原標題：卡本鋼結(jié)構(gòu)加固|鋼結(jié)構(gòu)加固，全新解決思路等你解鎖

　　相比于當今最常見的混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)具備明顯的優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)自重輕，抗震性能好，資源回收價值高，被稱為可重復利用型與環(huán)保型綠色建筑。如今，鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量，更標志著一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟實力，自我國提出在建筑中“積極、合理地用鋼”后，我國鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量也在逐年呈上升趨勢。

　　一、增大截面焊接加固

　　焊接加固施工的便捷性和可靠性，往往是鋼結(jié)構(gòu)加固中最傳統(tǒng)也是最直接的選擇。焊接加固即在結(jié)構(gòu)受損部位焊接金屬蓋板或型鋼，對鋼結(jié)構(gòu)起到加固補強的作用。焊接加固應用時間長，技術(shù)成熟度高，但存在焊接后材料性能變差、受操作人員影響程度高的風險。

　　增大橫截面法是一種基本的加固方法，尤其是在承載條件下，考慮長期以來，承載條件下焊接加固鋼結(jié)構(gòu)工作是按照CECS：7796和YB9257-96兩本標準進行的，但由于兩者應力比限值及相關參數(shù)的取值上的差異，缺乏充分的實驗基數(shù)和數(shù)值分析，還存在著諸多不合理之處。

　　基于此，國標《鋼結(jié)構(gòu)加固設計規(guī)范》編制組開展了承載條件下焊接加固鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載性能的研究工作，以提供增大截面焊接加固法的基礎數(shù)據(jù)和理論支持，包含新的技術(shù)要點。

　　二、粘鋼加固

　　粘貼鋼板加固法又稱粘鋼加固技術(shù)，其流程是在鋼結(jié)構(gòu)表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼加固鋼板，使之黏結(jié)形成整體，共同承載，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固能力。

　　從國內(nèi)部分學者對粘鋼加固技術(shù)的試驗研究來看，該技術(shù)具有無明火、作業(yè)面小、不影響結(jié)構(gòu)外形等一系列優(yōu)點，但是由于加固件與被加固件連接界面的受力復雜，容易在各種因素的作用下發(fā)生開裂，而且加固效果過于依賴結(jié)構(gòu)膠層的作用發(fā)揮期，此方法在工程界受到一定程度的質(zhì)疑。

　　另外，鋼結(jié)構(gòu)加固還可通過在原有鋼結(jié)構(gòu)上開孔，采用鉚接與螺接的形式對鋼結(jié)構(gòu)進行加固。缺點就是，削弱了開孔處截面，容易產(chǎn)生新的應力集中。

　　三、碳纖維加固

　　1、工藝現(xiàn)狀

　　纖維增強復合材料的優(yōu)點主要有強度大于剛度、抗疲勞性和耐腐蝕性好、現(xiàn)場可操作性強、施工周期短、保護原結(jié)構(gòu)等等，而且因其優(yōu)異的物理、力學性能，目前已廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)的加固之中。

　　在采用粘貼碳纖維復合材料加固鋼結(jié)構(gòu)的時候，對鋼材表面和碳纖維復合材料(特指碳纖維板)表面的處理是碳纖維復合材料加固鋼結(jié)構(gòu)的重要工序之一，也是加固成功或失敗的關鍵因素之一。

　　正常情況下，鋼材表面會存在一些不同程度的氧化物、銹跡、油污以及其他雜質(zhì);同樣，碳纖維復合材料在一系列加工、運輸、儲存的過程中表面也會存在種吸附物，而碳纖維復合材料加固鋼結(jié)構(gòu)是借用結(jié)構(gòu)膠粘劑將碳纖維材料和鋼材粘接在一起，使之共同受力，達到加固補強的目的，如果在表面存在雜質(zhì)，將直接影響到粘接表面的內(nèi)聚強度。

　　通常來說鋼材表面的處理一般表現(xiàn)為三個方面：

　　1、除去鋼材表面的油污及松散層，提高結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)能力;

　　2、增加鋼材與碳纖維復合材料的有效粘貼面積;

　　3、提高粘接表面的內(nèi)聚強度;

　　而這三個方面的相關影響因素則是粘接表面的清潔度和粗糙度，在實際使用中的鋼材都沒有經(jīng)過鈍化處理，在其表面經(jīng)常會有一層氧化物或者油污的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，與基體的結(jié)合強度很低，影響了結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)能力，降低了界面的粘結(jié)強度，所以需要對粘接表面進行清潔處理是十分有必要的。

　　對于截面較小的鋼結(jié)構(gòu)來說，適當?shù)膶⒄辰颖砻娲植诨�，一方面不僅提高了粘接表面積，另一方面膠粘劑還與表面的凸起物之間形成了微觀機械咬合力并提高了粘接表面的摩擦力，有效的提高碳纖維復合材料與鋼結(jié)構(gòu)粘接表面的粘接力。

　　碳纖維布不需要處理，對于預成型碳纖維板來說，應該在其表面采取噴砂處理來增加碳纖維板的粗糙程度，以增加其粘附強度。在進行處理的工程中，應控制處理的程度和力度，不要使碳纖維絲 或有損傷，并將其表面用干燥的布清除表面殘留物。

　　四、組合加固

　　組合加固法是利用組合結(jié)構(gòu)加固混凝土的原理，采用內(nèi)填混凝土和外包混凝土的方式對鋼結(jié)構(gòu)進行加固。內(nèi)填混凝土加固法主要用于加固鋼管構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)負載盡可能的卸除，但是在大多數(shù)情況下，由于初應力水平對結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的影響，初始荷載難以卸除，也導致了外包混凝土在進行加固時，由于原構(gòu)件所承受的荷載水平出現(xiàn)應力滯后的現(xiàn)象。

　　為便于設計人員在加固中使用，兩種組合加固法可以采用強度折減系數(shù)的概念，基于已有的研究成果，建立強度折減系數(shù)與初應力水平的量化關系，從而對加固后截面的承載能力進行折減。

　　五、預應力加固法

　　鋼結(jié)構(gòu)預應力加固的原理是利用預應力鋼絞線對鋼結(jié)構(gòu)整體或構(gòu)件進行加固的方法，其本質(zhì)是通過施加預應力降低原鋼結(jié)構(gòu)應力水平，從而改變原鋼結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力分布。

　　對鋼結(jié)構(gòu)施加預應力進行加固主要適用于較大跨度及采用一般方法無法加固或加固效果不理想的較高應力、應變狀態(tài)下的大型鋼結(jié)構(gòu)加固工程，可以達到加固原有鋼結(jié)構(gòu)，改變原結(jié)構(gòu)剛度與內(nèi)力的效果，施工方便、成本低廉、預應力束可以單獨防腐或是更換。

　　此外，若使用預應力碳纖維板加固鋼結(jié)構(gòu)時，除遵守一般鋼結(jié)構(gòu)加固的準則與規(guī)定外，還應遵循預應力碳板加固的設計與計算原則。

　　六、總結(jié)

　　建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)不可避免地存在各種缺陷和損傷。在荷載和環(huán)境等因素的作用下，材料發(fā)生變化，引起宏觀力學性能的劣化，導致鋼結(jié)構(gòu)工程事故。

　　為確保結(jié)構(gòu)安全工作，延長使用壽命就必須對損傷構(gòu)件進行更換或加固，更換這些構(gòu)件將造成極大的浪費，而且會影響結(jié)構(gòu)的正常使用。

　　同時，結(jié)構(gòu)損傷具有局部性和多發(fā)性特點，這些結(jié)構(gòu)不可能在出現(xiàn)損傷時就立即退役。因此，尋求經(jīng)濟高效的鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)既是土木工程領域亟待解決的技術(shù)問題，又是一個關系到社會可持續(xù)發(fā)展的問題。

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