本文呈現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)加固案例研究相關(guān)內(nèi)容，通過對具體鋼結(jié)構(gòu)加固實(shí)例的剖析，深入探討了鋼結(jié)構(gòu)在面臨不同狀況時所需的加固措施及方法，案例涵蓋了多種實(shí)際場景，包括因承載能力不足、結(jié)構(gòu)老化或外部因素影響等導(dǎo)致的鋼結(jié)構(gòu)問題，詳細(xì)介紹了從前期的結(jié)構(gòu)評估、問題診斷，到選用合適的加固技術(shù)，如增大截面法、粘貼鋼板法、碳纖維加固法等，以及具體的施工流程與要點(diǎn)，同時分析了加固后的效果評估，包括結(jié)構(gòu)性能的提升、安全性的增強(qiáng)等方面。

一、亞的斯亞貝巴博萊國際機(jī)場T2航站樓屋面網(wǎng)架加固案例

• 案例情況：
  • 該機(jī)場T2航站樓屋面為正放四角錐螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，由于常年投入使用及擴(kuò)建，現(xiàn)場網(wǎng)架已明顯下?lián)?，較多螺栓松動與螺栓球之間出現(xiàn)明顯空隙，有些桿件甚至脫落，少部分套筒出現(xiàn)裂紋，局部桿件壓彎，存在重大安全隱患，現(xiàn)場采用腳手架臨時支撐起屋面網(wǎng)架。
  • 某大學(xué)教授團(tuán)隊受邀進(jìn)行加固工作，經(jīng)勘測認(rèn)為網(wǎng)架原有結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，在原網(wǎng)架基礎(chǔ)上加固危險性大且無操作性，建議拆除封閉重建，但該方案未被采納。
  • 后續(xù)相關(guān)公司接手加固設(shè)計工作，打破拆除重建的僵局，通過建立與實(shí)際結(jié)構(gòu)施工較為接近的分析模型并計算復(fù)核，在網(wǎng)架腹腔內(nèi)增設(shè)鋼梁支承于砼柱上，網(wǎng)架作為荷載作用在新增鋼梁上，新增鋼梁作為屋頂承重構(gòu)件，網(wǎng)架變?yōu)?m跨的單向傳力的自承重結(jié)構(gòu)。
• 案例啟示：
  • 結(jié)構(gòu)加固方案選擇十分重要，選擇合理的加固方案應(yīng)該具備結(jié)構(gòu)安全、技術(shù)可靠、造價經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。同時，總結(jié)了鋼結(jié)構(gòu)加固施工注意事項，可供相關(guān)技術(shù)及工程人員參考。此案例體現(xiàn)了在鋼結(jié)構(gòu)加固中，需要綜合考慮結(jié)構(gòu)實(shí)際情況、安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面因素來確定加固方案的重要性。

二、鋼結(jié)構(gòu)加固的一般情況與原則

• 加固原因：
  • 設(shè)計或施工失誤：如焊縫長度不足，桿件切口過長，使截面削弱過多等。
  • 長期使用損耗：結(jié)構(gòu)經(jīng)長期使用，出現(xiàn)不同程度的銹蝕、磨損以及操作不正常等，造成結(jié)構(gòu)缺陷，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面嚴(yán)重削弱。
  • 荷載增加：工藝生產(chǎn)條件變化，使結(jié)構(gòu)上荷載增加，原有結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)。
  • 鋼材質(zhì)量問題：使用的鋼材質(zhì)量不符合要求。
  • 災(zāi)害損傷：意外、自然災(zāi)害對結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重。
  • 基礎(chǔ)問題：由于地基基礎(chǔ)下沉，引起結(jié)構(gòu)的變形和損傷。
• 加固原則：
  • 減少停產(chǎn)影響：加固應(yīng)盡可能做到不停產(chǎn)或少停產(chǎn)，因停產(chǎn)的損失往往是加固費(fèi)用的幾倍或幾十倍。
  • 便于施工檢查：結(jié)構(gòu)加固方案要便于制作、施工，便于檢查。
  • 場外制作優(yōu)先：結(jié)構(gòu)制造組裝應(yīng)盡量在生產(chǎn)區(qū)外進(jìn)行。
  • 連接加固方式：連接加固應(yīng)盡可能采用高強(qiáng)螺栓或焊接。

三、鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法

• 改變結(jié)構(gòu)計算圖形加固法：
  • 采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。
  • 加固過程中，除應(yīng)對被加固結(jié)構(gòu)承載能力和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行計算外，尚應(yīng)注意對相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力和使用功能的影響，考慮在結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)以及支座中的內(nèi)力重分布，對結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))進(jìn)行必要的補(bǔ)充驗(yàn)算，并采用切實(shí)可行的合理構(gòu)造措施。
• 加大構(gòu)件截面加固法：
  • 所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮有缺陷和損傷的狀況，必要時應(yīng)分階段進(jìn)行受力分析和計算。
  • 注意事項：
    • 注意加固時的凈空限制，使新加固的構(gòu)件不得與其他桿件相沖突。
    • 加固設(shè)計應(yīng)適應(yīng)原有構(gòu)件的幾何狀態(tài)，以利施工。
    • 應(yīng)盡量減少施工工作量。當(dāng)原有結(jié)構(gòu)鋼材的可焊性較好時，根據(jù)具體情況盡量考慮用焊接加固，并應(yīng)盡量減少焊接工作量，以減少焊接應(yīng)力的影響，避免焊接變形，還應(yīng)避免仰焊。
    • 加固應(yīng)盡量使被加固構(gòu)件截面的形心軸位置不變，以減少偏心所產(chǎn)生的彎矩。
    • 加固后的截面在構(gòu)造上要考慮防腐的要求，避免形成易于積灰的坑槽而引起銹蝕。
• 連接的加固與加固件的連接：
  • 鋼結(jié)構(gòu)連接方法（焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接方法）的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。
• 裂紋的修復(fù)與加固：
  • 結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴(kuò)張性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應(yīng)設(shè)法修復(fù)。
  • 在修復(fù)前，必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性，有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實(shí)際工作或進(jìn)行加固的措施，對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予拆除更換。
• 鋼柱的加固方法：
  • 柱子卸荷法：必須在卸荷狀態(tài)下加固或更換新柱時，采取“托梁換柱”方法。當(dāng)僅需加固上部柱時，可以利用吊車梁橋架支托起屋蓋屋架，使柱子卸荷。采用此法應(yīng)考慮到用托梁代替下柱后，托梁將產(chǎn)生一定的撓度，迫使原屋架下沉，從而可能損傷與此屋架相連構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)。為此可預(yù)先在托梁上加臨時荷載，使托梁具有預(yù)先撓度。采用此法的順序是先加固鄰柱、焊接托梁與鄰柱、加臨時荷載、焊接托梁與中柱、卸下臨時荷載、加固或截去下部柱。
  • 鋼柱加固法：可采用補(bǔ)強(qiáng)柱的截面等方法。

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