现如今钢结构建筑不断发展,越来越多的钢结构大楼进入我们的生活,但是由于生产、制造、施工、使用环境等因素的影响,在钢结构建筑当中不可避免的存在着各种各样的缺陷和损伤,严重影响结构安全。传统的钢结构加固方法是将钢板焊接、螺栓连接或在损伤部位粘贴钢板等方法。但是,这些方法或多或少都存在较多缺陷:
缺陷:加固所选材料基本都为钢材,在进行加固处理时会给结构带来过多的结构自重,且钢板不易裁剪成加固所需的形状,安装运输等较为困难,在加固完工之后,需对钢材进行防锈处理,以免钢材生锈对结构胶产生不必要的影响,且维护工作量大费用较高。
然而碳纤维材料作为一种新型加固材料,碳纤维材料弹性模量与钢材相近、但强度是钢筋的5倍,同时具有质轻易于成型、抗腐蚀性和耐久性好、抗1疲劳性能好、施工方便等优点,且碳纤维材料拥有的这些优点都能完1美的解决以上几种方法所存在的缺陷,因此在钢结构修复加固中也将会得到广泛应用。
对钢结构受弯构件的修复通常是将碳纤维片材直接粘贴在受拉翼缘底部,受弯构件受力时碳纤维与受拉翼缘共同承受拉力,提高梁的承载力。而对于损伤钢梁,粘贴碳纤维加固修复不仅能恢复其损失的刚度、承载能力和改善其疲劳性能,还能对钢结构形成保护,起到加固和防腐的双重效果。在粘贴碳纤维时,将碳纤维粘贴到损伤部位的表面,使一部分荷载通过胶层传递到碳纤维上,可以降低钢结构损伤部位的名义应力,使裂纹扩展速率降低或制止裂纹的扩展,从而延长结构的使用寿命。研究表明,存在损伤缺陷的钢梁用高弹性模量的碳纤维板加固后,刚度基本能恢复到未损伤情况下钢梁刚度的90%以上,极限承载力的提高随着加固量和损伤大小而不同。
浙江万烁建筑技术有限公司,由一批长期从事建筑施工、结构加固、特种工程的工程技术人才和管理人员组成。
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纤维复合材料加固法引入我国时间还较短,但已显著地显现出其优势,成为科研院所、大专院校研究的热点,并得到了广泛的实际应用。尤其是粘贴纤维加固法较成熟,应用也比预应力纤维加固法及嵌入式纤维加固法广泛。根据研究现状,这三种纤维加固方法有待解决的共同问题主要有以下几方面:
1、纤维材料加固构件的长期受力性能与纤维材料对节点加固性能的研究;
2、用纤维加固的结构在较高温度下强度严重退化,如何改进加固材料性能和加固构件的防火耐温措施是有待研究的课题;
3、如何简化施工工艺,加强质量保证,降低工程造价是一件十分紧迫的事情。
总之,为保证经正常设计、施工的钢结构工程的可靠度,在使用阶段建设单位应对钢结构进行定期检查或维修,必要时委托专业机构进行可靠性鉴定,以确保钢结构的安全性、适用性和耐久性。近几年来随着科技发展,出现了新的加固材料和加固方法,并且这些技术具有明显的优势,得到了广泛的应用,但并不能说明,新方法新技术就可以取代传统的方法。在发展新技术的同时,应做好各种加固方法的优势互补,各种加固材料的取长补短,做好加固技术的开发,为建筑物加固提供切实可靠的技术支持。
钢结构加固标准 (1) 钢结构加固连接方式 ,即焊缝、螺栓、一般地脚螺栓和高强螺栓连接方式 的挑选, 应依据结构必须加固的缘故、目地、受力情况、结构及施工条件,并考虑到结构原有的连接方式 明确。
(2) 在同一受力位置连接的加固中,不适合选用弯曲刚度相距很大的,如焊缝与螺栓或一般 地脚螺栓相互受力的混和连接方式 ,但仅考虑到在其中弯曲刚度很大的连接(如焊缝)承担所有相互作用力时以外。若有依据,可选用焊缝和磨擦型高强度螺栓相互受力的混和连接。
(3) 加固连接常用原材料应与结构不锈钢板材和原有连接原材料的特性配对,其性能指标和抗压强度设计方案值应合乎《钢结构设计规范》的要求。
(4) 负载下连接的加固,尤其是选用端焊缝或地脚螺栓的加固而必须拆卸原有连接,和扩 大、提升接缝处时,务必采用有效的施工技术和安全防范措施,并且做好结转以确保结构(包含连接)在加固负载下具备充足的承载能力。