構(gòu)加固方法適用于多種場(chǎng)景，當(dāng)結(jié)構(gòu)因使用年限增加，受自然災(zāi)害、荷載變化、環(huán)境腐蝕等因素影響，出現(xiàn)疲勞、變形或損傷，影響整體安全性時(shí)，需及時(shí)加固，若局部構(gòu)件承載能力不足，可采用增加橫梁或豎柱分擔(dān)荷載的方法，此方法適用于對(duì)整體結(jié)構(gòu)影響不大的情況，可提高局部承載能力，外包鋼板加固適用于受力較大的構(gòu)件，能增強(qiáng)其承載能力和抗彎剛度，且施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，粘貼鋼板加固法可用于鋼結(jié)構(gòu)受彎、受拉、受剪實(shí)腹式構(gòu)件及受壓構(gòu)件的加固，但長(zhǎng)期使用環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃，處于高溫、高濕等特殊環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu)采用該方法時(shí)需按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

一、增加鋼支撐系統(tǒng)

• 適用場(chǎng)景：適用于需要提高結(jié)構(gòu)整體剛度和穩(wěn)定性的場(chǎng)景。例如在一些大型工業(yè)廠房中，如果原結(jié)構(gòu)在水平荷載（如風(fēng)荷載、地震荷載等）作用下的側(cè)向變形較大時(shí)，可以增加鋼支撐系統(tǒng)來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗側(cè)向力的能力。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)體系較為薄弱，需要增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的空間穩(wěn)定性時(shí)，增加鋼支撐系統(tǒng)也是一種有效的解決方式，像一些老舊的簡(jiǎn)易鋼結(jié)構(gòu)倉(cāng)庫(kù)，通過(guò)增加鋼支撐系統(tǒng)可提高其結(jié)構(gòu)安全性。

二、增加鋼筋混凝土組件

• 適用場(chǎng)景：
  • 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎和抗剪能力不足時(shí)適用。例如在多層鋼結(jié)構(gòu)住宅中，底層的梁柱可能承受較大的荷載，在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上加固鋼筋混凝土皮層，可以有效提高這些梁柱的承載能力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和剛度。
  • 對(duì)于一些既有鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行改造升級(jí)，需要提高結(jié)構(gòu)的整體承載能力時(shí)，增加鋼筋混凝土組件是一種可行的選擇。如將舊的鋼結(jié)構(gòu)廠房改造成多層辦公建筑時(shí)，原鋼結(jié)構(gòu)可能無(wú)法滿(mǎn)足新的荷載要求，通過(guò)增加鋼筋混凝土組件進(jìn)行加固。

三、加固節(jié)點(diǎn)連接

• 適用場(chǎng)景：
  • 在抗震要求較高的地區(qū)，結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接是抗震性能的關(guān)鍵部分。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑來(lái)說(shuō)，節(jié)點(diǎn)在地震作用下容易發(fā)生破壞，所以在這些地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)建筑加固時(shí)，加固節(jié)點(diǎn)連接尤為重要。
  • 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)建筑經(jīng)過(guò)一定年限的使用，節(jié)點(diǎn)部位出現(xiàn)老化、損傷或者在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)存在缺陷時(shí)，需要對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固連接。例如一些早期建設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，隨著交通流量的增加和使用年限的增長(zhǎng)，節(jié)點(diǎn)部位可能出現(xiàn)疲勞損傷，就需要加固節(jié)點(diǎn)連接。

四、增加剪力墻

• 適用場(chǎng)景：
  • 主要用于提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能。在地震活動(dòng)頻繁的區(qū)域，無(wú)論是鋼結(jié)構(gòu)住宅還是工業(yè)建筑，增加混凝土剪力墻或者鋼筋混凝土剪力墻都能夠有效提高結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。
  • 對(duì)于一些結(jié)構(gòu)布局不規(guī)則的鋼結(jié)構(gòu)建筑，增加剪力墻可以調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度分布，減少結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。例如一些異形鋼結(jié)構(gòu)建筑，由于建筑造型的需要，結(jié)構(gòu)形式不規(guī)則，通過(guò)合理布置剪力墻來(lái)改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

五、加固梁柱節(jié)點(diǎn)

• 適用場(chǎng)景：
  • 梁柱節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)中容易發(fā)生破壞的部位，在鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體加固中，當(dāng)需要重點(diǎn)提高結(jié)構(gòu)抗震能力時(shí)，加固梁柱節(jié)點(diǎn)是關(guān)鍵的一環(huán)。例如在高烈度地震區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑中，梁柱節(jié)點(diǎn)的加固可以顯著提升結(jié)構(gòu)在地震中的安全性。
  • 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)建筑的梁柱節(jié)點(diǎn)存在設(shè)計(jì)或施工缺陷，如節(jié)點(diǎn)連接不牢固、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不符合現(xiàn)行規(guī)范要求等情況時(shí)，需要進(jìn)行加固梁柱節(jié)點(diǎn)的操作。

六、增加附加質(zhì)量

• 適用場(chǎng)景：
  • 在一些對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求較高，且結(jié)構(gòu)自身質(zhì)量較輕的鋼結(jié)構(gòu)建筑中適用。例如一些輕型鋼結(jié)構(gòu)的臨時(shí)建筑或者簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)，通過(guò)增加附加質(zhì)量可以提高結(jié)構(gòu)的慣性力，從而增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
  • 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)建筑所在地區(qū)的風(fēng)荷載較大，結(jié)構(gòu)容易在風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生晃動(dòng)或失穩(wěn)時(shí)，增加附加質(zhì)量可以有效提高結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)穩(wěn)定性。像海邊的輕型鋼結(jié)構(gòu)觀景臺(tái)，增加附加質(zhì)量有助于其抵抗海風(fēng)的影響。

七、其他加固方法（加固螺栓連接、加固焊縫、加固支座等）

• 適用場(chǎng)景：
  • 加固螺栓連接：當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)建筑中的螺栓連接出現(xiàn)松動(dòng)、滑移或者螺栓數(shù)量不足、螺栓強(qiáng)度不夠等情況時(shí)，需要對(duì)螺栓連接進(jìn)行加固。例如在經(jīng)常受到振動(dòng)荷載作用的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)設(shè)備支架中，螺栓可能會(huì)逐漸松動(dòng)，此時(shí)就需要進(jìn)行加固螺栓連接的操作。
  • 加固焊縫：對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的焊縫，如果發(fā)現(xiàn)存在焊接缺陷（如氣孔、夾渣、未焊透等）或者在使用過(guò)程中焊縫出現(xiàn)疲勞裂紋等損傷時(shí)，需要進(jìn)行焊縫加固。如鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的焊縫，由于長(zhǎng)期承受車(chē)輛荷載的作用，可能會(huì)出現(xiàn)疲勞損傷，就需要加固焊縫。
  • 加固支座：在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，支座是傳遞荷載的重要部件。當(dāng)支座出現(xiàn)老化、損壞或者支座的承載能力不足時(shí)，需要對(duì)支座進(jìn)行加固。例如一些鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，支座長(zhǎng)期承受壓力和拉力，如果支座的橡膠墊老化或者鋼構(gòu)件出現(xiàn)銹蝕等情況，就需要加固支座。

八、加大構(gòu)件截面加固

• 適用場(chǎng)景：
  • 適用于現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度或剛度不足的情況。例如在一些老舊的鋼結(jié)構(gòu)廠房中，由于生產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代，原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的荷載增大，當(dāng)構(gòu)件的強(qiáng)度或剛度不能滿(mǎn)足新的荷載要求時(shí)，可以采用加大構(gòu)件截面加固的方法。
  • 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)局部損傷或缺陷，通過(guò)加大截面的方式可以彌補(bǔ)這些缺陷，提高構(gòu)件的承載能力。如鋼結(jié)構(gòu)柱在長(zhǎng)期使用過(guò)程中出現(xiàn)局部腐蝕或磨損，可通過(guò)加大截面進(jìn)行加固。

九、連接加固與加固件的連接（采用焊縫或鉚釘進(jìn)行連接）

• 適用場(chǎng)景：
  • 根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，當(dāng)需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的連接部位進(jìn)行加固時(shí)可采用。例如在一些早期采用鉚釘連接的鋼結(jié)構(gòu)建筑中，如果鉚釘出現(xiàn)松動(dòng)、腐蝕或者連接強(qiáng)度不足等情況，可以通過(guò)重新進(jìn)行鉚釘連接或者采用焊縫連接進(jìn)行加固。
  • 在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造或修復(fù)時(shí)，需要增加新的加固件與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接時(shí)，可采用這種加固方式。如在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行加固時(shí)，新增加的加固鋼板與原鋼梁的連接可采用焊縫或鉚釘連接。

十、裂紋修復(fù)與加固

• 適用場(chǎng)景：
  • 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫時(shí)需要進(jìn)行修復(fù)和加固。如鋼結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期承受交變荷載、溫度應(yīng)力或者遭受意外撞擊后，可能會(huì)出現(xiàn)表面裂紋，此時(shí)需要看清產(chǎn)生裂紋的原因，再采用相應(yīng)的修復(fù)加固構(gòu)件進(jìn)行加固。
  • 在一些對(duì)鋼結(jié)構(gòu)耐久性要求較高的建筑中，如化工企業(yè)中的鋼結(jié)構(gòu)廠房，由于受到化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件容易出現(xiàn)裂紋，需要及時(shí)進(jìn)行裂紋修復(fù)與加固，以保證結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命。

十一、改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形加固

• 適用場(chǎng)景：
  • 對(duì)結(jié)構(gòu)：
    • 當(dāng)需要提高結(jié)構(gòu)的承載力和改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性時(shí)適用。例如在一些高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中，如果結(jié)構(gòu)的自振頻率不理想，容易與外界激勵(lì)產(chǎn)生共振，可以通過(guò)增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等方法來(lái)改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形進(jìn)行加固。
    • 對(duì)于穩(wěn)定性不足的結(jié)構(gòu)，如細(xì)長(zhǎng)的塔架結(jié)構(gòu)，可通過(guò)增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性。在排架結(jié)構(gòu)中，如果某一列柱的負(fù)荷過(guò)大，可以重點(diǎn)加強(qiáng)這一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其他柱列負(fù)荷。
  • 對(duì)受彎桿件：
    • 當(dāng)受彎桿件的內(nèi)力分布不合理時(shí)適用。例如將一個(gè)集中荷載轉(zhuǎn)化為多個(gè)集中荷載，像在鋼結(jié)構(gòu)橋梁的梁體上，如果有較大的集中荷載作用，可以通過(guò)設(shè)置多個(gè)較小的集中荷載來(lái)改善梁的受力狀況。
    • 改變端部支承情況可用于改善受彎桿件的受力性能。如將鉸接變?yōu)閯偨Y(jié)，或者增加中間支座，把簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)、調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置、將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)、施加預(yù)應(yīng)力等改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固。這種情況適用于一些大跨度的鋼結(jié)構(gòu)梁，如體育館的大跨度鋼梁，通過(guò)改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形來(lái)提高其承載能力。

十二、增設(shè)支點(diǎn)加固

• 適用場(chǎng)景：
  • 適用于梁、板等水平結(jié)構(gòu)的加固。例如在房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)（如大跨度的鋼結(jié)構(gòu)廠房中的梁、板，桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)）中，在跨中增設(shè)支點(diǎn)后，能夠減小跨度，從而較大幅度地提高承載能力，并能減小和限制梁、板的撓曲變形。

十三、有粘結(jié)外包型鋼加固

• 適用場(chǎng)景：
  • 適用于需要提高構(gòu)件正截面承載力和截面剛度的情況。例如在一些鋼結(jié)構(gòu)混凝土組合結(jié)構(gòu)中，對(duì)混凝土梁進(jìn)行加固時(shí)，采用濕式外包法，即采用環(huán)氧樹(shù)脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)件粘結(jié)成一整體，可大幅提高受拉和受壓鋼截面面積，從而提高正截面承載力和截面剛度。

十四、粘貼纖維增加塑料加固

• 適用場(chǎng)景：
  • 除具有粘結(jié)外包型鋼加固法相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐濁、耐濕潤(rùn)、幾乎不增強(qiáng)結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。在一些對(duì)結(jié)構(gòu)自重增加較為敏感的鋼結(jié)構(gòu)建筑中，如輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅中的一些混凝土構(gòu)件加固，粘貼纖維增加塑料加固是一種較好的選擇。但需要注意進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的防火處理。在加固工程完成后，需要應(yīng)用小錘輕小扣擊粘貼鋼板，從響聲推斷粘接效果或用超聲波法探測(cè)粘貼密度。如錨固區(qū)粘貼面積少于90%，非錨固區(qū)粘貼面積少于70%，則此粘貼無(wú)效，應(yīng)剝下重新粘貼。對(duì)于重大工程，為檢驗(yàn)加固效果，須抽樣進(jìn)行荷載實(shí)驗(yàn)，一般僅作標(biāo)準(zhǔn)使用荷載實(shí)驗(yàn)，即將卸去的荷載重新全部加上，其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開(kāi)展應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)使用要求。

十五、預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

• 適用場(chǎng)景：
  • 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷需要修補(bǔ)時(shí)，采用螺栓銜接在損傷部位附近的母材上開(kāi)孔會(huì)減弱截面，形成新的應(yīng)力集中區(qū)，而預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)可避免這種情況。例如在一些承受較大荷載的鋼結(jié)構(gòu)橋梁或大型鋼結(jié)構(gòu)建筑的局部損傷修補(bǔ)中，如果采用普通螺栓在動(dòng)載作用下易松動(dòng)，高強(qiáng)螺栓易發(fā)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象，降低了結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)效果，此時(shí)預(yù)應(yīng)力加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)就更為適用。

鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的最新研究進(jìn)展

鋼結(jié)構(gòu)加固成本效益分析

不同加固方法對(duì)比及其適用條件

鋼結(jié)構(gòu)加固后的檢測(cè)與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)