10鋼結(jié)構(gòu)加固

1、 本本 章章 提提 要要 本章敘述了鋼結(jié)構(gòu)的加固方法本章敘述了鋼結(jié)構(gòu)的加固方法增加截增加截 面法。介紹了增加截面加固方法的構(gòu)造要面法。介紹了增加截面加固方法的構(gòu)造要 求，增加截面加固的計算，其中包括軸心求，增加截面加固的計算，其中包括軸心 受力構(gòu)件的加固計算、受彎構(gòu)件的加固計受力構(gòu)件的加固計算、受彎構(gòu)件的加固計 算、拉彎和壓彎構(gòu)件的加固計算。并介紹算、拉彎和壓彎構(gòu)件的加固計算。并介紹 了連接的加固。了連接的加固。 在出現(xiàn)以下一些情況時，需要進行加固：在出現(xiàn)以下一些情況時，需要進行加固： （1） 由于使用條件的變化，荷載增大；由于使用條件的變化，荷載增大； （2） 由于設(shè)計或施工工作中的缺點，結(jié)

2、構(gòu)由于設(shè)計或施工工作中的缺點，結(jié)構(gòu) 或其局部的承載能力達不到設(shè)計要求；或其局部的承載能力達不到設(shè)計要求； （3） 由于磨損、銹蝕，結(jié)構(gòu)或節(jié)點受到削由于磨損、銹蝕，結(jié)構(gòu)或節(jié)點受到削 弱，結(jié)構(gòu)或其局部的承載能力達不到原來弱，結(jié)構(gòu)或其局部的承載能力達不到原來 的要求；的要求； （4） 有時出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷事故，需要修復(fù)。有時出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷事故，需要修復(fù)。 修復(fù)工作也帶有加固的性質(zhì)。修復(fù)工作也帶有加固的性質(zhì)。 鋼結(jié)構(gòu)的加固方法主要有：鋼結(jié)構(gòu)的加固方法主要有： 增加截面法；改變結(jié)構(gòu)計算簡圖法；減輕增加截面法；改變結(jié)構(gòu)計算簡圖法；減輕 荷載法；增加構(gòu)件、支撐和加勁肋法；增荷載法；增加構(gòu)件、支撐和加勁肋法；增 強

3、連接等。強連接等。 鋼結(jié)構(gòu)加固方法的確定主要根據(jù)施工方法、鋼結(jié)構(gòu)加固方法的確定主要根據(jù)施工方法、 現(xiàn)場條件、施工期限和加固效果來加以選現(xiàn)場條件、施工期限和加固效果來加以選 擇。加固件與原結(jié)構(gòu)要能夠工作協(xié)調(diào)，并擇。加固件與原結(jié)構(gòu)要能夠工作協(xié)調(diào)，并 且不過多地損傷原結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生過大的附加且不過多地損傷原結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生過大的附加 變形。變形。 所謂增加截面的加固方法就是在原有結(jié)構(gòu)的桿件所謂增加截面的加固方法就是在原有結(jié)構(gòu)的桿件 上增設(shè)新的加固構(gòu)件，使桿件截面積加大從而提上增設(shè)新的加固構(gòu)件，使桿件截面積加大從而提 高承載能力和剛度的方法。高承載能力和剛度的方法。 增加截面的加固方法涉及面窄，施工較為簡便，增

4、加截面的加固方法涉及面窄，施工較為簡便， 尤其在滿足一定前提條件下，還可在負荷狀態(tài)下尤其在滿足一定前提條件下，還可在負荷狀態(tài)下 加固，因而是鋼結(jié)構(gòu)加固中最常用的方法。加固，因而是鋼結(jié)構(gòu)加固中最常用的方法。 采用增加截面的加固方法，應(yīng)考慮構(gòu)件的受力情采用增加截面的加固方法，應(yīng)考慮構(gòu)件的受力情 況及存在的缺陷，在方便施工、連接可靠的前提況及存在的缺陷，在方便施工、連接可靠的前提 下選取最有效的加固形式（圖下選取最有效的加固形式（圖10.1 圖圖10.3）。）。 (1) 應(yīng)保證加固構(gòu)件有合理的傳力途徑，保證加固件與原應(yīng)保證加固構(gòu)件有合理的傳力途徑，保證加固件與原 有構(gòu)件能夠共同工作。有構(gòu)件能夠共同工

5、作。 無論是軸心受力構(gòu)件還是偏心受力構(gòu)件的加固無論是軸心受力構(gòu)件還是偏心受力構(gòu)件的加固，加固件均，加固件均 宜伸入到原有構(gòu)件的支座或節(jié)點板范圍內(nèi)并且有可靠的連宜伸入到原有構(gòu)件的支座或節(jié)點板范圍內(nèi)并且有可靠的連 接。接。對受彎構(gòu)件的加固對受彎構(gòu)件的加固，加固件的截斷位置也要伸出理論，加固件的截斷位置也要伸出理論 斷點一定的距離，以保證在理論斷點之前加固件能充分發(fā)斷點一定的距離，以保證在理論斷點之前加固件能充分發(fā) 揮作用。揮作用。 (2) 加固件的布置應(yīng)適應(yīng)原有構(gòu)件的幾何形狀或已發(fā)生的加固件的布置應(yīng)適應(yīng)原有構(gòu)件的幾何形狀或已發(fā)生的 變形情況，以利施工。但也應(yīng)盡可能地采用不引起截面形變形情況，以利施

6、工。但也應(yīng)盡可能地采用不引起截面形 心軸偏移的形式，不可避免時，應(yīng)在加固計算中考慮形心心軸偏移的形式，不可避免時，應(yīng)在加固計算中考慮形心 軸偏移的影響。軸偏移的影響。 (3) 負荷狀態(tài)下用焊接方法增加構(gòu)件截面面積時，在保證負荷狀態(tài)下用焊接方法增加構(gòu)件截面面積時，在保證 加固件與原有構(gòu)件共同工作的前提下，加固件的焊縫宜對加固件與原有構(gòu)件共同工作的前提下，加固件的焊縫宜對 稱布置，采用較小的焊腳尺寸以減小焊接變形和焊接殘余稱布置，采用較小的焊腳尺寸以減小焊接變形和焊接殘余 應(yīng)力，并竭力避免仰焊。應(yīng)力，并竭力避免仰焊。 (4) 增加截面的加固不應(yīng)造成施工期間對原有構(gòu)件增加截面的加固不應(yīng)造成施工期間對

7、原有構(gòu)件 承載能力的過多削弱。不論原有結(jié)構(gòu)是栓接結(jié)構(gòu)承載能力的過多削弱。不論原有結(jié)構(gòu)是栓接結(jié)構(gòu) 還是焊接結(jié)構(gòu)，只要鋼材具有良好的可焊性，應(yīng)還是焊接結(jié)構(gòu)，只要鋼材具有良好的可焊性，應(yīng) 盡可能采用焊縫連接方式。當采用高強度螺栓連盡可能采用焊縫連接方式。當采用高強度螺栓連 接時，在保證加固件和原有構(gòu)件共同工作的前提接時，在保證加固件和原有構(gòu)件共同工作的前提 下，應(yīng)選用較小直徑的高強度螺栓。采用焊縫連下，應(yīng)選用較小直徑的高強度螺栓。采用焊縫連 接時，不宜采用與原有構(gòu)件應(yīng)力方向垂直的焊縫。接時，不宜采用與原有構(gòu)件應(yīng)力方向垂直的焊縫。 (5) 輕鋼結(jié)構(gòu)中的小角鋼和圓鋼桿件不宜在負荷狀輕鋼結(jié)構(gòu)中的小角鋼和圓

8、鋼桿件不宜在負荷狀 態(tài)下焊接，必要時應(yīng)采取適當措施。圓鋼拉桿嚴態(tài)下焊接，必要時應(yīng)采取適當措施。圓鋼拉桿嚴 禁在負荷狀態(tài)下用焊接方法加固。因為焊接時，禁在負荷狀態(tài)下用焊接方法加固。因為焊接時， 焊縫熱影響區(qū)內(nèi)的強度急劇下降，直接影響到加焊縫熱影響區(qū)內(nèi)的強度急劇下降，直接影響到加 固施工的安全。固施工的安全。 10.3.1一般規(guī)定一般規(guī)定 (1) 采用增加截面加固鋼結(jié)構(gòu)時，如果加固施工時采用增加截面加固鋼結(jié)構(gòu)時，如果加固施工時 能完全卸載，例如將構(gòu)件全部拆卸下來放在地面上能完全卸載，例如將構(gòu)件全部拆卸下來放在地面上 進行加固，加固件與原有構(gòu)件的應(yīng)力水平是相當?shù)?，進行加固，加固件與原有構(gòu)件的應(yīng)力水平

9、是相當?shù)模?加固后的構(gòu)件的承載能力和剛度與相同截面的新構(gòu)加固后的構(gòu)件的承載能力和剛度與相同截面的新構(gòu) 件沒有什么差別，可按件沒有什么差別，可按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （GB50017）進行計算。）進行計算。 (2) 采用增加截面加固鋼結(jié)構(gòu)時，如果在負荷狀態(tài)采用增加截面加固鋼結(jié)構(gòu)時，如果在負荷狀態(tài) 下進行加固施工時，加固件與原有構(gòu)件應(yīng)力水平的下進行加固施工時，加固件與原有構(gòu)件應(yīng)力水平的 差別會使加固后的構(gòu)件的承載力和剛度降低，加固差別會使加固后的構(gòu)件的承載力和剛度降低，加固 后構(gòu)件的承載力的計算應(yīng)根據(jù)荷載形態(tài)分別進行計后構(gòu)件的承載力的計算應(yīng)根據(jù)荷載形態(tài)分別進行計 算。算。 對承受靜力荷載或

10、間接動力荷載的構(gòu)件對承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件，在一般，在一般 情況下可考慮原有構(gòu)件和加固件之間的應(yīng)力重分情況下可考慮原有構(gòu)件和加固件之間的應(yīng)力重分 布，按加固后整個截面進行承載力計算。但為了布，按加固后整個截面進行承載力計算。但為了 考慮多種隨機因素的影內(nèi)，引入加固折減系數(shù)考慮多種隨機因素的影內(nèi)，引入加固折減系數(shù)k： 對軸心受力的實腹構(gòu)件取對軸心受力的實腹構(gòu)件取o8;對偏心受力構(gòu)件、對偏心受力構(gòu)件、 受彎構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件取受彎構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件取o9。 對承受動力荷載的構(gòu)件對承受動力荷載的構(gòu)件，采用，采用“原有構(gòu)件截面原有構(gòu)件截面 邊緣屈服邊緣屈服”的準則。即加固時的荷載由原有構(gòu)件的準則

11、。即加固時的荷載由原有構(gòu)件 單獨承擔，加固后新舊截面共同工作，但不考慮單獨承擔，加固后新舊截面共同工作，但不考慮 塑性變形后新舊截面的應(yīng)力重分布，加固前原有塑性變形后新舊截面的應(yīng)力重分布，加固前原有 構(gòu)件的應(yīng)力與加固后增加應(yīng)力之和不應(yīng)大于鋼材構(gòu)件的應(yīng)力與加固后增加應(yīng)力之和不應(yīng)大于鋼材 的強度設(shè)計值。的強度設(shè)計值。 (3) 在負荷狀態(tài)下，采用焊接方法加大構(gòu)件截面，在負荷狀態(tài)下，采用焊接方法加大構(gòu)件截面， 應(yīng)首先根據(jù)原有構(gòu)件的受力、變形和偏心狀態(tài)，應(yīng)首先根據(jù)原有構(gòu)件的受力、變形和偏心狀態(tài)， 校核其在加固施工階段的強度和穩(wěn)定性，原有構(gòu)校核其在加固施工階段的強度和穩(wěn)定性，原有構(gòu) 件的件的值（值（為原有

12、構(gòu)件中截面應(yīng)力為原有構(gòu)件中截面應(yīng)力與鋼材設(shè)計與鋼材設(shè)計 值值f的比值，即的比值，即=/f）滿足下列要求時，方可在）滿足下列要求時，方可在 負荷狀態(tài)下加固：負荷狀態(tài)下加固： 承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件，承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件，0.8； 承受動力荷載的構(gòu)件，承受動力荷載的構(gòu)件，0.4 。 (4) 鋼構(gòu)件加固后，應(yīng)注意截面形心軸的偏移。計鋼構(gòu)件加固后，應(yīng)注意截面形心軸的偏移。計 算時應(yīng)將偏心的影響包括在加固后增加的荷載效算時應(yīng)將偏心的影響包括在加固后增加的荷載效 應(yīng)內(nèi)，當形心軸的偏移值小于應(yīng)內(nèi)，當形心軸的偏移值小于5%截面高度時，在截面高度時，在 一般情況下可忽略其不利影響。一般情況

13、下可忽略其不利影響。 軸心受力構(gòu)件的原有截面一般是對稱的，軸心受力構(gòu)件的原有截面一般是對稱的， 若其損傷非對稱性不大，可采用對稱的加若其損傷非對稱性不大，可采用對稱的加 固方式；若其損傷非對稱性較大，宜采用固方式；若其損傷非對稱性較大，宜采用 不改變截面形心位置的加固方式，以減少不改變截面形心位置的加固方式，以減少 附加受力影響。當采用非對稱或改變形心附加受力影響。當采用非對稱或改變形心 位置加固截面時，應(yīng)按偏心受力構(gòu)件處理。位置加固截面時，應(yīng)按偏心受力構(gòu)件處理。 (1) 承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件 =N/Ankf 式中式中N加固后構(gòu)件的軸心拉力或壓力設(shè)計

14、值；加固后構(gòu)件的軸心拉力或壓力設(shè)計值； An加固后構(gòu)件的凈截面面積；加固后構(gòu)件的凈截面面積； k加固折減系數(shù)，取加固折減系數(shù)，取0.8； f鋼材的強度設(shè)計值。鋼材的強度設(shè)計值。 摩擦型高強度螺栓連接處的強度按下式計算：摩擦型高強度螺栓連接處的強度按下式計算： =N/Ankf N=N(1-0.5n/n1) 式中式中n加固后構(gòu)件連接一側(cè)的高強度螺栓總數(shù)；加固后構(gòu)件連接一側(cè)的高強度螺栓總數(shù)； n1加固后構(gòu)件計算截面（最外列螺栓處）上的高強度加固后構(gòu)件計算截面（最外列螺栓處）上的高強度 螺栓數(shù)；螺栓數(shù)； 0.5孔前傳力系數(shù)?？浊皞髁ο禂?shù)。 摩擦型高強度螺栓連接的加固拉桿，除按式（摩擦型高強度螺栓連接的

15、加固拉桿，除按式（10.2）驗算）驗算 凈截面強度外，還應(yīng)按下式驗算毛截面強度：凈截面強度外，還應(yīng)按下式驗算毛截面強度：=N/Akf 式中式中A加固后構(gòu)件的毛截面面積。加固后構(gòu)件的毛截面面積。 (2) 承受動力荷載的構(gòu)件承受動力荷載的構(gòu)件 式中式中N1加固過程中實有荷載（包括施工荷載）作用下加固過程中實有荷載（包括施工荷載）作用下 的軸力的設(shè)計值；的軸力的設(shè)計值； 加固前的構(gòu)件的凈截面面積。加固前的構(gòu)件的凈截面面積。 摩擦型高強度螺栓處的強度按下式計算：摩擦型高強度螺栓處的強度按下式計算： 式中式中n0加固前構(gòu)件連接一側(cè)的高強度螺栓的總數(shù)；加固前構(gòu)件連接一側(cè)的高強度螺栓的總數(shù)； 加固前構(gòu)件計算

16、截面（最外列螺栓處）上的高強加固前構(gòu)件計算截面（最外列螺栓處）上的高強 度螺栓數(shù)。度螺栓數(shù)。 摩擦型高強度螺栓連接加固后的拉桿，除按式（摩擦型高強度螺栓連接加固后的拉桿，除按式（10.6）驗）驗 算凈截面強度外，還應(yīng)按下式驗算毛截面強度：算凈截面強度外，還應(yīng)按下式驗算毛截面強度： N1/A0+(N-N1)Af 式中式中A0加固前構(gòu)件的毛截面面積。加固前構(gòu)件的毛截面面積。 0 n A 0 1 n （1） 承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件 N/Akf 式中式中加固后軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定加固后軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 系數(shù)。系數(shù)。 （2） 承受動力荷載的構(gòu)件承受動力荷

17、載的構(gòu)件 N1/A+(N-N1)/Af 式中式中加固前軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定加固前軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 系數(shù)。系數(shù)。 00 0 10.3.3.1在最大剛度主平面內(nèi)受彎的實腹加固構(gòu)件的在最大剛度主平面內(nèi)受彎的實腹加固構(gòu)件的強度強度 計算計算 (1) 抗彎強度抗彎強度 承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件：承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件： Mx / Wnx+My / Wnykf 式中式中Mx、My分別為加固后構(gòu)件截面繞分別為加固后構(gòu)件截面繞x軸和軸和y軸的彎軸的彎 矩設(shè)計值；矩設(shè)計值； Wnx、Wny分別為加固后構(gòu)件截面繞分別為加固后構(gòu)件截面繞x軸和軸和y軸的凈截面軸的凈截面 模量；模量； k加固

18、折減系數(shù)，取加固折減系數(shù)，取0.9。 承受動力荷載的構(gòu)件：承受動力荷載的構(gòu)件： 式中式中Mx1、My1分別為加固過程中的實際荷載（包括施分別為加固過程中的實際荷載（包括施 工荷載）作用下繞工荷載）作用下繞x軸和軸和y軸的彎矩設(shè)計值；軸的彎矩設(shè)計值； Wnx、Wny分別為加固前構(gòu)件截面繞分別為加固前構(gòu)件截面繞x軸和軸和y軸的凈截面軸的凈截面 模量。模量。 f W MM W M W MM W M ny yy ny y nx xx nx x 1 0 1 1 0 1 00 承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件：承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件： 式中式中V加固后構(gòu)件所受的剪力設(shè)計值；加固后構(gòu)件所受的剪力設(shè)

19、計值； S加固后構(gòu)件在計算剪力處以上毛截面對中和軸的毛截面模量；加固后構(gòu)件在計算剪力處以上毛截面對中和軸的毛截面模量； I加固后構(gòu)件的毛截面慣性矩；加固后構(gòu)件的毛截面慣性矩； tw加固后構(gòu)件腹板的厚度；加固后構(gòu)件腹板的厚度； k 加固折減系數(shù)，取加固折減系數(shù)，取0.9； fv鋼材的抗剪強度設(shè)計值。鋼材的抗剪強度設(shè)計值。 承受動力荷載的構(gòu)件：承受動力荷載的構(gòu)件： 式中式中V1加固過程中實際荷載（包括施工荷載）作用下的剪力設(shè)加固過程中實際荷載（包括施工荷載）作用下的剪力設(shè) 計值；計值； I0加固前構(gòu)件的毛截面慣性矩；加固前構(gòu)件的毛截面慣性矩； S0加固前構(gòu)件在計算剪力處以上毛截面對中和軸的毛截面模

20、量；加固前構(gòu)件在計算剪力處以上毛截面對中和軸的毛截面模量； t0w加固前原有構(gòu)件腹板的厚度。加固前原有構(gòu)件腹板的厚度。 承受動力荷載時，當加固后梁上翼緣受到沿腹板平面作用承受動力荷載時，當加固后梁上翼緣受到沿腹板平面作用 的集中荷載，且該荷載處又未設(shè)置支承加勁肋時，腹板計的集中荷載，且該荷載處又未設(shè)置支承加勁肋時，腹板計 算高度上邊緣的局部承壓強度應(yīng)按下式計算：算高度上邊緣的局部承壓強度應(yīng)按下式計算： 式中式中F集中荷載設(shè)計值，對動力荷載應(yīng)考慮動力系數(shù)；集中荷載設(shè)計值，對動力荷載應(yīng)考慮動力系數(shù)； 集中荷載增大系數(shù)：對重級工作制吊車梁，集中荷載增大系數(shù)：對重級工作制吊車梁，=1.35； 對其他梁

21、對其他梁=1.0； lz集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布長度。集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布長度。 加固后組合梁的腹板計算高度邊緣處，若同時受加固后組合梁的腹板計算高度邊緣處，若同時受 有較大的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時有較大的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時 受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力（如連續(xù)梁支座處或受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力（如連續(xù)梁支座處或 梁的翼緣截面改變處等），其折算應(yīng)力應(yīng)按下式梁的翼緣截面改變處等），其折算應(yīng)力應(yīng)按下式 計算：計算： 式中式中、c分別為加固后構(gòu)件腹板計算高分別為加固后構(gòu)件腹板計算高 度邊緣同一點上同時產(chǎn)生的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局度邊緣同一點上同時產(chǎn)

22、生的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局 部壓應(yīng)力；部壓應(yīng)力； 1計算折算應(yīng)力的強度設(shè)計值增大系數(shù)，當計算折算應(yīng)力的強度設(shè)計值增大系數(shù)，當 和和c異號時，取異號時，取1=1.2；當；當與與c同號時，取同號時，取 1=1.1。 （1） 承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件承受靜力荷載或間接動力荷載的構(gòu)件 Mx/bWxkf 式中式中Mx加固后構(gòu)件應(yīng)承受的繞加固后構(gòu)件應(yīng)承受的繞x軸的彎矩設(shè)計值；軸的彎矩設(shè)計值； b加固后構(gòu)件截面確定的整體穩(wěn)定系數(shù)；加固后構(gòu)件截面確定的整體穩(wěn)定系數(shù)； Wx加固后構(gòu)件截面繞加固后構(gòu)件截面繞x軸的毛截面模量；軸的毛截面模量； k加固折減系數(shù)，取加固折減系數(shù)，取0.9。 （2） 承受動力荷載的構(gòu)

23、件：承受動力荷載的構(gòu)件： 式中式中Mx1加固過程中實有荷載（包括施工荷載）作用加固過程中實有荷載（包括施工荷載）作用 下，繞下，繞x軸的彎矩設(shè)計值；軸的彎矩設(shè)計值； b按加固前的梁截面確定的整體穩(wěn)定系數(shù)；按加固前的梁截面確定的整體穩(wěn)定系數(shù)； Wx加固前的梁按受壓纖維確定的對加固前的梁按受壓纖維確定的對x軸的毛截面模量。軸的毛截面模量。 0 0 受彎構(gòu)件的剛度用荷載（標準值）作用下的撓度大小來度受彎構(gòu)件的剛度用荷載（標準值）作用下的撓度大小來度 量。量。 (1) 當在卸荷狀態(tài)下加固時，其撓度的計算方法與新結(jié)構(gòu)當在卸荷狀態(tài)下加固時，其撓度的計算方法與新結(jié)構(gòu) 一樣。一樣。 (2) 當在負荷狀態(tài)下加固

24、時，其撓度按下式計算：當在負荷狀態(tài)下加固時，其撓度按下式計算： v=v1+v2v 式中式中v1構(gòu)件在加固過程中的實有荷載（包括施工荷載）構(gòu)件在加固過程中的實有荷載（包括施工荷載） 標準值作用下產(chǎn)生的撓度；標準值作用下產(chǎn)生的撓度； v2加固后構(gòu)件在增加荷載標準值作用下產(chǎn)生的撓度；加固后構(gòu)件在增加荷載標準值作用下產(chǎn)生的撓度； v受彎構(gòu)件的容許撓度值，詳見受彎構(gòu)件的容許撓度值，詳見鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) 范范。 至于在加固過程中因焊接而產(chǎn)生的撓度宜通過施工措施來至于在加固過程中因焊接而產(chǎn)生的撓度宜通過施工措施來 解決。解決。 連接的加固問題主要有三種情況：連接的加固問題主要有三種情況： 原有連接承

25、載能力不足而對其進行加強，如對原有連接承載能力不足而對其進行加強，如對 原有焊縫加長加高，增加螺栓或鉚釘?shù)膫€數(shù)或直原有焊縫加長加高，增加螺栓或鉚釘?shù)膫€數(shù)或直 徑等；徑等； 原有構(gòu)件承載能力不足，需要用加固件進行加原有構(gòu)件承載能力不足，需要用加固件進行加 固，加固件與原有構(gòu)件要進行可靠的連接；固，加固件與原有構(gòu)件要進行可靠的連接； 節(jié)點加固，如加強節(jié)點板、增加連接件和獨立節(jié)點加固，如加強節(jié)點板、增加連接件和獨立 的焊縫等。連接的加固方法根據(jù)加固的原因、目的焊縫等。連接的加固方法根據(jù)加固的原因、目 的、受力狀態(tài)、構(gòu)造和施工條件，并考慮原有結(jié)的、受力狀態(tài)、構(gòu)造和施工條件，并考慮原有結(jié) 構(gòu)的連接方法而

26、確定，可采用焊接、高強度螺栓構(gòu)的連接方法而確定，可采用焊接、高強度螺栓 連接和焊接與高強度螺栓混合連接的方法。連接和焊接與高強度螺栓混合連接的方法。 新增加的連接單獨受力時，與設(shè)計新結(jié)構(gòu)新增加的連接單獨受力時，與設(shè)計新結(jié)構(gòu) 的連接沒有什么不同，可按現(xiàn)行的連接沒有什么不同，可按現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu) 設(shè)計規(guī)范設(shè)計規(guī)范設(shè)計計算。與原結(jié)構(gòu)連接共同設(shè)計計算。與原結(jié)構(gòu)連接共同 受力時，要考慮新舊連接應(yīng)力水平和工作受力時，要考慮新舊連接應(yīng)力水平和工作 性能上的差異，分別進行計算。加固用的性能上的差異，分別進行計算。加固用的 連接材料和連接件宜與結(jié)構(gòu)鋼材和原連接連接材料和連接件宜與結(jié)構(gòu)鋼材和原連接 材料相匹配，如

27、果原有材料已不再生產(chǎn)，材料相匹配，如果原有材料已不再生產(chǎn)， 必須使用不相匹配的材料時，應(yīng)進行專門必須使用不相匹配的材料時，應(yīng)進行專門 的研究，并找到可靠的依據(jù)。的研究，并找到可靠的依據(jù)。 一般說來，焊縫連接比螺栓或鉚釘連接要方便，一般說來，焊縫連接比螺栓或鉚釘連接要方便， 不需要現(xiàn)場打孔，易于施工。在原結(jié)構(gòu)使用焊縫不需要現(xiàn)場打孔，易于施工。在原結(jié)構(gòu)使用焊縫 連接的情況下自然要采用焊縫連接。即使原結(jié)構(gòu)連接的情況下自然要采用焊縫連接。即使原結(jié)構(gòu) 不是采用焊縫連接，但如果加固處允許焊接，也不是采用焊縫連接，但如果加固處允許焊接，也 可考慮采用焊縫連接。可考慮采用焊縫連接。 如圖如圖10.9(a)所示

28、的節(jié)點，腹桿只用側(cè)面角焊縫連所示的節(jié)點，腹桿只用側(cè)面角焊縫連 于節(jié)點板，就可以加設(shè)正面角焊縫進行加固。如于節(jié)點板，就可以加設(shè)正面角焊縫進行加固。如 果加設(shè)正面角焊縫還不夠，則可以加高原有角焊果加設(shè)正面角焊縫還不夠，則可以加高原有角焊 縫，但加高焊縫只能在一定限度之內(nèi)。角鋼肢尖縫，但加高焊縫只能在一定限度之內(nèi)。角鋼肢尖 焊縫不超過角鋼厚度，角鋼肢背焊縫不能超過角焊縫不超過角鋼厚度，角鋼肢背焊縫不能超過角 鋼厚度的鋼厚度的1.5倍，如圖倍，如圖10.9(b)所示。當增加焊縫所示。當增加焊縫 高度有困難時，可以像圖高度有困難時，可以像圖10.9(c)那樣在加大節(jié)點那樣在加大節(jié)點 板的基礎(chǔ)上加長焊縫。

29、鉚接的構(gòu)件可以像圖板的基礎(chǔ)上加長焊縫。鉚接的構(gòu)件可以像圖 10.9(d)那樣用焊縫進行加固。焊接桿件加長角焊那樣用焊縫進行加固。焊接桿件加長角焊 縫還可以借助于短斜板，如圖縫還可以借助于短斜板，如圖10.10所示，這種做所示，這種做 法比加大節(jié)點板要簡便得多。法比加大節(jié)點板要簡便得多。 鋼結(jié)構(gòu)加固中適宜采用螺栓連接的情況有以下幾種場合：鋼結(jié)構(gòu)加固中適宜采用螺栓連接的情況有以下幾種場合： （1） 螺栓連接施工較方便的場所。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接不外螺栓連接施工較方便的場所。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接不外 乎焊接、鉚釘連接和螺栓連接（包括普通螺栓和高強度螺乎焊接、鉚釘連接和螺栓連接（包括普通螺栓和高強度螺 栓）幾類。

30、目前鉚釘連接由于工藝落后已很少采用。焊接栓）幾類。目前鉚釘連接由于工藝落后已很少采用。焊接 連接一般說來施工更簡便，但要有焊機及合格的焊工，若連接一般說來施工更簡便，但要有焊機及合格的焊工，若 現(xiàn)場不能滿足這兩條，則采用螺栓連接是適宜的?，F(xiàn)場不能滿足這兩條，則采用螺栓連接是適宜的。 （2） 被加固構(gòu)件所用鋼材不符合可焊性要求的場合。焊被加固構(gòu)件所用鋼材不符合可焊性要求的場合。焊 接連接除了要求配備有適用的焊機及合格的焊工外，更關(guān)接連接除了要求配備有適用的焊機及合格的焊工外，更關(guān) 鍵的一點是鋼材必須符合可焊性要求，尤其在現(xiàn)場操作，鍵的一點是鋼材必須符合可焊性要求，尤其在現(xiàn)場操作， 很難實施焊接工

31、藝的特殊要求時，不符合可焊性要求的鋼很難實施焊接工藝的特殊要求時，不符合可焊性要求的鋼 材只能用螺栓等機械式連接方式。材只能用螺栓等機械式連接方式。 （3） 焊接過程是一個不均勻的熱循環(huán)過程，其結(jié)果必然焊接過程是一個不均勻的熱循環(huán)過程，其結(jié)果必然 在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生焊接應(yīng)力或焊接變形，對于要求加固過程中在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生焊接應(yīng)力或焊接變形，對于要求加固過程中 不產(chǎn)生附加焊接變形的構(gòu)件，采用焊接連接的難度很大，不產(chǎn)生附加焊接變形的構(gòu)件，采用焊接連接的難度很大， 應(yīng)改用螺栓連接。應(yīng)改用螺栓連接。 （4） 被加固構(gòu)件原為螺栓或鉚釘連接，加固時若采用焊被加固構(gòu)件原為螺栓或鉚釘連接，加固時若采用焊 接連接，就形成了

32、混合連接。對于混合連接，要根據(jù)不同接連接，就形成了混合連接。對于混合連接，要根據(jù)不同 連接的特性，考慮一種連接受力或兩種連接共同受力。連接的特性，考慮一種連接受力或兩種連接共同受力。 混合連接是指同一構(gòu)件的連接使用了兩種不同的混合連接是指同一構(gòu)件的連接使用了兩種不同的 連接方式，如螺栓與鉚釘、焊縫與螺栓、焊縫與連接方式，如螺栓與鉚釘、焊縫與螺栓、焊縫與 鉚釘?shù)榷伎煞Q混合連接。各種連接在荷載作用下鉚釘?shù)榷伎煞Q混合連接。各種連接在荷載作用下 的變形相近時，才能保證各種連接同時達到極限的變形相近時，才能保證各種連接同時達到極限 狀態(tài)，共同承擔荷載。狀態(tài)，共同承擔荷載。 由于焊縫連接的剛度比普通螺栓或

33、鉚釘大得多由于焊縫連接的剛度比普通螺栓或鉚釘大得多， 混合連接中焊縫達到極限狀態(tài)時，普通螺栓或鉚混合連接中焊縫達到極限狀態(tài)時，普通螺栓或鉚 釘承擔的荷載還很小，因此應(yīng)按焊縫承受全部作釘承擔的荷載還很小，因此應(yīng)按焊縫承受全部作 用力進行計算。但原有連接件還要繼續(xù)保留，不用力進行計算。但原有連接件還要繼續(xù)保留，不 宜拆除。宜拆除。 焊縫與高強度螺栓混合連接焊縫與高強度螺栓混合連接時，如兩種連接的承時，如兩種連接的承 載力的比值在載力的比值在11.5的范圍內(nèi)，二者的荷載變形情的范圍內(nèi)，二者的荷載變形情 況基本接近，可以共同工作，連接的總承載力為況基本接近，可以共同工作，連接的總承載力為 二者分別計算

34、的承載力之和；若比值超出這一范二者分別計算的承載力之和；若比值超出這一范 圍，荷載將主要由較強的連接承擔，較弱的連接圍，荷載將主要由較強的連接承擔，較弱的連接 起不到分擔作用。起不到分擔作用。 焊栓混合連接若使用先栓后焊工序焊栓混合連接若使用先栓后焊工序，由于焊接熱，由于焊接熱 影響使螺栓預(yù)拉力有所松弛（為焊前的影響使螺栓預(yù)拉力有所松弛（為焊前的 90%95%），故計算高強度螺栓承載力時要乘），故計算高強度螺栓承載力時要乘 以以0.9的平均折減系數(shù)。而采用合理的分段栓焊工的平均折減系數(shù)。而采用合理的分段栓焊工 序，如先予高強度螺栓序，如先予高強度螺栓50%的預(yù)拉力的預(yù)拉力焊接焊接焊焊 后終擰，

35、焊接熱影響在焊后終擰時得以補償，所后終擰，焊接熱影響在焊后終擰時得以補償，所 以承載力不予折減，但預(yù)栓必須達到以承載力不予折減，但預(yù)栓必須達到50%預(yù)拉力預(yù)拉力 才能保證抵制焊接變形而不影響整個連接質(zhì)量。才能保證抵制焊接變形而不影響整個連接質(zhì)量。 鋼結(jié)構(gòu)中所用的構(gòu)件一般是由鋼廠批量生鋼結(jié)構(gòu)中所用的構(gòu)件一般是由鋼廠批量生 產(chǎn)，并需有合格證明，因此材料的強度及產(chǎn)，并需有合格證明，因此材料的強度及 化學成分是有良好保證的。化學成分是有良好保證的。 工程檢測的重點在于安裝、拼接過程中產(chǎn)工程檢測的重點在于安裝、拼接過程中產(chǎn) 生的質(zhì)量問題。生的質(zhì)量問題。 構(gòu)件尺寸及平整度的檢測；構(gòu)件尺寸及平整度的檢測；

36、構(gòu)件表面缺陷的檢測；構(gòu)件表面缺陷的檢測； 連接連接(焊接、螺栓連接焊接、螺栓連接)的檢測；的檢測； 鋼材銹蝕檢測；鋼材銹蝕檢測； 防火涂層厚度檢測。防火涂層厚度檢測。 如果鋼材無出廠合格證明，或?qū)ζ滟|(zhì)量有懷如果鋼材無出廠合格證明，或?qū)ζ滟|(zhì)量有懷 疑，則應(yīng)增加鋼材的力學性能試驗，必要時再疑，則應(yīng)增加鋼材的力學性能試驗，必要時再 檢測其化學成分。檢測其化學成分。 每個尺寸在構(gòu)件的每個尺寸在構(gòu)件的3個部位量測，個部位量測， 取取3處的平均值作為該處的平均值作為該 尺寸的代表值。鋼構(gòu)件的尺寸偏差應(yīng)以設(shè)計圖紙規(guī)定的尺尺寸的代表值。鋼構(gòu)件的尺寸偏差應(yīng)以設(shè)計圖紙規(guī)定的尺 寸為基準計算尺寸偏差；偏差的允許值應(yīng)

37、符合其產(chǎn)品標準寸為基準計算尺寸偏差；偏差的允許值應(yīng)符合其產(chǎn)品標準 的要求。的要求。 梁和桁架構(gòu)件的變形有平面內(nèi)的垂直變形和平面外的側(cè)向梁和桁架構(gòu)件的變形有平面內(nèi)的垂直變形和平面外的側(cè)向 變形，因此要檢測兩個方向的平直度。柱的變形主要有柱變形，因此要檢測兩個方向的平直度。柱的變形主要有柱 身傾斜與撓曲。檢查時可先目測，發(fā)現(xiàn)有異常情況或疑點身傾斜與撓曲。檢查時可先目測，發(fā)現(xiàn)有異常情況或疑點 時時,對梁對梁 、桁架可在構(gòu)件支點間拉緊一根鐵絲或細線，然、桁架可在構(gòu)件支點間拉緊一根鐵絲或細線，然 后測量各點的垂度與偏差；對柱的傾斜可用經(jīng)緯儀或鉛垂后測量各點的垂度與偏差；對柱的傾斜可用經(jīng)緯儀或鉛垂 測量。

38、柱撓曲可在構(gòu)件支點間拉緊一根鐵絲或細線測量。測量。柱撓曲可在構(gòu)件支點間拉緊一根鐵絲或細線測量。 基本原理基本原理: 外加磁場對工件外加磁場對工件(只能是鐵磁性材料只能是鐵磁性材料)進行磁化，進行磁化， 被磁化后的工件上若不存在缺陷，則它各部位的被磁化后的工件上若不存在缺陷，則它各部位的 磁特性基本一致，而存在裂紋、氣孔或非金屬物磁特性基本一致，而存在裂紋、氣孔或非金屬物 夾渣等缺陷時，由于它們會在工件上造成氣隙或夾渣等缺陷時，由于它們會在工件上造成氣隙或 不導(dǎo)磁的間隙，使缺陷部位的磁阻大大增加，工不導(dǎo)磁的間隙，使缺陷部位的磁阻大大增加，工 件內(nèi)磁力線的正常傳播遭到阻隔，根據(jù)磁連續(xù)性件內(nèi)磁力線的

39、正常傳播遭到阻隔，根據(jù)磁連續(xù)性 原理，這時磁化場的磁力線就被迫改變路徑而逸原理，這時磁化場的磁力線就被迫改變路徑而逸 出工件，并在工件表面形成漏磁場。出工件，并在工件表面形成漏磁場。 1、預(yù)處理、預(yù)處理 將構(gòu)件表面的油脂、涂料以及鐵銹等去掉，以免影響磁粉將構(gòu)件表面的油脂、涂料以及鐵銹等去掉，以免影響磁粉 附著在缺陷上。附著在缺陷上。 、磁、磁 化化 選用適當?shù)拇呕椒ê痛呕娏?，接通電源，對?gòu)件進行選用適當?shù)拇呕椒ê痛呕娏鳎油娫?，對?gòu)件進行 磁化磁化 。 、施加磁粉、施加磁粉 按所選的干法或濕法施加干粉或磁懸液。按所選的干法或濕法施加干粉或磁懸液。 、觀察記錄、觀察記錄 用非熒光磁粉擦

40、傷時，在光線明亮的地方，用自然光或燈用非熒光磁粉擦傷時，在光線明亮的地方，用自然光或燈 光進行觀察；用熒光磁粉擦傷時，則在暗室等暗處用紫外光進行觀察；用熒光磁粉擦傷時，則在暗室等暗處用紫外 燈進行觀察。燈進行觀察。 鋼結(jié)構(gòu)的許多質(zhì)量事故出在連接上，故應(yīng)將連接鋼結(jié)構(gòu)的許多質(zhì)量事故出在連接上，故應(yīng)將連接 作為重點對象進行檢查。作為重點對象進行檢查。 連接板的檢查包括：連接板的檢查包括： 1)檢測連接板尺寸檢測連接板尺寸(尤其是厚度尤其是厚度)是否符合要求；是否符合要求； 2)用直尺作為靠尺檢查其平整度；用直尺作為靠尺檢查其平整度； 3)測量因螺栓孔等造成的實際尺寸的減??；測量因螺栓孔等造成的實際尺

41、寸的減??； 4)檢測有無裂縫、局部缺損等損傷。檢測有無裂縫、局部缺損等損傷。 檢查焊縫缺陷時，可用檢查焊縫缺陷時，可用超聲探傷儀或射線探測儀超聲探傷儀或射線探測儀 檢測。檢測。在對焊縫的內(nèi)部缺陷進行探傷前應(yīng)先進行在對焊縫的內(nèi)部缺陷進行探傷前應(yīng)先進行 外觀質(zhì)量檢查。外觀質(zhì)量檢查。 焊縫表面質(zhì)量焊縫表面質(zhì)量的檢驗可目測或用的檢驗可目測或用10倍放大鏡，當倍放大鏡，當 存在疑義時，采用磁粉或滲透擦傷。如果焊縫外存在疑義時，采用磁粉或滲透擦傷。如果焊縫外 觀質(zhì)量不滿足規(guī)定要求，需進行修補。觀質(zhì)量不滿足規(guī)定要求，需進行修補。 焊縫的外形尺寸一般用焊縫檢驗尺測量。焊縫的外形尺寸一般用焊縫檢驗尺測量。焊縫檢

42、焊縫檢 驗尺由主尺、多用尺和高度標尺構(gòu)成，可用于測驗尺由主尺、多用尺和高度標尺構(gòu)成，可用于測 量焊接母材的坡口角度、間隙、錯位、焊縫高度、量焊接母材的坡口角度、間隙、錯位、焊縫高度、 焊縫寬度和角焊縫高度。焊縫寬度和角焊縫高度。 焊縫檢驗焊縫檢驗 對于焊縫超聲波探傷來說，主要是利用脈沖反射對于焊縫超聲波探傷來說，主要是利用脈沖反射 式直接方法進行，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求選用合適式直接方法進行，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求選用合適 的探傷方法。的探傷方法。 （一）射線探傷法的概念（一）射線探傷法的概念 射線穿透物質(zhì)時，由于物質(zhì)完好部位和射線穿透物質(zhì)時，由于物質(zhì)完好部位和 缺陷處對射線的吸收不同，使穿過物質(zhì)后缺陷處對射線的吸收不同，使穿過物質(zhì)后 的射線強度度發(fā)生變化，將這種強弱變化的射線強度度發(fā)生變化，將這種強弱變化 差異記錄在感光膠片上，通過觀察處理后差異記錄在感光膠片上，通過觀察處理后 的照相底片上不同的黑度差，就能掌握射的照相底片上不同的黑度差，就能掌握射 線強弱變化情況，從而就能確定被透照物線強弱變化情況，從而就能確定被透照物 體內(nèi)部質(zhì)量情況，這就是射線探傷法。體內(nèi)部質(zhì)量情況，這就是射線探傷法。 （二）射線探傷的適用范圍（二）射線探傷的適用范圍 射線探傷的適用范圍極其廣泛，無論平板、圓管、射線探傷的適用范圍極