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常見鋼結構缺陷問題處理原則及方案選擇
發布者:master
發布時間:2022-11-21 08:38:00
鋼結構如存在著缺陷和損傷或改變使用條件,經檢查和驗算結構的強度、剛度及穩定性不能滿足要求時,則應對鋼結構進行處理、修復。
1.鋼結構缺陷的預防和處理原則
(1)鋼結構缺陷的處理應根據可靠性鑒定所評定的可靠性等級和結論進行。經鑒定評定其承載能力(包括強度、穩定性、疲勞等)、變形、幾何偏差等,不滿足或嚴重不滿足現行鋼結構設計規范的規定時,則必須進行處理,方可繼續使用。
(2)鋼結構缺陷處理完畢后,鋼結構的安全等級應根據結構破壞后果的嚴重程度、結構的重要性(等級)和加固后建筑物功能是否改變,結構使用年限確定。
(3)鋼結構加固設計應與實際施工方法密切結合,并應采取有效措施保證新增截面、構件和部件與原結構和構件連接可靠、形成整體共同工作。
(4)對于高溫、腐蝕、冷脆、振動、地基不均勻沉降等原因造成的結構損壞,提出其相應的處理對策后再進行加固。
(5)對于可能出現傾斜、失穩或倒塌等不安全因素的鋼結構,在加固之前,應采取相應的臨時安全措施,以防止事故的發生。
(6)鋼結構在加固施工過程中,若發現原結構或相關工程隱蔽部位有未預計損傷或嚴懲缺陷時,應立即停止施工,會同加固設計者采取有效措施進行處理后方能繼續施工。
2.鋼結構缺陷處理的基本方法
在工程中常用合理使用材料、改變材料性能、完善設計方法、改善制作安裝工藝、進行防腐處理等方法來防止或減少缺陷的產生。
3.鋼結構缺陷處理的基本程序
(1)分析缺陷產生的原因并整理資料;
(2)缺陷處理方案的制定和選擇;
(3)根據制定的缺陷處理方案進行施工;
(4)修復處理后工程驗收。
3.1結構缺陷處理時應具備的基本資料
(1)原有結構的竣工圖和施工記錄。當缺乏這些資料時,應具有結構現狀的測繪資料;測繪時應注意并詳細記錄桿件和節點的偏心情況;
(2)原有結構的計算書;
(3)原有結構的損壞、缺陷和銹蝕等情況及其原因分析;
(4)原有結構的建造歷史和使用情況;
(5)原有結構鋼材的力學性能和化學成分。若缺乏原始資料時,應在原結構上取樣檢驗;
(6)實際荷載情況,應進行稱量和實測;
(7)施工能力等。
3.2處理方案的選擇
(1)改變結構計算圖形;
(2)加大原結構構件截面;
(3)連接的加固。
鋼結構采用的連接方法有焊縫連接、鉚釘連接、普通螺栓連接和高強度螺栓連接等,鋼結構加固一般采用焊接和高強度螺栓連接,有依據亦可采用焊縫和高強度螺栓的混合連接。
a.對鉚接結構一般采用摩擦型高強度螺栓代替鉚釘進行加固。
b.焊接鋼結構的加固以采用焊接連接為主,但應盡可能避免仰焊或凹弧焊。僅當施焊困難,且零件的接觸面較緊貼時,才采用摩擦型高強度螺栓作為緊固件。
c.對輕鋼結構桿件,因其截面過小,在負荷狀態下不得采用電焊加固。
d.在受拉構件中,加固焊縫的方向應與構件拉應力的方向一致。
(4)阻止裂紋擴展等。
3.3缺陷處理方案的設計步驟
(1)減輕荷載:改用輕質材料及其他減少荷載的方法;
(2)改變結構的靜力計算圖形:采取措施使結構發生符合設計意圖的內力重分布,以調整原有結構中的應力,改善被加固構件的受力情況。這樣可以減少處理的工作量;
(3)對原結構的構件截面和連接進行補強。
3.4鋼結構缺陷處理的施工方法
(1)卸荷加固:結構損壞較嚴重或構件及接頭的應力很高,或者補強施工不得不臨時削弱承受很大內力的桿件及連接時,需要暫時減輕其負荷時采用。
(2)從結構上拆下需加固或更新的構件和零件;當結構損壞嚴重,或原結構的構件桿件的承載能力過小,無法用補強來達到加固的目的時,需拆下和更新。
(3)在負荷狀態下加固:這是加固工作量最小、最方便、亦較經濟的方法。
4.鋼結構缺陷處理對設計的要求
由于制造、加工、鋼材性能、使用維護等原因所引起的鋼結構缺陷的處理在上面的幾節中綜合進行了闡述。為避免設計原因導致鋼結構缺陷,本節將進行簡單論述。
(1)設計時在充分調查了解制造廠現有的技術水平和施工設備的情況下,以不影響結構的受力和使用為前提,盡量減少刨邊、銑端等需大型設備的工序;
(2)根據實際情況,實事求是地提出結構的制作精度和質量要求,要求過高會大量增加制作費用,同時施工難以達到,可能使質量得不到保證,而影響結構安全和使用;
(3)在保證結構安全使用的前提下,盡量采用型鋼或加工方便、截面規則的構件,減少連接構造,盡量避免熱加工;
(4)應盡可能減少構件和節點類型,若計算截面相近的應力求歸并統一,以便施工;
(5)在劃分結構和運輸單元時,應考慮施工設備和當地運輸條件;
(6)盡量采用工廠制作,減少工地焊接,如必須進行工地焊接,在受力計算時,考慮工地施工實際,應將焊縫設計強度適當降低或將設計載荷提高;
(7)在進行焊縫設計時,應避免易產生焊件變形的交叉焊縫的焊縫集中,同時應避免施工質量難以保障的仰焊或凹弧焊;
(8)應盡量降低工人的勞動強度,力求避免封閉截面或肢距較小的格構式構件的內部工作。
(來源:《工業建筑》段宇著)