,施工時先緊固螺栓后焊接,24小時后補擰。
五、總結
鋼結構加固需綜合評估結構現(xiàn)狀、荷載條件及經(jīng)濟性,選擇合理加固方法并嚴格執(zhí)行規(guī)范要求。通過精細化設計、施工控制及后期監(jiān)測,可顯著提升結構安全性與耐久性,延長使用壽命。