钢结构加固设计要点及方法探究

摘 要：钢结构体系越来越广泛地应用于建构筑物，钢结构性能直接影响着建构筑物的坚固程度和使用寿命。因此，为了切实的保障建构筑物的坚固性，延长其使用寿命，就需要确保钢结构的强度。而在遇见影响安全的因素后，就需要对钢结构实施加固，本文就围绕钢结构加固设计的要点和方法展开了讨论。

关键词：钢结构;加固;要点;方法

一、 钢结构加固设计的意义

钢结构加固设计是提升钢结构工程安全可靠性的有力途径，在工程中拥有着重要的地位。完善钢结构加固设计，可以有效地延长建筑物的使用寿命。建构筑物在使用过程中，经常会涉及火灾事故、基础沉降、使用不当和荷载加剧等问题，这些都会影响到钢结构的安全性能，从一定程度上缩减了建构筑物的使用寿命，而针对钢结构实施加固，可以有效地改善这种现状。对钢结构实施科学完善的加固措施，在延长建筑物使用寿命的同时还可以提升其经济利益。针对钢结构加固设计，不仅可以加强钢结构建筑的抗灾性能，还可以优化建筑物整体的稳定性和牢固性，从而有效地保障建构筑物中生产生活的安全性。

二、 钢结构常用加固设计方法

（一）单个钢结构构件加固

针对单个钢结构构件的加固手段主要有焊接钢板、粘粘钢板及碳纤维复合板、改变截面形状（比如把工字型截面改成箱型截面和格构型截面，甚至可以添加杆件组合成桁架）、外包混凝土加强（主要针对钢柱的使用）等方面。针对实体建构筑物展开加固时，设计人员必须对具体的截面形式和技术中潜在的问题实施全面的考量，以保证加固后达到预期要求，此外，在设计过程中还要结合施工的难度系数、施工成本的多少和施工周期的长短进行全面的分析，从中选出适宜的设计方案。针对具体的工程施工，还可以结合多种加固技术协调运用，以此提升钢结构建筑的加固效果。

（二）更改结构传力途径

变换结构传力途径主要是针对建筑内部的结构传力体系实施更改，以发挥最优的加固效用。随着生产规模的逐渐加大，人们对建筑构物的性能提出了更高的要求，大部分企业为了顺应自身的发展情况，会将现有的钢结构建筑实施改建或扩建。针对改扩建的施工环节，企业会强调要保证原建筑物的正常运作，这就增加了改扩建工程的难度，而变化结构传力途径可以有效地改善这种情况。在实施这个技术的过程中，设计人员需对结构构件承重性能和运用情况实行详尽的解析，通过对结构、构件、支座和节点中的内力布局实行全面考量，结合钢结构建筑的具体情况，最终构建出科学完善的加固计划。常见的方式有，增添支点数目，缩短钢结构构件的计算长度，比如针对钢结构中设立支柱来缩减梁的跨度，能够提升梁的承重性能;通过设立维护结构或承重次梁来降低原结构的受力，增加支撑或刚性系杆调整传力途径，从而达到加固的目的;施工空间受限时，还可以结合预应力技术，让建筑结构获取和荷载效应相悖的内力，通过变化建筑结构内力的分布状况，实现加固的目的。

（三）连接节点加固

連接节点性能主要体现在把一个或者多个构件的受力传输到另一个或多个构件上，节点的受力较为繁复，导致加固操作难度增加。加强节点的承重性能，应由专业设计人员对梁柱及支撑杆件通过实验展开力学剖析，以调节梁柱节点的连接手段来完善建筑结构内力的分布情况。在筛选实际的施工技术时，设计人员应于施工人员协同工作，对钢结构加固的成因、效果、受力情况、原有的连接方式和施工环境等实行全面的掌握，根据具体情况来选取适宜的施工技术。在选取焊接加固时，则要注意到焊接过程中造成的高温会使钢结构的承载性能变弱，大规模的焊接会导致施工环节构建承载性能变弱而造成局部变形，触及到钢结构建筑的安全性能，此外，焊接时出现的焊接残余应力，会对原结构造成一定的影响。针对同一受力部位的连接加固环节，必须考量刚度的差异性，选取差异性较小的加固方式展开施工。针对钢管结构的相贯节点实施加固时，可以运用加内隔板、主管加套管和主管加劲环的加固手段，以实现其最大的加固效用。近些年，碳纤维布的加固手法作为一种新型加固技术被广泛运用，并取得了显著的成果，它在降低焊接残余应力对原建筑结构损害的同时还可以加强钢结构建筑的承重性能。

三、 钢结构加固的注意事项

钢结构加固时，设计人员应吃透现场情况，并进行完善的交底工作，方便现场施工人员领会设计意图，制定出满足设计需求且科学全面的施工方案。设计人员应考虑施工时的各种状态，并需要注意以下几点：首先，钢结构加固时是否正常使用，是否停工停产，还是在正常使用，须针对不同情况，对施工提出相应安全要求及施工要求;其次，进行焊接工作时，要求施工单位采用合理的施工方法及顺序，必须避免焊接变形和应力集中现象的出现，并在设计中应考虑加固的影响，留出余量;再次，应要求现场进行尺寸复核放样，以确保构件的精准度;最后，提示可能涉及的危大工程项目，并对结构的防腐防火性能提出明确的要求。

四、 结语

钢结构加固设计越来越多，新的方式方法也不断涌现，但是基本思路及方法仍是按照上文所述。且绝大多数设计人员也是依照工程经验，参照以上思路，选择一种或多种联合加固方法。具体到某项目的方案，则应从安全、经济、施工多角度考虑，最后综合得出。

参考文献：

[1]吴天潇.建筑消防性能化审核管理信息系统设计与实现[D].大连：大连理工大学，2018.

[2]刘开敏.谈混凝土结构与钢结构的加固及设计[J].四川水泥，2015（7）：99.

作者简介：

王啸岳，南京金凌石化工程设计有限公司。