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钢结构设计及加固方法的探讨?
钢结构建筑已有一百多年的发展历史,具有性能好、自重轻、工厂化程度高、施工速度快、劳动强度小等优点,因此钢结构工程以其独特的优越忧,在建筑业被越来越广泛的重视和应用。但钢结构工程在专业钢结构加固我国起步较晚,尤其是高层建筑钢结构工程与发达国家相比较少,钢结构设计方面的理论和设计经验不足,存在一些问题。因此,钢结构工程的设计方面的工作,成为我国钢结构设计行业面临的新问题。
一、分析钢结构加固的原因
随着近年来各类建筑物改造工程的迅速发展,我们对建筑物的要求也越来越高,同样对工程技术人员的要求也逐渐的提高,专业钢结构加固他们所面临的主要问题就是如何采取有效措施对即有建筑物进行处理以达到其功能要求。当出现以下状况时,我们就要对已有钢结构进行加固,一是钢结构存在严重的损坏、损伤或者是钢结构点的使用条件发生改变,另外就是经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求。下面列举几种常见的需要钢结构加固的状况:
(一)在建筑物初期建造时,设计或者施工中存在问题使得钢结构存在缺陷,焊缝长度不足,杆件切口过长,使截面削弱过多就会造成钢结构缺陷。
(二)钢结构使用年限太长,自然条件造成钢结构不同程度上的磨损、锈蚀等,造成钢结构出现缺陷。
(三)建筑物在实际应用过程中未能按照设计强度使用,超出了设计时的荷载,使得钢结构经常处在超载状态,严重影响钢结构的使用。
(四)建设钢结构时,为了降低成本,使用一些达不到设计强度要求的钢材。
(五)地震、泥石流等自然灾害的发生会对钢结构产生危害。
(六)建设钢结构时没能深入考察当地的地形、地质,或基础设计强度不足,进而使得钢结构由于地基基础下沉发生变形和损坏的。
二、分析钢结构工程设计问题
(一)设计方法方面
我国钢结构建筑的设计步骤主要是:依据弹性方法计算钢结构各构件内力,依据弹塑性方法验算钢结构构件的极限承载力。由于钢结构达到极限状态时,就会进人弹塑性变形阶段,会造成结构内力的重分布,按现在的方法设计,不能保证构件承载力可靠度的一致性。
(二)钢结构体系方面
钢结构工程低于6层的,可采用框架支撑或框架体系,高于6层的采用框架硅剪力墙或框架支撑体系,框架柱有H型钢柱、钢管混凝土柱和钢骨混凝土柱。在6层以下钢结构工程中,组合柱要比H型钢柱型要省钢;钢支撑比剪力墙的延性高,在地震等级高时延性高的地震力小,延性差的地震力大,从抗高等级地震的性能来说,钢支撑比硅剪力墙好,钢框架混凝土剪力墙体系属混合结构,抗震性方面目前研究还不够,选用时应慎重。
(三)钢结构楼板设计方面
楼板不仅承受竖向荷载并将其传给框架,还将水*力传到柱上,因此楼板的强度、承载力和整体性都十分重要。作为钢结构工程要求,楼板还应考虑隔音要求;目前钢结构工程上,压型钢板组合楼板,现浇楼板等应用较多,震级较高的震区或重要钢结构,在柱的设计方面,要考虑在柱子的周边,宜设置钢箍筋,以免高水*力破坏楼板。
(四)钢结构抗震设计方面
1、设计反应谱问题:地震记录仪构造使得很多大于3秒的强震被削弱,因此计算的反应谱不真实,而建设部人为调整的谱曲线来保证钢结构安全性的抗震设计,可靠性需进一步验证。
2、弹塑性地震反应计算问题:目前我国没有高层钢结构弹塑性地震反应计算程序,缺乏空间弹塑性地震反应分析软件。
3、钢结构大垮度设计问题:我国是一个多地震国家,国际上没有这方面的研究,需要解决抗震设计原则、设计指标和设计方法。
三、给钢结构设计及加固一点建议
(一)改变钢结构计算图形的加固法
所谓的改变钢结构计算图形的加固法就是通过改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法,增加支撑形成空间结构,并按空间结构验算,这是我们改变结构计算图形的一般方法。另外我们还会通过一些手段使得结构的承载力和结构动力特性得以改善,比如加设支撑增加结构刚度,调整结构的自震频率。我们还可以减小结构的长细比,比如增设支架或者辅助杆件来提高钢结构的稳定性。
(二)增设支点加固法
通过额外增设支撑点来承担一部分负荷,减小结构计算的跨度,进而使得结构的内力分布也发生改变,从而大幅度的提高建筑承载能力就是我们所说的增设支点加固法。在梁、板上增设支点后,不仅能够通过减小建筑跨度,很大程度上的提高钢结构承载能力,而且还能够有效解决梁、板的挠曲变形的问题。从定义上不难看出,这种加固方法主要适用于一些大空间结构中,梁、板、桁架、网架等水*结构的加固。简单、可靠是增设支点加固法的优点,存在的不足之处就是减小了建筑的有效使用空间。
(三)粘结外包型钢加固法
在被加固构件的外边包上型钢或者钢板就是我们所说的外包钢加固法。外包法可以分为湿式外包法和干式外包法两种方法。湿式外包法就是采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加同构件粘结成一整体。外包钢加固法采用的就是湿式外包法,用这种方法加固后的构件,受拉和受压钢截面面积会有大幅度的提升,进而提高了正截面承载力和截面刚度。
(四)受弯杆件可采用改变其截面内力的方法进行加固
改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载,改变端部支承情况,例如变铰接为刚结,增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构,调整连续结构的支座位置,将结构变为撑杆式结构,施加预应力。在施工过程中,比较常见的对受弯杆件的加固是通过改变其截面内力的方法实现的,合理地调整受弯杆件的截面内力可以改变荷载的分布,利用刚结的操作方法改变端部的支撑能力,采用整体连续的结构设计增加端部结构的稳定性,利用撑杆的独特受力情况,及时调节受弯杆件的预应力。
(五)对桁架可采取改变其杆件内力的方法进行加固
我们知道撑杆式结构可以增加结构的承受能力,更好地将整体受体压力进行分散,达到桁架加固的目的。为了进一步改变桁架杆件的内力加设预应力拉杆,使预应力拉杆和撑杆式结构联合起来,共同完成桁架的加固任务。
(六)加大构件截面的加固
构件截面由于长期暴露在空气中,容易受到气候和天气因素的影响,会大大降低其本身的使用性能,不利于更好地发挥作用。在施工过程中,我们首先要认真找到在构件截面中出现的问题,根据加固技术方案的要求,分析已经出现问题的严重性,制定及时的补救措施。在弥补已经存在问题和缺陷的同时,还需要使用先进的仪器设施增加加固技术的使用性和适应性,在加大构件截面稳定性的前提下,使构件截面和其他结构联系起来,共同完成加固改进。
(七)连接的加固与加固件的连接
焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法是最常使用的钢结构连接方法,在连接加固的过程中需要根据不同种类的连接方法,设计具有针对性的加固方案。综合考虑减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻比裂纹扩展等技术要求,认真分析需要连接加固部位的作用和实际受力能力,进行加固件的连接,提高各结构承受外力的能力,和其抵抗外界环境和其他因素干扰的能力。
总之,随着国内经济突飞猛进地发展,钢结构在建筑业被越来越广泛的重视和应用,钢结构工程在我国将得到前所未有的发展。作为钢结构工程设计人员,面对钢结构建筑的大量涌现,应与时俱进,加强学习有关钢结构工程的专业知识与管理内容,特别对钢结构工程设计方面的一些问题应认真细致的分析和研究,不出现丝毫漏洞,从而确保我国高层钢结构工程的经济性和安全性。
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钢结构加固工程介绍?
谈到钢结构加固工程?现阶段,我国建筑施工企业如何进行钢结构加固施工,基本工程情况怎么样?以下是中达咨询整理建筑术语钢结构加固工程基本介绍:
中达咨询梳理相关资料,钢结构加固主要**包括:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。
钢结构加固工程主体项目包括:(1)钢结构主体项目原因分析(2)钢结构加固原则(3)钢结构加固方法三大类,中达咨询为了让相关人员进一步了解钢结构加固相关技术情况,整理相关数据资料内容,基本情况如下:
施工技术细则与要求:
1、首先进行尺寸丈量与尺寸复核;
2、确认尺寸无误后进行放线;
3、预埋件钢连板、节点图现场放样;
4、主梁结构与次梁结构放样定位;
5、现场焊接、加工、钻孔
技术细则:严禁预埋钢连板使用气割开孔,必须使用钻床钻孔。行业技术规范要求:预埋件钢板钻孔直径允许大于等于螺杆直径的0.5毫米。严禁为了便于好施工,钻大孔。钢结构的主梁结构,主要是依靠钢梁两端的预埋件节点板的作用,如果锚固(锚固是建筑结构加固技术,属于较强的专业,其技术性更强)连接钢板开大孔时,锚杆的螺母与钢板的紧定受力发生变化,此时的刚接板受力就会大打折扣,无法满足结构的需要荷载;
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钢结构厂房加固方法有哪些
根据泰大创新的加固经验,根据加固的对象,厂房钢结构的加固可分为钢柱的加固、钢梁的加固、钢屋架或托架的加固、吊车系统的加固、连接和节点的加固、裂纹的修复和加固等。
根据损害范围,钢结构的加固可分为两大类:一是局部加固,一般只对某些承载能力不足的杆件或连接节点进行加固。二是全面加固,是对整体结构进行的加固。
A、从设计的角度来讲,钢结构的加固主要可分为两大类:
(1)改变结构计算简图的加固方法:采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质、边界条件、增设附加杆件或支撑、施加预应力、考虑空间协同作用等措施对结构进行加固的方法。
(2)不改变结构计算简图的加固方法:在不改变结构计算简图的前提下,对原结构的构件截面和连接进行补强的方法。此时对构件的加固又称为加大截面法。
B、从施工的角度来讲,钢结构的加固也分为两大类:
(1)卸载或部分卸荷加固:结构损伤较严重或构件的应力很高,或者补强施工不得不临时削弱承受很大内力的构件及连接时,需要暂时减轻其负荷。对某些主要承受移动荷载的结构(如吊车梁等)可限制移动荷载,这就相当于部分卸荷了。当结构损坏严重或原结构构件的承载能力过小,不宜就地补强时,还需考虑将构件拆下补强或更换。此时,应采取措施使结构构件完全卸荷。
(2)在负荷状态下加固:这是加固工作量小、简便的方法。但为保证结构的安全,应要求原结构的承载力应有不少于20%的富余,并且构件应没有严重的损伤。
根据泰大创新的加固经验,
钢结构加固方法
钢结构加固方法
导语专业钢结构加固:钢结构是主要由钢制材料组成专业钢结构加固的结构专业钢结构加固,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成专业钢结构加固,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻专业钢结构加固,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。
钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。
1、改变结构计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法;
改变结构计算图形的一般加固方法:
(1)对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:
A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;
B、加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;
C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性;
D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水*力,以减轻其它柱列负荷;
E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的`拉索以加强结构的刚度。
(2)对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固:
A、改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;
B、改变端部支承情况,例如变铰接为刚结;
C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;
D、调整连续结构的支座位置;
E、将结构变为撑杆式结构;
F、施加预应力。
(3)对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固:
A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构;
B、加设预应力拉杆。
2、加大构件截面的加固
采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。
3、连接的加固与加固件的连接
钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。
钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。
4、裂纹的修复与加固
结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复。在修复前,必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换。
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钢结构加固设计与施工细节详解介绍?
谈到钢结构加固,建筑施工企业如何进行钢结构加固设计,基本设计原则情况怎么样?以下是中达咨询整理建筑术语钢结构加固工程基本介绍:
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钢结构加固设计基本原则:
1、加固应尽可能做到不停产或少停产,因停产的损失往往是加固费用的几倍或几十倍。能否在负荷下不停产加固,取决于结构的应力应变状态。一般构件的内应力小于钢材设计强度的80%,且构件损坏变形等不是太严重时,可采用负荷不停产加固方法。
2、结构加固方案要便于制作、施工,便于检查。
3、结构制造组装应尽量在生产区外进行。
4、连接加固应尽可能采用高强螺栓或焊接。
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《钢结构加固设计与施工细节详解》基本概况:
《钢结构加固设计与施工细节详解》是中国建筑工业出版社出版的图书,作者是上官子昌。
上官子昌主编的《钢结构加固设计与施工细节详解》依据现行的钢结构检测、鉴定、加同及加固施工质量验收等技术标准、规范、规程,系统地介绍了钢结构检测原理和技术,民用建筑、工业建筑可靠性鉴定与评估,钢结构的加固原理和技术,以及改造过程中的技术措施,内容全面,并提供了加固实例,具有很强的实用性和操作性。《钢结构加固设计与施工细节详解》可供钢结构工程设计、施工、检测、鉴定、监理等各类人员参考,也可供高等院校有关专业师生参考使用。
《钢结构加固设计与施工细节详解》基本信息:
书 名 钢结构加固设计与施工细节详解
作 者 上官子昌
ISBN 978-7-112-13980-4
定 价 32.00
出版社 中国建筑工业出版社
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钢结构工程的加固技术?
钢结构工程的加固技术是非常重要的,每个细节的处理都关系到最后的质量,做到最好才能保障人身安全。中达咨询就钢结构工程的加固技术和大家介绍一下。
减轻荷载、改变计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,也可采用其他的加固方法。经鉴定需要加固的钢结构,根据损害范围一般分为局部加固和全面加固。
局部加固是对某承载能力不足的杆件或连接节点处进行加固,有增加杆件截面法、减小杆件自由长度法和连接节点加固法。
全面加固是对整体结构进行加固,有不改变结构静力计算图形加固法和改变结构静力计算图形加固法两类。
增加或加强支承体系,也是对结构体系加固的有效方法。
增加原有构件截面的加固方法是最费料最费工的方法(但往往是可行的方法);改变计算简图的方法最有效且多种多样,其费用也大大下降。
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关于专业钢结构加固和专业钢结构加固多少钱的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。
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