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鋼結構的檢測與加固研究
更新時間:2021-04-10 17:51
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隨著我國經濟發展(zhǎn)和人民生活水平提高,建築(zhù)結構(gòu)的檢測和鑒定越來越引起人們的重視,特別是近幾年發生的一些坍塌事故,更是建築結構(gòu)安全性評估成為目前的(de)當務之急。而建築鋼結構由(yóu)於鋼材的(de)優異性(xìng)能,製作(zuò)安裝的高度工業化以及結構體形的新穎和靈巧,更是得(dé)到越來越廣泛的應用,然而,在鋼結構應用飛速發展的同時,國內外都曾(céng)發生過許多不同(tóng)類型(xíng)、不同原因、不同程度的建築鋼結構工(gōng)程事故,恃別是(shì)一些重要的鋼結構工程倒(dǎo)塌事故,自然的(de)鋼結構安全性評估更是研究的重中之重。 
  1. 建築鋼結構工程事故破壞機(jī)理、檢測內容 
  1.1 建(jiàn)築鋼結構工程事故類型及破(pò)壞機理(lǐ)。 
  鋼結構事故類型最主要集中在穩定性的(de)破壞、疲勞破壞、脆性破壞和(hé)腐蝕破壞四種。破壞機(jī)理如下:鋼結構失穩原(yuán)因局部失穩和整體失(shī)穩;鋼結構構造、應力集中、應力幅等引起的鋼結構疲勞問題;低溫和(hé)動(dòng)載、材(cái)質缺陷、鋼板厚度、應力腐蝕、氫脆(cuì)引起的脆性斷裂;腐蝕問題有化學腐(fǔ)蝕、電化學腐蝕等。 
  1.2 建築鋼結構檢測的(de)內(nèi)容。 
  針(zhēn)對以上鋼結構工程事故常發生的(de)類型,建(jiàn)築鋼結構工(gōng)程檢測內容可(kě)分為三個部分:鋼結構材料檢測、鋼結構連接檢側(包括緊固件檢測和焊縫無損探傷)及鋼結(jié)構性能檢測。 
   建築(zhù)鋼結構用材料又可分為三大類,即(jí)結構(構件)用材料、結構連接用材料(焊接用材料)及結構防護(hù)用材料。鋼結(jié)構材料檢測(cè)便是針(zhēn)對以上三類材料的檢測。 
  對於建築(zhù)鋼結構連接的檢測(cè),鋼結構的連接有三種方式:緊(jǐn)固件連接(jiē)、焊接連接(jiē)和(hé)柳釘連接,其中柳(liǔ)釘已經很少用,多(duō)被高(gāo)強度螺栓連接所取代。焊接(jiē)連接是最常用的連接方(fāng)式,因而焊縫質量的檢測是鋼結構檢測的主要內容。 
  針對建築鋼結構性能的檢測(cè)涉及麵(miàn)很廣,主要包括以下內容和方法: 
  (1)結構荷(hé)載(zǎi)及作用檢(jiǎn)測。 
  (2)結構(gòu)形體及(jí)結構(gòu)損傷的測定。 
  (3)幼結構構件及連接的強度檢測。 
  (4)結(jié)構及構(gòu)件的穩定性核定。 
  (5)結構(gòu)及構件的剛度檢測。 
  (6)結構動力性能檢測。 
  (7)結構疲(pí)勞與斷裂檢測。 
  (8)鋼結構(gòu)防(fáng)腐防鏽及抗火性能檢(jiǎn)測。 
  2. 建築鋼(gāng)結構檢測(cè)的技術-無損檢(jiǎn)測在鋼(gāng)結構中的應用(yòng)[9] 
  建(jiàn)築鋼結(jié)構檢測的(de)技術,主要包括力學性能、理化分析、無損(sǔn)探傷、結構性能等領域。其中鋼結構無損檢測目前應用最廣,主要應用在(zài)以下幾(jǐ)方麵: 
  2.1 焊接球節點鋼網架 
  其整體結構由鋼管杆件與空心鋼球焊接組成的,球杆焊縫和空心球焊縫是二級質量焊縫,因此焊縫內部質量是保證網架安(ān)全主要因素,而焊縫質量(liàng)檢測采用超聲檢測,其檢測方法和評(píng)定方法(fǎ)執行JG/T3034.1。 
  2.2 螺栓球節(jiē)點鋼網架中的應用。 
  螺栓(shuān)球節點鋼網架由螺栓球、高強度螺(luó)栓(shuān)和杆件(jiàn)三個(gè)分體構件組裝而成。螺栓球(qiú)和高強(qiáng)度螺栓要進行表(biǎo)麵質量檢測(cè),一般(bān)采用水洗型著色滲透(tòu)檢測,其檢測方法和評定方法執行JB4730;杆件焊縫要進行內部質量檢測,依據JGJ78采用超聲檢測,其檢測方法和評定(dìng)方法執(zhí)行JG/T3034.2。 
  2.3 在焊接鋼結構工程中的(de)應用。 
  焊(hàn)接H型門式鋼結構由鋼柱和鋼梁焊拚而成,是常見的一種焊接鋼結構。其中的全熔透焊縫內部質量要(yào)進行超聲檢測,其(qí)檢測方法和評定方法執行GB/T11345。抽樣數量和方法,一(yī)級焊縫100%檢測,二級焊縫(féng)按每條焊縫長度的20%且不小於200MM抽取。 
  2.4 在緊固件連接鋼結(jié)構工程中的應用。 
  廠房的H型門(mén)式鋼架和高(gāo)層建築的鋼骨架,大部分是分(fèn)體鋼柱和鋼梁用高強度螺栓連接組裝的,是典型的緊固(gù)件連接鋼結構工程。其中的鋼柱和鋼梁的全熔透焊縫內部質量要進行超聲檢測(cè)。 
  3. 鋼結構(gòu)加固的方法 
  3.1 改變結構計算圖形的加固。 
  改變結構計算(suàn)圖形的加固方法(fǎ)指(zhǐ)采用改變荷載(zǎi)分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件,增設附加杆件和(hé)支撐,施加預應力,考慮(lǜ)空間協同工作等措施(shī)對結構進行加固的方(fāng)法。 
  3.1.1 鋼柱的加固。 
  3.1.11 增設支撐減少柱計算長度。 
  3.1.1.2 將屋架與柱(zhù)交接改(gǎi)為剛接,減少柱(zhù)計算彎矩和計算長度。 
  3.1.1.3 增加屋蓋支撐使排架柱可按空間結(jié)構進(jìn)行驗算。 
  3.1.1.4 加強某柱列,使排架(jià)所受水平荷載主要由該列柱承擔,其他柱列卸載,減少加固工作(zuò)量。 
  3.1.2 鋼梁的加固。 
  3.1.2.1 增設支柱或支撐以減少梁的跨度,提高梁的承載力。 
  3.1.2.2 增設(shè)拉杆施加預應力。 
  3.1.2.3 將各單跨梁支座(zuò)連接成連續梁,以減少跨中彎矩。 
  3.2 增(zēng)大(dà)構件截麵的加固。 
  增大構(gòu)建截麵的加固,大都采用增補鋼材的方法,此外也可對原構件外包混凝土進(jìn)行加固。 
  3.2.1 鋼柱的(de)加固可采用改變(biàn)截麵(miàn)形式方式,來提高彎矩作(zuò)用平麵內外的承載能力(lì)。 
  3.2.2 鋼梁加固,焊接組合梁和型鋼梁都可在翼緣板上加焊水平板,斜板或型(xíng)鋼進行加固,一般宜上下翼緣均加固,但當有鋪板(bǎn)上翼(yì)緣加固困難時,亦可僅(jǐn)對下翼緣補(bǔ)強加固(gù)。對用於梁腹板抗剪強度不足的加(jiā)固,當梁腹板穩定性不能保證時,往往采用設置加勁肋的方式。 
  3.3 連接(jiē)和節點加固。 
  構件的增補(bǔ)或局部(bù)杆(gǎn)件(jiàn)的替換,都需要適當的連接。加固的杆件必須通過節點加固才能參與原結構工作,破壞了的節(jiē)點需要加固。 
  3.3.1 原(yuán)焊(hàn)接連接的加固。 
  焊接連接的加固應采用焊接,可采用增加焊縫長度,加大焊縫高度或兩者同時進行的方法實現,優先考慮增加焊縫長度。加(jiā)固焊縫與原有焊縫連接時,施焊前應對(duì)相接處原有焊縫進行處(chù)理(lǐ),使加固焊縫與原有焊縫之間有一平滑過渡(dù),加固焊縫的起點和(hé)落點(diǎn)不得僅靠原有焊縫邊緣(yuán)。
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