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及时发现及时解决钢结构容易发生损坏的因素

随着钢结构建筑的广泛运用,钢结构在使用过程中应注重其使用寿命,也就是需要及时发现及时解决钢结构容易发生损坏的因素。这里泸州钢结构专家从钢结构损坏的类型及成因;钢结构加固方法;钢结构预应力加固技术研究等方面,介绍如何减少对钢结构的损坏。

1 钢结构损坏的类型及成因
  钢结构也有损坏的时候,我们要及时发现及时解决。钢结构损坏的主要类型和成因有:
  ①由荷载变化、超期服役、规范和规程改变导致结构承载力不足。
  ②构件由于各种意外产生变形、扭曲、伤残、凹陷等,致使构件截面削弱,杆件翘曲,连接开裂等。
  ③温差作用下引起构件或连接变形、开裂和翘曲。
  ④由于化学物质的侵蚀而产生腐蚀以及电化学腐蚀致使钢结构构件截面削弱。钢结构在大气环境构建下,由于受到了大气当中的水分、氧气以及对应的其他污染源的化学作用而十分容易被腐蚀。一般说来,在大气中的水分如果被钢结构吸附到表面之上,所形成的水膜就是对钢材造成直接腐蚀的最为关键的因素。同理,大气当中的相对湿度以及对应的空气污染物含量也会对钢结构的腐蚀造成很大的影响。
  ⑤其他包括设计、生产、施工中的失误及服役期中的违规使用和操作等。
  2 钢结构加固方法
  2.1 主要的加固方法
  根据损害范围,钢结构损坏所采用的加固方法主要有局部加固和全面加固。
  局部加固是对某承载能力不足的杆件或连接节点处进行加固,有增加杆件截面法、减小杆件自由长度法和连接节点加固法。
  全面加固是对整体结构进行加固,有不改变结构静力计算图形加固法和改变结构静力计算图形加固法两类。
  除此以外,增加或加强支承体系,也是对结构体系加固的有效方法。
  2.2 主要的加固技术措施
  钢结构的加固技术措施主要有三种:
  ①截面补强法:在局部或沿构件全长以钢材补强,连成整体使之共同受力;
  ②改变计算简图:增设附加支承,调整荷载分布情况,降低内力水平,对超静定结构支座进行强迫位移,降低应力峰值;
  ③预应力拉索法:利用高强拉索加固结构薄弱环节或提高结构整体承载力、刚度和稳度。
  3 钢结构预应力加固技术研究
  3.1 预应力加固技术原理
  预应力加固钢结构包括直接粘贴法和整体加固法。直接粘贴法是将两端锚固并施加预应力后,通过胶粘剂粘贴在钢结构的表面,一般适用于构件表面较平整的拉杆,对构件或其局部进行加固。整体加固法是将束作为预应力拉索调整应力,适用于对整个结构进行整体加固。
  3.2 预应力加固的原则
  预应力加固钢结构除遵守一般钢结构加固的准则与规定外,还具有以下的特点:
  ①进行静力计算时必须首先确定一些与调整应力有关的参数,例如辅助平衡力大小、预应力力度、预应力卸载弯矩值、支座标高的位移值等;
  ②要确定调整应力时的合理荷载值或应力水平,换言之,要分析判断加固结构时是否需要全部卸载,或卸载至某一水平。
  另外,在加固结构的设计计算中应遵守下列原则:
  ①加固件与被加固件皆在材料弹性范围内受力,两者在荷载下同时达到材料的强度设计值;
  ②充分发挥材料强度潜力,加固件的预应力度可使被加固件的应力卸载至其反向应力的极值;
  ③预应力加固设计中同样应当考虑预应力加载系数、预应力损失系数、工作条件系数、荷载系数等。   3.3 加固方法
  3.3.1 选材
  结构加固用碳纤维主要选用PAN基碳纤维,极限强度可达3500MPa,弹性模量约为2.35×109MPa。树脂体系采用环氧类材料。
  3.3.2 加固工艺
  ①先用粗砂纸打磨构件的粘结区域,清理构件表层,用丙酮或酒精溶液擦洗表面,去除污染物,晾置干燥,用粘结剂浸润表面;
  ②在设计要求的位置打孔,应远离待加固部位以免造成二次损伤;
  ③在纤维布表面抹胶,将纤维束间的空隙初步封闭,稍干硬后进行灌胶;
  ④胶稍干后第二次施加预应力至设计的控制应力(利用挤压效应,提高粘贴质量),用胶将纤维束充分浸透,提高共同工作性能;
  ⑤常温下48小时后(气温较低时应适当延长时间),胶充分硬结后,割除多余的螺杆,根据结构的实际要求进行表面防护处理。


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