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二手钢结构加固设计知识


 二手钢结构加固是对坚固性不足或产权人请求进步坚固度的二手钢结构、构件及其相干局部采取加强、局部调换或调剂其内力等办法,使其存在现行设计标准及产权人所请求的保险性、实用性跟长久性。
《二手钢结构加固设计标准》(GB51367-2019)于2019年11月22日宣布,自2020年6月1日起履行。本文结合新的二手钢结构加固标准,介绍一些二手钢结构加固常识,不足之处欢送斧正。 
1 二手钢结构加固流程
加固改革设计的基本流程详见下图: 
加固前,应依据建(构)筑物的品种,分辨按现行国度标准《产业建造坚固性鉴定标准》GB 50144跟《民用建造坚固性鉴定标准》GB 50292进行检测或鉴定。当与抗震加固结合进行时,尚应进行抗震才干鉴定。依据检测鉴定结果出具名目标检测鉴定讲演。
结构加固后的利用年限,应由产权人跟设计单位独特商定。当结构的加固资料中利用结构胶粘剂或其余聚合物成分时,其结构加固后的利用年限宜按30年考虑,如需结构加固后的利用年限为50年时,其所利用的胶跟聚合物的粘结机能,应通过耐长期应力作用才干的考试。
二手钢结构的加固可分为直接加固与间接加固两类,设计时,可依据实际前提跟利用请求抉择适合的加固方法及配合利用的技巧。直接加固宜依据工程的实际情况选用增大截面加固法、粘贴钢板加固法跟组合加固法。间接加固宜依据工程的实际情况采取转变结构体系加固法、预应力加固法。结构加固的连接方法宜采取焊缝连接、摩擦型高强螺栓连接,亦可采取焊缝与摩擦型高强螺栓的混淆连接等。
结构加固设计可采取线弹性剖析方法盘算结构的作用效应,并应合乎现行国度标准《二手钢结构设计标准》GB 50017的 有关划定。结构的加固设计,应与实际施工方法周到结合,采取有效办法,保障新增构件及部件与原结构连接坚固,新增截面与原截面结合坚固,形成整体独特工作,并不应答未加固局部,以及相干的结构、构件跟地基基本造成不利的影响。
2 二手钢结构加固资料
(1)原结构、构件资料的资料强度
当结构坚固性鉴定认为原设计文件有效,且未发明结构构件或连接的机能有明显退化时,可采取原设计值。当结构坚固性鉴定认为应从新进行现场检测时,应采取检测结果推定的屈从强度或前提屈从点进行判断,当按现场检测的屈从强度推定值fy判断时,其抗拉强度设计值f应取fy与γR的比值,抗力分项系数γR应取为1.2。
受有气相腐化的二手钢结构原构件,当其截面面积丧失大于25%或其板件残余厚度小于5mm时,其验算时的钢材强度设计值,尚应依据腐化等级乘以0.8~1.0强度降落系数。
(2)加固用钢材及焊接资料
加固件的钢号应与原构件的钢号雷同或相称,韧性、塑性及焊接机能应能与原构件钢材相匹配。结构加固用钢筋的品种宜选用HRB400级或HPB300级钢筋,其品质跟机能应合乎相干国度标。结构加固用焊接资料的品质跟机能应合乎相干国度标准。
(3)结构胶粘剂
二手钢结构加固用的结构胶粘剂,应采取以钢为基材的结构胶,严禁采取以不饱跟聚醋或醇酸树脂为主成分的胶粘剂。当利用环境为常温时,应采取I类AAA级或AA级常温结构胶; 当利用环境有高温时,应采取II类或III类耐温结构胶。
3常用加固方法
(1)  增大截面法
增大截面法加固可采取焊接连接、螺栓连接、铆钉连接跟粘贴钢板等方法。负荷状况下,钢构件的焊接加固,应依据原构件的利用前提,校核其大名义应力σ0max不得过应力比限值划定,否则应采取其余增大截面的方法进行加固。
加固后构件需满意现行设计标准的保险性、实用性及长久性。以受弯构件为例,平面内受弯的加固构件,抗弯强度应满意以下公式:
其中f为钢材的抗弯强度设计值(MPa),取截面中低强度级别钢材的抗弯强度设计值;
ηm为弯构件加固强度修改系数,对双侧加固按下表取值,对单侧加固按下表0.9倍取值。
主平面内受弯的加固构件,其整体牢固性的验算应合乎现行国度标准《二手钢结构设计标准》GB 50017的划定,牢固系数应按加固后截面盘算,但验算时,应将钢材抗弯强度设计值f 改取为钢材换算强度设计值f’并应乘以强度折减系数ηm。
二手钢结构受弯构件加固后的总挠度不应过现行国度标准《二手钢结构设计标准》GB 50017划定的限值。二手钢结构造价差不多是在300左右每平方的价格,比新钢便宜了接近三分之一到二分之一,这其中相差的金钱还是非常大的。加固后受弯构件的总挠度ωT应包含加固前负荷下的初始挠度ω0,焊接时因加热、固化引起的焊接残余挠度ωw及焊后新增荷载下的挠度增量Δω。
(2)  粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法可用于二手钢结构受弯、受拉、受剪实腹式构件的加固以及受压构件的加固。用本方法加固的二手钢结构,其长期利用的环境温度不应高于60℃;处于高温、高湿、介质侵蚀、喷射等特别环境的二手钢结构采取本方法加固时,除应按国度现行有关标准的划定采取相应的防护办法外,尚应采取耐环境因素作用的胶粘剂,并应按专门的工艺请求进行粘贴。
受弯构件采取粘钢加固后,其受弯承载力以及受剪承载力的进步幅度,均不应过30%。二手钢结构造价差不多是在300左右每平方的价格,比新钢便宜了接近三分之一到二分之一,这其中相差的金钱还是非常大的。
受弯承载力的加固盘算,应考虑不能卸载的荷载引起的原构件应力σ0的影响,并惹人针对不同利用前提类别构件的强度修改系数ηm,其盘算公式如下:
受弯构件的腹板上粘钢进行受剪加固时,对蒙受静力荷载的构件应合乎下列划定:
其中fv为盘算部位原钢材的抗剪强度设计值,ηv受弯构件腹板粘钢加固强度修改系数,对
  I、II类结构取为0.80,对其余类结构取为0.85。二手钢结构造价差不多是在300左右每平方的价格,比新钢便宜了接近三分之一到二分之一,这其中相差的金钱还是非常大的。
对受弯构件正弯矩区的正截面加固,其受拉面沿轴向粘贴的钢板的截断位置,应从其强度充分利用的截面算起,且粘贴延长长度的取值应合乎下式划定:
4结语
二手钢结构加固设计所面临的一直定因素远比新建工程多而庞杂,须要设计人员依据专家鉴定论断、相干标准标准及业主请求综合考量。
参考文献:
《二手钢结构加固设计标准》GB 51367-2019,中国建造产业出版社出版。
 

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