鋼結(jié)構(gòu)的加固應(yīng)該如何設(shè)計(jì)？

發(fā)布時(shí)間：2022-03-18瀏覽次數(shù)：85

一、加固設(shè)計(jì)原則

1. 鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠性鑒定確認(rèn)需要加固時(shí)，應(yīng)根據(jù)鑒定結(jié)論并結(jié)合產(chǎn)權(quán)人提出的要求，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。加固設(shè)計(jì)的范圍，可按整幢建筑物或其中某獨(dú)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(yīng)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(jí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重性、結(jié)構(gòu)的重要性和加固設(shè)計(jì)使用年限，由產(chǎn)權(quán)人與設(shè)計(jì)方按實(shí)際情況共同商定。

3. 鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)，應(yīng)與實(shí)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(yīng)對(duì)未加固部分，以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和地基基礎(chǔ)造成不利的影響。

4. 對(duì)高溫、高濕、低溫、凍融、化學(xué)腐蝕、振動(dòng)、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、地基不均勻沉降等影響因素引起的原結(jié)構(gòu)損壞，應(yīng)在加固設(shè)計(jì)中提出有效的防治對(duì)策，并應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的順序進(jìn)行治理和加固。

5. 鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，不應(yīng)加固適修性很差的結(jié)構(gòu)，且不應(yīng)導(dǎo)致不必要的拆除或更換。

6. 對(duì)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(yīng)在加固設(shè)計(jì)文件中提出有效的臨時(shí)性安全措施。

7. 鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)使用年限，應(yīng)按下列原則確定：

（1）結(jié)構(gòu)加固后的使用年限，應(yīng)由產(chǎn)權(quán)人和設(shè)計(jì)單位共同商定；

（2）當(dāng)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(shí)，其結(jié)構(gòu)加固后的使用年限宜按30年考慮；當(dāng)產(chǎn)權(quán)人要求結(jié)構(gòu)加固后的使用年限為50年時(shí)，其所使用的膠和聚合物的粘結(jié)性能，應(yīng)通過耐長(zhǎng)期應(yīng)力作用能力的檢驗(yàn)；

（3）使用年限到期后，當(dāng)重新進(jìn)行的可靠性鑒定認(rèn)為該結(jié)構(gòu)工作正常，仍可繼續(xù)延長(zhǎng)其使用年限；

（4）對(duì)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(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)；檢查的時(shí)間間隔可由設(shè)計(jì)單位確定，但第一次檢查時(shí)間不應(yīng)遲于10年；

（5）當(dāng)為局部加固時(shí)，應(yīng)考慮原建筑物剩余設(shè)計(jì)使用年限對(duì)結(jié)構(gòu)加固后設(shè)計(jì)使用年限的影響；

（6）在鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)文件中，應(yīng)注明該結(jié)構(gòu)加固后的設(shè)計(jì)使用年限。

8. 設(shè)計(jì)應(yīng)明確結(jié)構(gòu)加固后的用途和使用環(huán)境，在加固設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可，不得改變加固后結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。

二、設(shè)計(jì)計(jì)算原則

1. 鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)可采用線彈性分析方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50017的有關(guān)規(guī)定。

2. 加固鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)算。

（1）結(jié)構(gòu)上的作用，應(yīng)經(jīng)調(diào)查或檢測(cè)核實(shí)，并確定其標(biāo)準(zhǔn)值或代表值，當(dāng)此項(xiàng)工作已在可靠性鑒定中完成時(shí)，宜加以引用。

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

1)結(jié)構(gòu)的計(jì)算圖形，應(yīng)符合其實(shí)際受力和構(gòu)造狀況；

2)作用效應(yīng)組合和組合值系數(shù)以及作用的分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009確定，并應(yīng)考慮由于實(shí)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(duì)原有部分應(yīng)根據(jù)鑒定報(bào)告采用原設(shè)計(jì)值或?qū)崪y(cè)值；對(duì)新增部分，可采用加固設(shè)計(jì)文件給出的設(shè)計(jì)值。

（4）原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件材料的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列規(guī)定取值：

1)當(dāng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定認(rèn)為原設(shè)計(jì)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(shí)，可采用原設(shè)計(jì)值；

2)當(dāng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定認(rèn)為應(yīng)重新進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)采用檢測(cè)結(jié)果推定的屈服強(qiáng)度或條件屈服點(diǎn)進(jìn)行確定。

（5）采用鋼材為加固材料時(shí)，其性能和質(zhì)量，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；當(dāng)采用其他材料為加固材料時(shí)，其性能和質(zhì)量的要求尚應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB 50728的規(guī)定執(zhí)行；加固材料性能的設(shè)計(jì)值應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用。

（6）驗(yàn)算結(jié)構(gòu)、構(gòu)件承載力時(shí)，應(yīng)考慮原結(jié)構(gòu)在加固時(shí)的實(shí)際受力狀態(tài)，包括加固部分應(yīng)變滯后的特點(diǎn)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(shí)，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)行驗(yàn)算。

（8）對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)尚應(yīng)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(yīng)采用合理的計(jì)算分析方法。

3. 抗震設(shè)防區(qū)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的加固，除應(yīng)滿足承載力要求外，尚應(yīng)復(fù)核其抗震能力；不應(yīng)存在因局部加強(qiáng)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(shí)，尚應(yīng)在設(shè)計(jì)、計(jì)算和構(gòu)造上執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011的有關(guān)規(guī)定。

5. 為防止結(jié)構(gòu)加固部分意外失效而導(dǎo)致的坍塌，在使用膠粘劑或摻有聚合物的加固方法時(shí)，其加固設(shè)計(jì)除應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行外，尚應(yīng)對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)要求原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件能承擔(dān)n倍恒載標(biāo)準(zhǔn)值的作用。當(dāng)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值與永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值之比值不大于1時(shí)，n應(yīng)取1.2；當(dāng)該比值等于或大于2時(shí)，n應(yīng)取1.5；其間應(yīng)按線性內(nèi)插法確定。

三、加固方法及配合使用技術(shù)

1. 鋼結(jié)構(gòu)的加固可分為直接加固與間接加固兩類，設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)實(shí)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(shù)。

2. 直接加固宜根據(jù)工程的實(shí)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(shí)際情況采用改變結(jié)構(gòu)體系加固法、預(yù)應(yīng)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(qiáng)螺栓連接；亦可采用焊縫與摩擦型高強(qiáng)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(shù)應(yīng)采用符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連接技術(shù)和修復(fù)、修補(bǔ)技術(shù)。