網架結構杆件加固實例(一般人不告訴他)

網架結構杆件加固實例(一般人不告訴他)

某鋼筋混凝土框架結構的頂層為多功能大廳,屋面採用正交正放四角錐螺栓球平板網 架,跨度15 m,長度27 m.網格尺寸3 mx3 m,厚度1.8 m. 周邊上弦支承於混凝土圈樑上,屋面採用混凝土槽形預製板,雙坡排水。原設計中上弦靜載標準值取2.3 kN/m2,下弦靜載標準值取0.5 kN/m2 , 上弦活載標準值取0.7 kN/m2。鋼管材質為Q 235鋼。

該網架工程於1996年建成投入使用,2005年更換吊頂時發現部分杆件發生彎曲。經檢測,最大彎曲矢高為20mm。還有部分螺栓鬆動。經計算分析,彎曲的原因屬於設計不合理。共有5根受壓桿件穩定承載力不滿足要求. 截面規格分別為 D108x4.0,D60x3.0,D48x3.0大超應力比為1.23。螺栓承載力滿足要求,需要加大杆件截面,彎曲杆件也需要加固。

網架結構杆件加固實例(一般人不告訴他)

​(1))加固設計網架常用加固方式有:減小負荷、更換杆件、改變支承條件、加大杆件截面,粘貼碳 纖維布等。本工程減小負荷、改變支承條件都不允許,而且由於屋面採用混凝土預製板, 自重較大,採用更換杆件的方式進行加固風險太大,粘貼碳纖維只能用於受拉桿件的補 強,因此最終決定採取加大杆件截面的加固方法。 常用加大杆件截面的方法有兩種,一種是在原鋼管外再套鋼管,另一種是外包雙槽 鋼。前者先將外套鋼管沿縱向軸線一剖為二,然後再將兩個半圓鋼管對扣在原鋼管外焊 接,其優點是外觀與原結構相一致,均是圓形截面,但剖分鋼管必較困難,如果採用火焰 切割,會產生較大的扭曲變形。外包雙槽鋼則相對簡單的多,但缺點是外觀明顯不一致。 由於本工程有吊頂,不影響外觀。

三種鋼管的加固方式見(圖1)。對於D180x4.0 鋼管,因沒有合適規格的槽鋼,只能通過連接板使之與鋼管連接。外包槽鋼的長度等於鋼管的長度,起到增加杆件抗彎剛度 的作用,以減小長細比,增加壓桿的穩定承載力。彎曲杆件也採用類似方法處理,以阻止其進一步彎曲。

網架結構杆件加固實例(一般人不告訴他)

槽鋼兩端不能與封板(錐頭)焊接,更不能與螺栓或套筒連接。為減小焊接應力以及焊接對負載鋼管的影響,槽鋼或連接板與鋼管之間的焊接採用間斷焊縫,每隔200mm焊接100mm。外包槽鋼選擇完畢後 需要驗算組合杆件的穩定承載力,由於槽鋼與鋼管之間僅通過 部分間斷焊縫連接,可以簡化認為槽鋼不參與承擔軸向荷載,只增加鋼管的剛度,減小鋼 管的計算長度,提高穩定承載力。由於加固後杆件的剛度略有增大,會影響結構的局部內 力分配,加固後杆件的內力略有增加,因此計算時應適當留有一定的富裕度。

網架結構杆件加固實例(一般人不告訴他)

(2)施 工加固前先將鬆動的螺栓予以緊固,並在加固杆件周圍搭設適當範圍的腳手架,即可以 用來施工操作,也可以兼作保護措施。焊接前應將杆件表面塗層去除。焊接時先用長20-30mm 的的間斷焊縫(間隔300mm),將槽鋼定位,再由杆件端部依次向內焊接所需連接焊縫。焊接時選擇直徑不大於4mm的低氫焊條,焊接電流不超過220A.以防燒穿正在負載的鋼管杆件。

嚴禁在網架杆件上打 將槽鋼定位,再由杆件端部依次向內焊接所需連接焊縫。焊接時選擇直徑不大於 低氫焊條,焊接電流不超過 火,前一焊道溫度冷卻至100°C 以下後,方可焊接下一道,嚴禁大面積施焊,絕對禁止沿 杆件橫截面環形焊接。

加固連接焊縫應避開杆件的原有焊縫,且間隙不小於20mm 。加固前槽鋼、連接板要徹底除鏽,加固後應根據設計 要求塗刷防腐、防火塗料。本工程外包槽鋼加固後的杆件見(圖1)。


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