原標(biāo)題：卡本鋼結(jié)構(gòu)加固|鋼結(jié)構(gòu)加固，全新解決思路等你解鎖

　　相比于當(dāng)今最常見(jiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)具備明顯的優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)自重輕，抗震性能好，資源回收價(jià)值高，被稱為可重復(fù)利用型與環(huán)保型綠色建筑。如今，鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量，更標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，自我國(guó)提出在建筑中“積極、合理地用鋼”后，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量也在逐年呈上升趨勢(shì)。

　　一、增大截面焊接加固

　　焊接加固施工的便捷性和可靠性，往往是鋼結(jié)構(gòu)加固中最傳統(tǒng)也是最直接的選擇。焊接加固即在結(jié)構(gòu)受損部位焊接金屬蓋板或型鋼，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。焊接加固應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，技術(shù)成熟度高，但存在焊接后材料性能變差、受操作人員影響程度高的風(fēng)險(xiǎn)。

　　增大橫截面法是一種基本的加固方法，尤其是在承載條件下，考慮長(zhǎng)期以來(lái)，承載條件下焊接加固鋼結(jié)構(gòu)工作是按照CECS：7796和YB9257-96兩本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，但由于兩者應(yīng)力比限值及相關(guān)參數(shù)的取值上的差異，缺乏充分的實(shí)驗(yàn)基數(shù)和數(shù)值分析，還存在著諸多不合理之處。

　　基于此，國(guó)標(biāo)《鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》編制組開(kāi)展了承載條件下焊接加固鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載性能的研究工作，以提供增大截面焊接加固法的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論支持，包含新的技術(shù)要點(diǎn)。

　　二、粘鋼加固

　　粘貼鋼板加固法又稱粘鋼加固技術(shù)，其流程是在鋼結(jié)構(gòu)表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼加固鋼板，使之黏結(jié)形成整體，共同承載，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固能力。

　　從國(guó)內(nèi)部分學(xué)者對(duì)粘鋼加固技術(shù)的試驗(yàn)研究來(lái)看，該技術(shù)具有無(wú)明火、作業(yè)面小、不影響結(jié)構(gòu)外形等一系列優(yōu)點(diǎn)，但是由于加固件與被加固件連接界面的受力復(fù)雜，容易在各種因素的作用下發(fā)生開(kāi)裂，而且加固效果過(guò)于依賴結(jié)構(gòu)膠層的作用發(fā)揮期，此方法在工程界受到一定程度的質(zhì)疑。

　　另外，鋼結(jié)構(gòu)加固還可通過(guò)在原有鋼結(jié)構(gòu)上開(kāi)孔，采用鉚接與螺接的形式對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。缺點(diǎn)就是，削弱了開(kāi)孔處截面，容易產(chǎn)生新的應(yīng)力集中。

　　三、碳纖維加固

　　1、工藝現(xiàn)狀

　　纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)主要有強(qiáng)度大于剛度、抗疲勞性和耐腐蝕性好、現(xiàn)場(chǎng)可操作性強(qiáng)、施工周期短、保護(hù)原結(jié)構(gòu)等等，而且因其優(yōu)異的物理、力學(xué)性能，目前已廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)的加固之中。

　　在采用粘貼碳纖維復(fù)合材料加固鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)候，對(duì)鋼材表面和碳纖維復(fù)合材料(特指碳纖維板)表面的處理是碳纖維復(fù)合材料加固鋼結(jié)構(gòu)的重要工序之一，也是加固成功或失敗的關(guān)鍵因素之一。

　　正常情況下，鋼材表面會(huì)存在一些不同程度的氧化物、銹跡、油污以及其他雜質(zhì);同樣，碳纖維復(fù)合材料在一系列加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的過(guò)程中表面也會(huì)存在種吸附物，而碳纖維復(fù)合材料加固鋼結(jié)構(gòu)是借用結(jié)構(gòu)膠粘劑將碳纖維材料和鋼材粘接在一起，使之共同受力，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的，如果在表面存在雜質(zhì)，將直接影響到粘接表面的內(nèi)聚強(qiáng)度。

　　通常來(lái)說(shuō)鋼材表面的處理一般表現(xiàn)為三個(gè)方面：

　　1、除去鋼材表面的油污及松散層，提高結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)能力;

　　2、增加鋼材與碳纖維復(fù)合材料的有效粘貼面積;

　　3、提高粘接表面的內(nèi)聚強(qiáng)度;

　　而這三個(gè)方面的相關(guān)影響因素則是粘接表面的清潔度和粗糙度，在實(shí)際使用中的鋼材都沒(méi)有經(jīng)過(guò)鈍化處理，在其表面經(jīng)常會(huì)有一層氧化物或者油污的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，與基體的結(jié)合強(qiáng)度很低，影響了結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)能力，降低了界面的粘結(jié)強(qiáng)度，所以需要對(duì)粘接表面進(jìn)行清潔處理是十分有必要的。

　　對(duì)于截面較小的鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，適當(dāng)?shù)膶⒄辰颖砻娲植诨�，一方面不僅提高了粘接表面積，另一方面膠粘劑還與表面的凸起物之間形成了微觀機(jī)械咬合力并提高了粘接表面的摩擦力，有效的提高碳纖維復(fù)合材料與鋼結(jié)構(gòu)粘接表面的粘接力。

　　碳纖維布不需要處理，對(duì)于預(yù)成型碳纖維板來(lái)說(shuō)，應(yīng)該在其表面采取噴砂處理來(lái)增加碳纖維板的粗糙程度，以增加其粘附強(qiáng)度。在進(jìn)行處理的工程中，應(yīng)控制處理的程度和力度，不要使碳纖維絲 或有損傷，并將其表面用干燥的布清除表面殘留物。

　　四、組合加固

　　組合加固法是利用組合結(jié)構(gòu)加固混凝土的原理，采用內(nèi)填混凝土和外包混凝土的方式對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。內(nèi)填混凝土加固法主要用于加固鋼管構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)負(fù)載盡可能的卸除，但是在大多數(shù)情況下，由于初應(yīng)力水平對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的影響，初始荷載難以卸除，也導(dǎo)致了外包混凝土在進(jìn)行加固時(shí)，由于原構(gòu)件所承受的荷載水平出現(xiàn)應(yīng)力滯后的現(xiàn)象。

　　為便于設(shè)計(jì)人員在加固中使用，兩種組合加固法可以采用強(qiáng)度折減系數(shù)的概念，基于已有的研究成果，建立強(qiáng)度折減系數(shù)與初應(yīng)力水平的量化關(guān)系，從而對(duì)加固后截面的承載能力進(jìn)行折減。

　　五、預(yù)應(yīng)力加固法

　　鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力加固的原理是利用預(yù)應(yīng)力鋼絞線對(duì)鋼結(jié)構(gòu)整體或構(gòu)件進(jìn)行加固的方法，其本質(zhì)是通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力降低原鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，從而改變?cè)�鋼結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力分布。

　　對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力進(jìn)行加固主要適用于較大跨度及采用一般方法無(wú)法加固或加固效果不理想的較高應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)下的大型鋼結(jié)構(gòu)加固工程，可以達(dá)到加固原有鋼結(jié)構(gòu)，改變?cè)�結(jié)構(gòu)剛度與內(nèi)力的效果，施工方便、成本低廉、預(yù)應(yīng)力束可以單獨(dú)防腐或是更換。

　　此外，若使用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，除遵守一般鋼結(jié)構(gòu)加固的準(zhǔn)則與規(guī)定外，還應(yīng)遵循預(yù)應(yīng)力碳板加固的設(shè)計(jì)與計(jì)算原則。

　　六、總結(jié)

　　建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)不可避免地存在各種缺陷和損傷。在荷載和環(huán)境等因素的作用下，材料發(fā)生變化，引起宏觀力學(xué)性能的劣化，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)工程事故。

　　為確保結(jié)構(gòu)安全工作，延長(zhǎng)使用壽命就必須對(duì)損傷構(gòu)件進(jìn)行更換或加固，更換這些構(gòu)件將造成極大的浪費(fèi)，而且會(huì)影響結(jié)構(gòu)的正常使用。

　　同時(shí)，結(jié)構(gòu)損傷具有局部性和多發(fā)性特點(diǎn)，這些結(jié)構(gòu)不可能在出現(xiàn)損傷時(shí)就立即退役。因此，尋求經(jīng)濟(jì)高效的鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)既是土木工程領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題，又是一個(gè)關(guān)系到社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。

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