截面加固加大(加大截面加固法在网架结构中的应用实例)

Posted 2023-05-26

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截面加固加大(加大截面加固法在网架结构中的应用实例)

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钢结构在工业与民用建构筑物的应用范围越来越广，相应地对已建钢结构改造的项目也越来越多。加大构件截面的加固方法涉及面广，施工较为简便，尤其在满足一定前提条件下，还可在负荷状态下加固，因而是钢结构加固中最常用的方法。接下来小编为大家介绍网架杆件加大截面加固的方法。

外包槽钢加大截面；外套钢管加大截面（焊接连接）；外粘钢管加大截面（包括杆件1/2粘和杆件全长粘）加固。

某会议中心始建于九十年代，该网架采用弧形三角锥螺栓球网架及下弦支承结构，支承在房屋的框架柱上，网架杆件所用钢材为Q235号钢材，网架连接用的螺栓球由45号钢经热锻制成。业主在使用过程中需要重新装修，由于建筑功能的改变，在屋面增加吊顶，根据检测鉴定结论：结构外观检查结果表明，部分杆件出现弯曲变形，未发现节点出现明显损伤，高强螺栓没有拧紧；经结构分析验算，本网架的杆件主要存在的三大问题是：第一类杆件的强度、稳定、长细比不能达到设计要求；第二类杆件出现弯曲变形；第三类高强螺栓抗拉强度不满足设计要求。

图1 网架布置图

常用加大杆件截面的方法有三种，一是在原钢管外套钢管（焊接连接）；二是外包双槽钢（焊接连接）；三是在原钢管外粘钢管（包括杆件1/2粘和杆件全长粘）。

2.1 截面形式的选取

轴心受力构件的原有截面一般是对称性，加固时采用对称截面加固形式。1.原钢管截面是∅89X4，外套钢管采用无缝钢管∅102X3.5见图2；2.原钢管截面是∅60X3.5，外包双槽钢采用2［10见图3；3.原钢管截面是∅76X3.5，外粘钢管采用无缝钢管∅89X3.5见图4。

图2 外套钢管（焊接连接）加大截面图

图3 外包双槽钢（焊接连接）加大截面图

图4 外粘钢管（杆件1/2粘）加大截面图

2.2 计算的一般规定

加固后强度应按下式验算：

本工程采用MIDAS/GEN设计软件对加固网架构件进行整体计算，由MIDAS/GEN计算结果知，取其中最大受压杆件的轴力设计值 N＝75 (kN))，加固验算结果受压杆件构件强度计算最大应力（N/mm2）:165 < 0.85f＝183杆件强度验算满足要求；受压杆件构件稳定计算最大应力（N/mm2）:60 <0.85f*=183受压杆件稳定性验算满足。

本网架加固施工顺序：先拆除屋面板结构，并根据计算分析设置可靠的支撑系统，接着对缺陷杆件进行除锈、防锈处理，再进行杆件加大截面或换杆件处理及防腐，防火处理，最后重新铺回屋面板；处理杆件要求：先加支座区域杆件,其次加固跨中杆件，再加固其他杆件；大直径杆件先行加固。

3.1 加固前先将松动的螺栓紧固，并再加固杆件周围搭设适当范围的脚手架，立杆应设在靠近螺栓球节点附近，脚手架既可用来施工，也可以作为保护措施，严禁在脚手架上放电焊机等重型设备，减轻施工荷载。

3.2 新增槽钢及连接板定位前，应进行试拼和安装，确保新增槽钢的形心与节点两球的连线重合，对于已经发生弯曲变形的杆件，安装前应尽量对其修正，试装通过后才可正式安装。

3.3 焊接前应将杆件表面涂层除去，焊接时先用长20～30mm的间隔300mm的间断焊缝将槽钢定位，再由杆件的两端部依次向内焊接所需要的连接焊缝，焊接时选用直径不大于4mm的低氢焊条，焊接电流不超过220A,以防烧穿正在负荷载的钢管杆件。

3.4 严禁在网架杆件打火，前一道焊缝冷却至100℃以下时，方可焊接下一道焊缝，严禁大面积施焊，和沿杆件横截面环形焊接，加固连接焊缝应避开杆件原有焊缝，且间隔不小于20mm。

3.5 新增槽钢两端不能与封板（锥头）焊接，更不能与螺栓球或套筒连接，为减少焊接应力和焊接对负荷载钢管的影响，槽钢和连接钢板与钢管杆件的焊接采用间断焊缝，每隔200mm焊接100mm。

本网架外包槽钢加固后的杆件见图5。

图5 外包槽钢加固杆件效果图

通过工程实例我们可以得到以下结论：外包槽钢、外套钢管（焊接连接）、外粘钢管加固方法可增加杆件的刚度、减少杆件的长细比，提高稳定承载力。

1、《钢结构加固技术标准》GB 51367-2019;

2、《钢结构设计标准》GB 50017-2017;

3、《空间网格结构技术规程》 JGJ 7-2010;

4、《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》 GB/T 16939-2016。