钢结构加固方法

与当今最常见的混凝土结构相比，钢结构具有明显的优势。 钢结构重量轻，抗震性好二手钢结构回收，资源回收价值高。 被誉为可重复利用、环保的绿色建筑。 在今天，钢结构的数量更能体现一个国家或地区的经济实力。 我国在建筑中提出“积极合理用钢”之后，我国钢结构的数量也在逐年上升。

加大截面焊接加固

焊接加固施工的方便性和可靠性往往是钢结构加固中最传统、最直接的选择。 焊接加固是在结构的破损部位焊接金属盖板或型钢，以加固钢结构。 焊接加固应用时间长，技术成熟度高，但存在焊接后材料性能劣化、操作人员影响程度大的风险。

扩大截面的方法是一种基本的加固方法，特别是在承重条件下。 考虑到长期以来，承重条件下钢结构的焊接加固工作都是按照CECS：7796和-96标准进行的，但由于两者的应力比限值和取值的差异相关参数缺乏足够的实验基础和数值分析，还有很多不合理之处。

在此基础上，国家标准《钢结构配筋设计规范》编写组开展了受力条件下焊接钢筋结构构件的承载性能研究工作，以提供基础数据和理论依据。支持放大截面焊接加固方法，包括新的技术要点。

粘合钢筋

贴钢板加固法又称贴钢加固技术。 其工艺是将加固钢板用专用建筑结构胶粘贴在钢结构表面，使其粘合形成一个整体，共同承受荷载，提高结构的稳定性。

根据国内一些学者对粘钢加固技术的试验研究，该技术具有无明火、工作面小、不影响结构形状等一系列优点。 裂缝是在多种因素作用下产生的，其加固效果过于依赖结构胶层的作用周期。 这种方法在工程界受到了一定程度的质疑。

此外，钢结构加固还可以通过在原有钢结构上开孔，采用铆接、螺接的形式对钢结构进行加固。 缺点是开孔处截面弱化，容易产生新的应力集中。

碳纤维增强

一、工艺状态

纤维增强复合材料的优点主要有强度大于刚度、良好的抗疲劳和耐腐蚀性、现场可操作性强、施工周期短、保护原有结构等，并因其优异的物理力学性能，已广泛用于混凝土结构和砌体结构的加固。

迄今为止，国内外学者针对纤维增强复合材料在钢结构加固领域的应用开展了大量研究工作。 国外研究主要集中在受弯构件的承载性能和疲劳补强等方面； 对构件与受拉构件粘结加固的试验研究，结合粘结面的力学机理，得到了碳纤维布拉伸应变、粘结剪应力和有效粘结长度的计算公式，为加固方法提供了理论支持粘合纤维增强复合材料。

2016年行业标准YB/T 4558-2016《纤维增强复合材料加固与修复钢结构技术规程》2016年发布，也为我国碳纤维加固钢结构、碳纤维加固钢结构提供了有力的依据已应用于宝钢、太钢等钢结构构件。 碳纤维加固钢结构最早的实际案例是15年前，并取得了很好的效果。

2、关于贴合面的处理

碳纤维复合材料用于钢结构加固时，钢材与碳纤维复合材料（特别是碳纤维板）的表面处理是碳纤维复合材料加固钢结构的重要工艺之一，也是加固成败的关键因素之一。 一。

一般情况下，钢材表面会不同程度地存在一些氧化物、铁锈、油污等杂质； 同样，碳纤维复合材料在一系列的加工、运输和储存过程中，表面也会产生多种吸附物，而碳纤维复合材料加固钢结构就是利用结构胶将碳纤维材料与钢材粘合在一起，使它们共同受力，达到加固的目的。 如果表面有杂质，会直接影响粘接面的内聚强度。

一般来说，钢材的表面处理一般表现在三个方面：

1、去除钢材表面的油污和疏松层，提高结构胶的粘接能力；

2、增加钢与碳纤维复合材料的有效结合面积；

3、提高粘接面的内聚强度；

这三个方面的相关影响因素是贴合面的清洁度和粗糙度。 实际使用中的钢材没有经过钝化处理，表面常有一层氧化物或油性杂质。 这些杂质使结构疏松，与基材的粘接强度很低，影响结构胶的粘接能力二手钢结构回收，降低界面的粘接强度，因此需要清洁粘接面。

对于小截面的钢结构，结合面进行适当的粗化处理，不仅可以增加结合表面积，而且可以在胶粘剂与表面凸起之间形成微观机械咬合力，提高结合面。 结合面的摩擦力可以有效提高碳纤维复合材料与钢结构结合面的结合力。

碳纤维布无需处理。 对于预制碳纤维板，应在表面进行喷砂处理，以增加碳纤维板的粗糙度，以增加其附着强度。 在加工过程中，应控制处理的程度和强度，使碳纤维丝不外露或损坏，并用干布擦去表面残留物。

组合钢筋

组合加固法是利用组合结构原理对混凝土进行加固，通过填充混凝土和外包混凝土对钢结构进行加固。 内填混凝土加固法主要用于加固钢管构件，使结构荷载尽可能的卸除，但在大多数情况下，由于初始应力水平对结构承载力的影响构件，初始荷载难以去除，这也导致外包混凝土加固时，由于原有构件的荷载水平，出现应力滞后现象。

为方便设计者在加固时的使用，两种组合加固方式可采用强度折减系数的概念。 在现有研究成果的基础上，建立强度折减系数与初始应力水平之间的定量关系，从而确定加固截面的承载力。 容量减少。

预应力加固法

预应力钢结构加固的原理是采用预应力钢绞线对钢结构整体或其构件进行加固。 其本质是通过施加预应力来降低原钢结构的受力水平，从而改变原钢结构中的内力分布。

预应力钢结构加固主要适用于大跨度、高应力应变条件下无法采用一般方法加固或加固效果不理想的大型钢结构加固工程。 可实现对原有钢结构的加固，改变原有结构。 结构刚度和内力作用，施工方便，造价低，预应力梁可单独防腐或更换。

一、优点

1）加固工作可在不卸货、不生产的情况下进行；

2）施加预应力可以直接减少变形，快速消除过剩应力和峰值内力；

3）与非预应力法相比，可以消除应力滞后现象，充分利用碳纤维的高强特性，提高加固效率。

4）结合可靠的锚固，可以降低结合界面的剥离应力，避免碳纤维整体剥离，提高加固的可靠性；

5）降低加固和使用成本。

2.不足

1）损坏的钢结构能否承受预应力碳板施加的力；

2）钢结构表面的光洁度决定了施工作业的难易程度；

3）结构胶与钢结构粘接效果的测定。

预应力碳纤维板加固钢结构除应遵循一般钢结构加固导则和规定外，还应遵循预应力碳板加固的设计计算原则。

总结

钢结构在建设工程中不可避免地存在各种缺陷和损坏。 在荷载、环境等因素的作用下，材料发生变化，引起宏观力学性能的恶化，导致钢结构工程事故的发生。

为保证结构安全运行，延长使用寿命，必须对损坏的构件进行更换或加固。 更换这些部件会造成很大的浪费，影响结构的正常使用。

同时，结构损伤具有局部性和多发性的特点，这些结构不可能在发生损伤时立即退役。 因此，寻求经济高效的钢结构加固技术，不仅是土木工程领域亟待解决的技术问题，更是关系到社会可持续发展的问题。