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钢结构加固有改动核算受力模型、增大截面、加强衔接节点和阻挠裂纹开展办法等,钢结构加固施工有负载加固、部分负载加固、卸载加固、拆下加固和更新部件进行加固等办法。钢结构加固需综合考虑施工、出产及费用等因素,所以管架及石油化工厂房的加固一般是在负载或部分负载情况下进行的,负载下焊接增大截面加固办法是石油化工钢结构加固中最常用的办法。
虽然这种钢结构加固办法常用,但理论研究却不多见[1,2]。传统办法中,不论现有结构的负载水平,同新建结构一样,一次加载核算,差多少补多少。由于初始变形的存在,补强部分应力滞后不能充分发挥强度,这样的负载加固是缺少科学性的、不安全的。鉴于国家规范钢结构加固规范正在编制,作者对行业规范《钢结构加固技术规范》CECS
77:96(以下简称协会规范)和《钢结构检测鉴定及加固技术规程》YB
9257-96(以下简称冶金规范)在负载加固条件、核算准则和核算公式等方面进行对比,并给出管架加固实例,剖析两本规范以及传统办法核算结果的差异。
1 负载加固条件
为了保证钢结构在负载情况下加固施工过程中结构的安全性以及加固后结构承载可靠性,通常用应力比限值作为负载加固条件。冶金规范第5.1.3.3条规则应力比为构件加固时截面的应力σ和钢材的强度规划值f
的比值β=σ/f;协会规范虽未清晰界说应力比的概念,但在5.1.4中规则最大名义应力应按构件的规划工作条件类别预以约束,隐含应力比为构件加固时截面的名义应力σ和钢材的屈从强度fy
的比值=σ/fy。可见两本规范应力比的概念是不同的,限值也不同,具体比较见表1。
表1 应力比限值比较
应力比限值越严厉(应力比限值小),构件在负载下加固越安全,但负载下加固办法使用的规模就越小;应力比限值越松(应力比限值大),则会影响加固施工安全,并且由于原构件加固时的变形很大,加固后新增加固件的应力滞后效应越严重,不能充分发挥强度,加固作用不显着。
由表1可见协会规范规则的应力比限值条件比冶金规范要严厉得多,特别是静力荷载条件下,协会规范规则应力比最大值为0.55,冶金规范规则应力比最大值为0.8。主张国家规范编制时恰当严厉约束应力比,由于静力荷载条件下,应力比为0.8时,意味着补强部分只能发挥大约20%的钢材强度,加固作用已不显着,而实际工程中,考虑活荷载的存在,加固时应力比是能够降下来的。
2 强度腐蚀下降系数
贵阳碗扣架出租当截面积丢失大于25%或板件剩下厚度小于5mm时,强度规划值应根据腐蚀程度折减,但两本规范折减系数存在较大差异,见表2。平等腐蚀条件下,协会规范强度腐蚀下降系数比冶金规范小5%以上。