钢结构加固技术的研究现状与进展.pdf

《钢结构加固技术的研究现状与进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、研究与探讨l建筑建材装饰钢结构加固技术的研究现状与进展丁家昕(上海中建建筑设计院有限公司安徽分公司，安礅合肥230022)摘要由于诸多因素会使在役钢结构的安全性降低，因而有必要加固钢结构工程。随着人们对钢结构加固技术的研究，该技术主要分为传统的加固技术和CFRP钢结构加固技术，在本文中笔者会对国内外钢结构加固技术进行全面的回顾及展望。关键词：钢结构加固CFRP(碳纤维增强复合材料)随着我国经济的快速发展．越来越多的钢结构被运用到工业与民用建筑之中。但由于在设计、安装、施工过程中可能会产生缺陷．超载、锈蚀、疲劳等原因会引起结构的损伤．从而

2、影响结构的安全。钢结构工程的加固技术日益受到人们的重视．笔者对钢结构加固技术的研究现状和趋势进行了系统的回顾和展望。1传统的钢结构加固技术传统加固的主要方法有⋯：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。1．1改变计算简圈法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。1．2加大构件鼍面加固法当构件承受动力荷载或允许塑性设计时，应采用加大构件截面加固法．其加固原则为：保证加固件与被加固件的新、老断面能可靠地共同工作；新截面的惯性半径比原截

3、面应稍大一些，这有利于保证构件的稳定性；加固件对称布置或相对于中性轴对称布置效果最好；为保证加固工作的安全．使被加固结构的实际最大应力小于材料的屈服强度。1．3连接的加固焊缝连接的加固可依次采用增加焊缝长度、有效厚度或两者同时增加的办法实现；螺栓和铆钉连接的加固应首先考虑采用适宜直径的高强度螺栓．当在负荷下进行结2012年第2期构加固时，需要拆除结构原有受力螺栓、铆钉。增加、扩大钉孔时．除应计算结构和加固连接件的承载能力外．还必须校核板件的净截面面积的强度。1．4加固件的连接为加固结构而增设的板件，除需有足够的设计承载能力和刚度外．还必

4、须与被加固结构有可靠的连接以保证二者的良好T作。2CFRP加固钢结构技术传统的钢结构加固技术已被广泛地运用到工程领域中．实践证明这些方法是非常有效的。但其缺点是费时、费力、增加结构的重量，耐久性较差．维护费用较高。相比之下碳纤维增强复合材料(CFRP)具有优秀的物理、力学性能，如高强度和高刚度、良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能、现场可操作性强、施工周期短、不损伤原结构等优点。目前CFRP被广泛用于混凝土结构中，而国内外对CFBP★I]固钢结构的研究和应用则处于起步阶段．主要集中在受弯构件的加固、受拉(压)构件的加固、疲劳加固、粘结剂及其受力

5、分析的研究、预应力加固钢结构技术的研究。2．1受弯构件的加固国内外关于CFRPJJ[]固钢结构的试验研究大部分集中在受弯构件上，主要分为无损伤缺陷钢梁的加固和损伤钢梁的加固。211无损伤缺陷钢梁的加固FRP☆fl固钢粱的试验研究最早始于20世纪90年代中期，美国特拉华大学对无损伤缺陷的工字型钢粱进行了研究¨l。国内外许多学者对各种类型的钢梁加同开展了研究．主要包括工字型截面钢粱¨1、矩形截面钢粱i3i、钢板梁⋯、钢一混凝土组合粱”¨1151c)已有的试验结果表明．随着粘贴的纤维量、纤维的弹性模量、钢材的弹性模量、钢材的屈服强度的变化．加

6、固效果也有所不同。212损伤钢梁的加固存在损伤缺陷的钢梁在用高模量的CFRP板加固后．建筑建材装饰111建筑建材装饰l研究与探讨其刚度基本能恢复到未损伤时的90％以上，极限承载力随加固量和损伤大小而变化，粘贴CFRPJJfl固修复损伤钢结构不仅能恢复其损失的刚度、承载能力，改善其疲劳性能，还能对钢结构形成保护．起到加固和防腐的双重效果％2．2受拉(压)构件的加固西安建筑科技大学的彭福明等用能量法得到了CFRP加同轴心受压钢管的弹性屈曲荷载，并与有限元计算结果进行了对比”1．结果表明：纵向粘${iCFRP对提高钢结构轴心受压构件的弹性屈曲

7、荷载比较明显，并提出可以用米预测钢结构轴心受压构件的弹性屈曲荷载的理论计算公式。西安交通大学的马建勋91等人对采用碳纤维布粘贴加同后的钢板进行了单轴拉伸试验，试验结果表明，钢板采用CFRP布双面粘贴后．屈服荷载可提高16％～18％，极限荷载可提高16％～25％．破坏模式是CFRP布被拉断．主要是断面附近或CFRP布端发生脱胶。2．3疲劳加固研究周内学者张宁“o’等提出：(1)碳纤维加固后焊趾处应力重新分布，能够承受更大的疲劳应力。(2)本试验结果表明，经过碳纤维加固后．钢结构试件应力循环次数超过50万次的疲劳强度远远高于原状焊缝。Bas

8、setli1⋯等人用预应力CFRP板加固从旧桥中取出一根铆接钢梁，结果表明用预应力CFRP板可以对铆钉孔附近疲劳裂纹的出现及恶化起到延缓作用，加固后的钢梁．循环次数达N2000万次。清华大学的郑云”2l基于