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[分享]一些钢结构加固设计知识！
一些钢构造加固设计学问
转自公众号：非解构
钢构造加固是对牢靠性缺乏或产权人请求进步牢靠度的钢构造、构件及其相关局部采取加强、部分改换或调整其内力等措施，使其具有现行设计规范及产权人所请求的平安性、适用性和耐久性。
《钢构造加固设计规范》(GB51367-2019)于2019年11月22日发布，自2020年6月1日起施行。本文分离新的钢构造加固规范，引见一些钢构造加固学问，缺乏之处欢送指正。
01
钢构造加固流程
加固改造设计的根本流程详见下图：
加固前，应依据建(构)筑物的品种，分别按现行国度规范《工业建筑牢靠性审定规范》GB 50144和《民用建筑牢靠性审定规范》GB 50292停止检测或审定。当与抗震加固分离停止时，尚应停止抗震才能审定。依据检测审定结果出具项目的检测审定报告。
构造加固后的运用年限，应由产权人和设计单位共同商定。当构造的加固资料中运用构造胶粘剂或其他聚合物成分时，其构造加固后的运用年限宜按30年思索，如需构造加固后的运用年限为50年时，其所运用的胶和聚合物的粘结性能，应经过耐长期应力作用才能的检验。
钢构造的加固可分为直接加固与间接加固两类，设计时，可依据实践条件和运用请求选择适合的加固办法及配合运用的技术。直接加固宜依据工程的实践状况选用增大截面加固法、粘贴钢板加固法和组合加固法。间接加固宜依据工程的实践状况采用改动构造体系加固法、预应力加固法。构造加固的衔接办法宜采用焊缝衔接、摩擦型高强螺栓衔接，亦可采用焊缝与摩擦型高强螺栓的混合衔接等。
构造加固设计可采用线弹性剖析办法计算构造的作用效应，并应契合现行国度规范《钢构造设计规范》GB 50017的 有关规则。构造的加固设计，应与实践施工办法严密分离，采取有效措施，保证新增构件及部件与原构造衔接牢靠，新增截面与原截面分离结实，构成整体共同工作，并不应对未加固局部，以及相关的构造、构件和地基根底形成不利的影响。
02
钢构造加固资料
(1)原构造、构件资料的资料强度
当构造牢靠性审定以为原设计文件有效，且未发现构造构件或衔接的性能有明显退化时，可采用原设计值。当构造牢靠性审定以为应重新停止现场检测时，应采用检测结果推定的屈从强度或条件屈从点停止肯定，当按现场检测的屈从强度推定值fy肯定时，其抗拉强度设计值f应取fy与γR的比值，抗力分项系数γR应取为1.2。
受有气相腐蚀的钢构造原构件，当其截面面积损失大于25%或其板件剩余厚度小于5mm时，其验算时的钢材强度设计值，尚应依据腐蚀等级乘以0.8~1.0强度降低系数。
(2)加固用钢材及焊接资料
加固件的钢号应与原构件的钢号相同或相当，韧性、塑性及焊接性能应能与原构件钢材相匹配。构造加固用钢筋的种类宜选用HRB400级或HPB300级钢筋，其质量和性能应契合相关国度标。构造加固用焊接资料的质量和性能应契合相关国度规范。
(3)构造胶粘剂
钢构造加固用的构造胶粘剂，应采用以钢为基材的构造胶，严禁采用以不饱和聚醋或醇酸树脂为主成分的胶粘剂。当运用环境为常温时，应采用I类AAA级或AA级常温构造胶; 当运用环境有高温时，应采用II类或III类耐温构造胶。
03
常用加固办法
(1)增大截面法
增大截面法加固可采用焊接衔接、螺栓衔接、铆钉衔接和粘贴钢板等方式。负荷状态下，钢构件的焊接加固，应依据原构件的运用条件，校核其最大名义应力σ0max不得超越应力比限值规则，否则应采用其他增大截面的办法停止加固。
加固后构件需满足现行设计规范的平安性、适用性及耐久性。以受弯构件为例，平面内受弯的加固构件，抗弯强度应满足以下公式：
其中f为钢材的抗弯强度设计值(MPa)，取截面中最低强度级别钢材的抗弯强度设计值;
ηm为弯构件加固强度修正系数，对双侧加固按下表取值，对单侧加固按下表0.9倍取值。
主平面内受弯的加固构件，其整体稳定性的验算应契合现行国度规范《钢构造设计规范》GB 50017的规则，稳定系数应按加固后截面计算，但验算时，应将钢材抗弯强度设计值f 改取为钢材换算强度设计值f’，并应乘以强度折减系数ηm。
钢构造受弯构件加固后的总挠度不应超越现行国度规范《钢构造设计规范》GB 50017规则的限值。加固后受弯构件的总挠度ωT应包括加固前负荷下的初始挠度ω0，焊接时因加热、固化惹起的焊接剩余挠度ωw及焊后新增荷载下的挠度增量Δω。
(2)粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法可用于钢构造受弯、受拉、受剪实腹式构件的加固以及受压构件的加固。用本办法加固的钢构造，其长期运用的环境温度不应高于60℃;处于高温、高湿、介质腐蚀、放射等特殊环境的钢构造采用本办法加固时，除应按国度现行有关规范的规则采取相应的防护措施外，尚应采用耐环境要素作用的胶粘剂，并应按特地的工艺请求停止粘贴。
受弯构件采用粘钢加固后，其受弯承载力以及受剪承载力的进步幅度，均不应超越30%。
受弯承载力的加固计算，应思索不能卸载的荷载惹起的原构件应力σ0的影响，并引人针对不同运用条件类别构件的强度修正系数ηm，其计算公式如下：
受弯构件的腹板上粘钢停止受剪加固时，关于接受静力荷载的构件应契合下列规则：
其中fv为计算部位原钢材的抗剪强度设计值，ηv受弯构件腹板粘钢加固强度修正系数，关于I、II类构造取为0.80，对其他类构造取为0.85。
对受弯构件正弯矩区的正截面加固，其受拉面沿轴向粘贴的钢板的截断位置，应从其强度充沛应用的截面算起，且粘贴延伸长度的取值应契合下式规则:
04
结语
钢构造加固设计所面临的不肯定要素远比新建工程多而复杂，需求设计人员依据专家审定结论、相关标准规范及业主请求综合考量。
参考文献：
《钢构造加固设计规范》GB 51367-2019，中国建筑工业出版社出版。
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