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铜仁学校加固设计院_加固设计

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加固产品特性
防腐工程工程类型

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我觉得当我们想到了一些好的主意的时候，就应该马上的来把它讲出来，因为这样子的话，其实对于大家来说，他会有很多的一些变化，然后一些新的知识也能够带动大家学习他的一个镜头，我觉得还是更好一些吧，比起我们可能讲到的一些大家不爱听的

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预应力加固钢结构技术

一、预应力加固钢结构技术的优点

1.简洁实用，节省成本与其他钢结构加固技术相比，这项技术比较简洁实用，不仅表现在预应力加固技术可以在不卸载的情况下进行，不会增加工作人员的额外工作，也不会耽误施工进程，还表现在可以节省加固钢结构的费用，不需要增加加固的其他零构件，省去了一些不必要的步骤，节省资源。

2.稳定性和安全性高，剥离粘贴界面的波及范围小，在使用预应力加固技术的时候，应用可靠锚固和拉杆***提高了钢结构的稳定性，可靠锚固可以在剥离粘贴界面的时候，只对剥离对象有影响，减少波及范围，增设预应力拉杆可以提高被加固结构的超静定次数，并不会影响原结构，在一定程度上可增强结构的安全性和可靠性。

3.减少变形程度，减少内力峰值施加预应力可以让钢结构更加稳定，减小钢结构变形的程度，将应力稳定在一个范围内，使应力适应钢结构的变化，不会出现应力超前或者滞后的现象，减少钢结构内力峰值，使钢结构的内力趋于平缓，充分利用钢材的高强特性，充分利用钢材，避免结构截面赘余和增加结构重量。

二、预应力加固钢结构技术的设计

1.设计与计算原则

预应力加固钢结构的设计方法在我国还没有统一的标准，在进行预应力加固钢结构计算的时候，一般是参照钢结构设计规范来对预应力加固钢结构进行计算，目前使用的设计方法出自我国的《钢结构设计规范》，虽然计算结果未必准确，但在我国缺乏统一的计算标准的情况下，这个方法能被大肆使用也情有可原。在《钢结构设计规范》中，把预应力加固钢结构视为正常使用极限状态进行设计和计算。计算结果得出后，对加固后的钢结构进行安全等级划分，具体依据有结构的等级、结构破坏所带来的后果的严重程度、加固后结构发生性能变化的多少和结构的使用时间。

2. 结构设计计算

预应力加固钢结构设计计算内容包括设计计算内容和对构件分类应进行的计算两个方面，从表面看起来的确不多，如果把两项内容分开计算，具体到某个细节就需要格外注意。

***个方面，设计计算内容包括内力计算、有效预应力的确定和构件计算，内力计算是对结构进行加固前和加固后的内力计算，在确定有效预应力的时候，要结合承载力差值和预应力筋的内力增量，制定较低的张拉控制应力，张拉控制应力与预应力损失之差即为有效预应力，构件计算的内容有强度计算、稳定计算、刚度计算和疲劳计算，强度计算和稳定计算要满足构件的要求，刚度计算主要是针对受弯构件而进行的扰度计算，疲劳计算只有在构件的荷载应力循环次数大于等于五的时候才进行计算。

***个方面，把构件进行分类然后再进行计算，主要需要计算的构件有轴心受拉构件、轴心受压构件、受弯构件和压弯构件，在计算的时候需要结合每个构件需要计算的内容，因为不同的构件要求计算的内容是不一样的，要求数据必须做到准确无误，合理处理细节问题。

三、结束语

综合目前为止的工程事故发生原因来看，因钢结构破坏导致的工程事故并不少见，钢结构在各种外力因素下发生质的变化，导致结构性能降低，无法很好地服务于相关行业的施工工作。提高钢结构加固技术是相关领域正在研究的一个话题，预应力加固技术不仅可以降低钢结构的更换频率，延长钢结构的使用寿命，还可以节省后期维修成本，充分利用资源，促进社会可持续发展，我国在相关领域可以大肆推广使用，同时也应积极引进国外的***加固技术，促进国内钢结构加固技术的更新进步，推动相关领域加固技术水平的提升。

一篇搞定钢结构加固！

钢结构加固的主要方法有：

减轻荷载、改变计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，也可采用其他的加固方法。经鉴定需要加固的钢结构，根据损害范围一般分为局部加固和全面加固。

局部加固是对某承载能力不足的杆件或连接节点处进行加固，有增加杆件截面法、减小杆件自由长度法和连接节点加固法。

全面加固是对整体结构进行加固，有不改变结构静力计算图形加固法和改变结构静力计算图形加固法两类。

增加或加强支承体系，也是对结构体系加固的有效方法。

增加原有构件截面的加固方法是最费料最费工的方法（但往往是可行的方法）；改变计算简图的方法最有效且多种多样，其费用也大大下降。

确定加固方案前，应搜集下列资料

1）原有结构的竣工图（包括更改图）及验收记录。

2）原有钢材材质报告复印件或现场材质检验报告。

3）原有结构构件制作、安装验收记录。

4）原有结构设计计算书。

5）结构或构件破损情况检查报告。

6）现有实际荷载和加固后新增加荷载的数据。

钢结构损害的主要因素及加固技术措施

钢结构损害的主要因素有：

1）由荷载变化，超期服役，规范和规程改变导致结构承载力不足；

2）构件由于各种意外产生变形、扭曲、伤残、凹陷等，致使构件截面削弱，杆件翘曲，连接开裂等；

3）温差作用下引起构件或连接变形、开裂和翘曲；

4）由于化学物质的侵蚀而产生腐蚀以及电化学腐蚀致使钢结构构件截面削弱；

5）其它包括设计、生产、施工中的失误及服役期中的违规使用和操作等。

钢结构的加固技术措施主要有三种：

1）截面补强法：在局部或沿构件全长以钢材补强，连成整体使之共同受力；

2）改变计算简图：增设附加支承，调整荷载分布情况，降低内力水平，对超静定结构支座进行强迫位移，降低应力峰值；

3）预应力拉索法：利用高强拉索加固结构薄弱环节或提高结构整体承载力、刚度和稳度。

传统的钢结构加固存在的问题：

焊接加固时，高温作用使焊接部位的组织及性能劣化，而且焊缝必然存在缺陷，会产生新的裂纹；焊接结构内部存在残余应力，与其他作用结合可能导致开裂。焊接使结构形成连续的整体，裂缝一旦失稳扩展，就有可能一断到底，引发重大事故。

采用螺栓连接需要在损伤部位附近的母材上开孔，削弱了截面，形成新的应力集中区；普通螺栓在动载作用下易松动，高强螺栓易发生应力松弛现象，降低了结构的修补效果。粘钢加固技术是在钢结构表面用***的建筑结构胶粘贴钢板，依靠结构胶使之粘结成整体共同工作，以提高结构承载力。这些加固方法共同的缺点是使结构重量增加很多，钢板不易制作成各种复杂形状，运输和安装也不方便，且钢板易锈蚀，影响粘结强度，维护费用高。

粘贴加固钢结构的特点：

粘贴加固钢结构是利用粘结剂将粘贴到钢结构损伤部位的表面，使一部分荷载通过粘结层传递到上，降低了结构损伤部位的应力。粘贴加固技术具有明显的优势：

1）比强度和比刚度高，加固后基本不增加原结构的自重和原构件的尺寸；

2）复合材料具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能；

3）柔性的复合材料对于任意封闭结构和形状复杂的被加固结构表面具有特别的优势。密封性好，减少了渗漏甚至腐蚀的隐患；

4）简便易行、成本低、效***，在狭小空间亦可施工，特别适合现场修复；

5）施工过程中无明火，适用于各种特殊环境。

预应力加固的优点：

1）加固工作可在不卸载、不停产的条件下进行；

2）施加预应力可直接减小变形，迅速消除超逾应力和内力峰值；

3）与非预应力方式相比，可消除应力滞后现象，充分利用的高强特性，提高加固效率；

4）结合可靠锚固，可降低粘结界面的剥离应力，避免整体剥落，提高加固的可靠性；

5）降低加固费用和使用成本。

纤维布安装工艺

表面处理：

1）先用粗砂纸打磨构件的粘结区域，清理构件表层，用丙酮或酒精溶液擦洗表面，去除污染物，晾置干燥，用粘结剂浸润表面；

2）在设计要求的位置打孔，应远离待加固部位以免造成二次损伤；

3）在纤维布表面抹胶，将纤维束间的空隙初步封闭，稍干硬后进行灌胶；

4）胶稍干后***次施加预应力至设计的控制应力（利用挤压效应，提高粘贴质量），用胶将纤维束充分浸透，提高共同工作性能；

5）常温下48小时后（气温较低时应适当延长时间），胶充分硬结后，割除多余的螺杆，根据结构的实际要求进行表面防护处理。

预应力加固的设计与计算原则

预应力加固钢结构除遵守一般钢结构加固的准则与规定外，还具有以下的特点：

1）进行静力计算时必须首先确定一些与调整应力有关的参数，例如辅助平衡力大小、预应力力度、预应力卸载弯矩值、支座标高的位移值等；

2）要确定调整应力时的合理荷载值或应力水平，换言之，要分析判断加固结构时是否需要全部卸载，或卸载至某一水平。

在加固结构的设计计算中应遵守下列原则：

1）加固件与被加固件皆在材料弹性范围内受力，两者在荷载下同时达到材料的强度设计值；

2）充分发挥材料强度潜力，加固件的预应力度可使被加固件的应力卸载至其反向应力的极值；

3）预应力加固设计中同样应当考虑预应力加载系数、预应力损失系数、工作条件系数、荷载系数等。

预应力加固钢结构施工工艺及步骤

预应力加固钢结构方案可分为两种，一是直接粘贴法，将两端锚固并施加预应力后，通过胶粘剂粘贴在钢结构的表面；一般适用于构件表面较平整的拉杆，对构件或其局部进行加固；

二是将束作为预应力拉索调整应力，一般适用于对整个结构进行整体加固。

选材：结构加固用碳纤维主要选用PAN基碳纤维，极限强度可达3500MPa，弹性模量约为2.35×109MPa。树脂体系采用环氧类材料。

设计：根据待修补结构的受力特点、传力路径和应力-应变场，确定布的用量、尺寸和铺设方向等。纤维方向应尽量与损伤构件中受力方向保持一致。如果损伤部位处于复杂应力状态，则纤维取向和铺层顺序应尽量与控制主应力方向一致。

嵌入式预应力张拉技术：钢结构加固的特殊性，需要一种简便的预应力施加方式，传统的预应力施加方式往往是先张拉后锚固，需要相对复杂的张拉机具，以及相应的反力装置。在锚固的时候，预应力损失也比较大。嵌入式预应力张拉技术，其特点就是先锚固后张拉，以构件本身和先前的锚固作为张拉受力装置，无需复杂的张拉机具。嵌入式预应力张拉技术可分次施加预应力，可对粘结层产生挤压效应，提高粘贴的可靠性。同时，因采用先锚固后张拉技术，预应力损失小，方法简便有效。

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