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摘要：近年来，各类建筑物的改造加固工程已得到迅速发展，如何采取有效的措施对既有建筑物进行处理以达到其功能要求，是工程技术人员而临的必要问题。当钢结构存在严重缺陷和损伤或改变使用条件，经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求时，应对钢结构进行加固。建筑结构的加固技术是为了确保城市建设的有序发展和人民生命财产安全。本文分析了钢结构加固技术的特点及应用方法，并对建筑结构加固技术的发展趋势进行展望。
关键词：建筑；钢结构；加固方法
前言
结构经长期使用，其功能将逐渐减弱，如果能够及时采取有效的处理措施，可以延缓结构损伤的进程，以达到延长结构使用寿命的目的。结构加固是通过一些有效的措施，使受损伤结构恢复原有结构功能，或者在已有结构的基础上提高其结构抗力能力，以满足新的使用条件下结构的功能要求。
1.建筑工程中钢结构的常见原因分析
1.1在建筑物初期建造时，设计或者施工中存在问题使得钢结构存在缺陷，焊缝长度不足，杆件切口过长，使截面削弱过多就会造成钢结构缺陷。
1.2钢结构使用年限太长，自然条件造成钢结构不同程度上的磨损、锈蚀等，造成钢结构出现缺陷。
1.3建筑物在实际应用过程中未能按照设计强度使用，超出了设计时的荷载，使得钢结构经常处在超载状态，严重影响钢结构的使用。搭建钢结构时，为了降低成本，使用一些达不到设计强度要求的钢材。
1.4地震、泥石流等自然灾害的发生会在很大程度上损坏钢结构。构建钢结构时没能深入考察当地的地形、地质，进而使得钢结构由于地基基础下沉发生损坏。
2.钢结构加固原则
钢结构或钢构件加固是一项复杂的工作，要考虑的因素很多。加固方法应从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面来选择，一般原则如下：
2.1当结构鉴定结果显示结构可靠性不满足正常使用要求时，必须对钢结构工程进行结构加固处理。结构加固的具体范围和内容应根据结构鉴定的结论和加固后使用要求来考虑，设计单位应与业主单位协商确定需要加固设计的内容。结构需要加固的范围可以是结构整体，也可以是指定的区段、特定的构件或者部位。
2.2钢结构加固后的结构安全等级应根据结构破坏造成后果的严重程度以及结构的重要性和在正常使用情况下的具体要求而定。具体的加固方案由业主单位和设计单位按结构破坏的实际情况和使用情况协商确定。
2.3在钢结构加固施工过程中一般来说要做到应尽可能不停产或少停产，这是因为停产造成的损失往往是加固费用的几倍甚至几十倍。在结构加固施工时能不能在加固施工过程中产生的施工负荷下不停产的进行加固施工，取决于要加固的结构在加固施工过程中的应力应变状态，一般构件应力应小于钢材设计强度的80%左右。
2.4对于由于冷脆、振动、高温、腐蚀、地基不均匀沉降等外界和内部原因造成的结构损坏，应提出其相应具体的处理措施后再进行加固施工。
2.5加固时可能会出现结构倾斜或者结构失稳或结构倒塌等不安全因素的钢结构。在加固施工进行前应该采取相应的临时应对技术措施和安全措施，并且在施工过程中严格执行，做到事前预防，以免在加固过程中产生不安全的事故。
3.钢结构加固方法
3.1增设支点加固法
通过额外增设支撑点来承担一部分负荷，减小结构计算的跨度，进而使得结构的内力分布也发生改变，从而大幅度的提高建筑承载能力就是我们所说的增设支点加固法。在梁、板上增设支点后，不仅能够通过减小建筑跨度，很大程度上的提高钢结构承载能力，而且还能够有效解决梁、板的挠曲变形的问题。从定义上不难看出，这种加固方法主要适用于一些大空间结构中，梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。简单、可靠是增设支点加固法的优点，存在的不足之处就是减小了建筑的有效使用空间
3.2加固或更新的部件
当结构破坏严重或原截面承载力过小，必须在地面进行加固或更新时采用。此时必须设置临时支撑，使被换构件完全卸荷：固时，必须保证被换结构卸下后整个结构的安全。确定加固方案前，应搜集原有结构的详细设计、施工资料及原有结构构件检查报告。并掌握现有实际荷载和加固后新增加荷载的准确数据。
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3.3改变结构计算图形加固法
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法，改变结构计算图形的一般加固方法：
3.3.1对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：
(1)增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；
(2)加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；
(3)增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；
(4)在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；
(5)在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。
3.3.2对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：
(1)改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;
(2)改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；
(3)增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；
(4)调整连续结构的支座位置,将结构变为撑杆式结构,施加预应力。
3.3.3对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：
(1)增设撑杆变桁架为撑杆式结构；
(2)加设预应力拉杆。
3.4加大构件截面加固法
采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑有缺陷和损伤的状况。加固构件受力分析计算简图，应反映结构的实际条件，考虑损伤及加固引起的不利变形、加固期间及前后作用在结构上的荷载及其不利组合，对于超静定结构尚应考虑冈截面加大、构件刚度改变使体系内力重分布的可能，必要时应分阶段进行受力分析和计算。采用该方法应注意的事项如下：
a.注意加固时的净空限制，使新加固的构件不得与其他构件相冲突。
B．加固设计应适应原有构件的几何状态，以利施工。
c．应尽量减少施工工作量。当原有结构钢材的可焊性较好时，根据具体情况尽量考虑用焊接加固，并应尽量减少焊接工作量，以减少焊接应力的影响，避免焊接变形。
d．加固应尽量使被加固构件截面的形心轴位置不变，以减少偏心所产生的弯矩。当偏心值超过规定时，在复核加固截面时，应考虑偏心的影响。
e．加固后的截面在构造上要考虑防腐的要求，避免形成易于积灰的坑槽而引起锈蚀。
3.5连接的加固与加固件的连接
焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法是最常使用的钢结构连接方法，在连接加固的过程中需要根据不同种类的连接方法，设计具有针对性的加固方案。综合考虑减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻比裂纹扩展等技术要求，认真分析需要连接加固部位的作用和实际受力能力，进行加固件的连接，提高各结构承受外力的能力，和其抵抗外界环境和其他因素干扰的能力。
3.6裂纹的修复与加固
结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换
4结语
总之，当钢结构存在较多的缺陷、损伤或者使用环境发生改变，经验算刚结构的强度、刚度、稳定性等不满足设计要求的时候，应进行加固，此时钢结构的加固技术显得尤其重要。
参考文献：
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[3]刘启超,崔少华,李尚飞.廊坊某钢结构房屋加固方法研究[J].华北地震科学,2017,35(S1):20-25.
论文作者:李勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/26
标签：结构论文; 钢结构论文; 构件论文; 截面论文; 荷载论文; 方法论文; 刚度论文; 《防护工程》2018年第5期论文;