鋼結(jié)構(gòu)及鋼砌體結(jié)構(gòu)加固方法
一、鋼砌體結(jié)構(gòu)加固方法
1.增設(shè)扶壁柱法
扶壁柱法屬于加大截面法的一種,當(dāng)窗間墻或承重墻承載力不夠,但磚砌體尚未被壓裂,或只有輕微裂縫者,可采用此方法加固,來提高砌體結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。常用的扶壁柱有磚砌和鋼筋混凝土兩種,其優(yōu)點是施工工藝簡單,造價低,但承載能力提高有限,且難滿足抗震要求,多在非抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)用。
2.鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法
鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法簡稱面層加固法,是采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿(或細石混凝土)層外包于砌筑墻體的兩面(或單面),由于通常對墻體作雙面加固,所以加固后的墻俗稱為夾板墻。夾板墻可以較大幅度地提高墻體的承載能力,抗側(cè)剛度以及墻體的延性。
3.外包鋼筋混凝土加固法
外包鋼筋混凝土加固法屬于復(fù)合截面加固法的一種,其優(yōu)點是施工工藝簡單,應(yīng)用性強,加固后砌體承載能力有較大的提高,適用于砌體墻、壁柱、柱的加固。其缺點是現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長,對生產(chǎn)生活有一定影響,且加固后建筑物凈空有一定減小。
4.外包鋼加固法
外包鋼加固法屬于傳統(tǒng)的加固方法。其優(yōu)點是施工速度快,現(xiàn)場工作量和濕作業(yè)少,受力較可靠,適用于不允許增大原構(gòu)件截面面積,卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱及窗間墻的加固,其缺點是用鋼量大,加固費用高,并應(yīng)注意對鋼材的防護。
5.增大砌體截面法
增大砌體截面法是采用相應(yīng)的砌體材料增大原砌體構(gòu)件截面的加固方法。增大砌體面法主要用于砌體承載能力不足,但砌體尚未壓裂,或僅輕微裂縫的情況。一般的獨立磚柱、磚壁柱、窗間墻和其他承重墻的承載能力不足時,均可采用此法加固,缺點是加固后會減小一定的凈空。
6.水泥灌漿法
水泥灌漿法是一種用于裂縫修補的加固方法。灌漿方法有重力灌漿和壓力灌漿。常用的是壓力灌漿,它是用壓力設(shè)備把水泥漿液壓入磚墻裂縫,使其與原磚墻黏合的修補方法。用灌漿法加固一般只能起到恢復(fù)原有結(jié)構(gòu)功能的作用,對于需增加承載力的加固,不宜單獨使用,其缺點是需要專門的灌漿設(shè)備。這種加固方法主要用于因地震、溫度、沉降等原因引起的磚墻裂縫的修補。
7.其他加固方法
托梁加墊,主要用于梁下砌體局部承壓能力不足時的加固,梁墊有預(yù)制和現(xiàn)澆兩種。
托梁或加柱,主要用于砌體承載能力嚴重不足,砌體碎裂嚴重可能倒塌的情況。
增設(shè)預(yù)應(yīng)力撐桿,主要用于大梁下砌體承載能力嚴重不足時。通過增設(shè)預(yù)應(yīng)力型鋼支柱,達到對原結(jié)構(gòu)進行加固的目的。
增設(shè)鋼拉桿,主要用于縱橫墻接槎不好,墻穩(wěn)定性不足的情況下加固。
改變結(jié)構(gòu)方案,主要包括增加橫墻和將磚柱承重改為磚墻承重。
二、鋼結(jié)構(gòu)加固方法
鋼結(jié)構(gòu)的加固方法主要有:改變計算圖形,加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度,鋼構(gòu)件焊縫連接補強,鋼結(jié)構(gòu)裂紋修復(fù)。當(dāng)有成熟經(jīng)驗時,也可采用其他加固方法。
1.改變結(jié)構(gòu)計算簡圖
這種方法是指改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(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)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固的方法。
改變結(jié)構(gòu)計算簡圖的一般方法主要包括:對結(jié)構(gòu)采用增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進行加固,對受彎構(gòu)件采用改變其截面內(nèi)力的方法進行加固,對桁架采用改變其桿件內(nèi)力的方法進行加固,必要時也可采取措施使加固構(gòu)件與其他構(gòu)件共同工作進行加固。
2.鋼構(gòu)件增大截面加固法
采用這種加固方法加固鋼構(gòu)件時,所選的截面形式應(yīng)符合加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。加固的構(gòu)件受力分析的計算簡圖,應(yīng)反映結(jié)構(gòu)的實際條件,考慮損傷及加固引起的不利變形,及加固期間和加固前后作用在結(jié)構(gòu)上的荷載及其不利組合。對于超靜定結(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,必要時應(yīng)分階段進行內(nèi)力分析和計算。
3.鋼構(gòu)件焊縫連接補強
鋼構(gòu)件焊縫連接補強主要是連接件的加固和加固件的連接,包括焊縫連接加固、螺栓和鉚釘連接加固以及加固件的連接。
連接件加固連接方法,即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強螺栓連接方法的選擇,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)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。
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增加的方法實現(xiàn)。
螺栓或鉚釘需要更換或新增加固其連接時,應(yīng)首先考慮采用適宜直徑的高強度螺栓連接。當(dāng)負荷下進行結(jié)構(gòu)加固,需要拆除結(jié)構(gòu)原有受力螺栓、鉚釘或增加、擴大鉆孔時,除應(yīng)設(shè)計計算結(jié)構(gòu)原有和加固連接件的承載力外,還必須校核板件的凈截面面積的強度。
加固件的連接,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)計承載力外,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。
4.鋼結(jié)構(gòu)裂紋的修復(fù)與加固
構(gòu)件因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴張性或脆斷傾向性裂紋損傷時,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重性,有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)的實際工作或進行加固的措施,對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件,應(yīng)予以拆除更換。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)造形式以及厚度盡可能小的軋制板件等。
修復(fù)裂紋時應(yīng)優(yōu)先采用焊接方法;對網(wǎng)狀、分叉裂紋區(qū)和有破裂、過燒和燒穿等缺陷的梁、柱腹板部位,宜采用鉛板修補;用附加蓋板修補裂紋時,一般宜采用雙面蓋板,此時裂紋兩端仍須鉆孔;當(dāng)?shù)踯嚵焊拱迳喜砍霈F(xiàn)裂紋時,應(yīng)先檢查和采取必要措施,如調(diào)整軌道偏心等。