加固技术加深篇—钢结构加固设计原理(二)

加固技术加深篇—钢结构加固设计原理(二)

轴心受力构件的加固计算,有几种不同的算法。比较保守的算法是以弹性工作阶段为准按容许应力法进行。

试验表明,轴心拉杆在原有截面受力屈服后会出现内力量分布,使加固零件的应力逐渐和原有截面拉平,因此,截面的新旧两部分在计算时可以同样看待。虽然平均应力点低于屈服点,但是试验表明加后杆件的临界力,实际上和原有截面加固时应力大小无关。因此,临界应力也可以被认为在整个截面上均匀分布。

以上两个例子时假定截面加固没有引起形心轴移动,当形心位置变动时,应按正弯构件进行计算。

加固技术加深篇—钢结构加固设计原理(二)

为了确保加固零件和原有构件应力一致,重要的轴心受压柱可以采用预应力套管如固的办法。(图1)所示工形截面柱,在翼缘外侧用两根预应力套管加固。套管由外管、内管和顶板组成采用机械或加热的办法使外管伸长然后把它和内管用焊缝连接牢固。 外管产生的预应力,而内管则为预压应力。套管放在和柱相连的上、下两梁之间用垫板和楔塞顶紧随后外管沿周长切断,它的预拉应力得到释放。内管的预压应力作用于两梁上,使柱原有的压力分散一部分到内管上。最后,切断的外管用焊接重新连接起来,作为加固零件的组成部分。

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这一方法不仅能用于轴心受压柱,也可用于偏心受压柱。加固轴心受压柱时,套管对称放置,加固偏心柱时则可以非对称放置。

梁截面的加固,可以在翼缘上加焊盖板(图2a),也可以加设斜翼板、角钢、钢管(图2 h, e, d)如果净空不受限制,还可增大梁的高度,加设新的下翼缘工(图2e)。斜翼板适用于梁翼缘外侧不能加焊的场合,采用这种加固方式需要切断横向加劲肋,使加固材料沿全长连续不断(图2f).在上翼缘处,切断的加劲肋用小板重新接长;并和新加的翼緣板用焊缝连接。下翼缘处则不要接长,增大梁高度的方案通常用料比较多。如果加固时梁不拆下,主要焊缝都是仰焊。

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梁的加固计算和轴心受力构件类似,存在几种不同算法,包括弹性阶段的容许应力法和极限状态法。以及考虑应力重分布的极限状态法。虽然经过塑性发展后加固材料的应力可以和原有材料拉平,但塑性变形不宜过大,因而加以限制。至于直接承受动力荷载的构件,考虑到可能疲劳控制型性不易发展,故不依靠加固材料分担原有荷载。拉杆、压杆的计算和梁相似。

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在构件截面加固之后,还需要解决它们的连接的加固用焊接对结构的连接。进行加固比较方便,因为不需要钻孔等工序。因此,焊接结构的节点连接采用焊接,包括加长和加高原有的角焊缝.如(图3a)所示的节点,腹杆只用侧焊缝连于节点板,就可以加设端焊縫。如果加设端焊缝还不够,则可以加高原有焊缝,加高焊缝只能在一定限度之内:角钢肢尖焊缝超不过角钢厚度,角钢背棱焊缝最多只能用到角钢厚度的1.5倍,如(图3b)所示。当增大厚度有困雄时,可以像(图3c)邢样在加大节点板的基础上加长焊缝。铆接的构件可以像(图3d)那样月焊缝加固.铆钉的性能和紧密配合的栓和似,它和焊缝共同工作。

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