关于钢结构设计和加固方法探析

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1、关于钢结构设计和加固方法探析　　摘要：本文分析了钢结构加固的原因与钢结构设计的问题，提出了一些建议，给我国的钢结构安全提供借鉴。关键词：钢结构；设计；加固方法中图分类号：TU391文献标识码：A钢结构建筑已有一百多年的发展历史，具有性能好、自重轻、工厂化程度高、施工速度快、劳动强度小等优点，因此钢结构工程以其独特的优越忧，在建筑业被越来越广泛的重视和应用。但钢结构工程在我国起步较晚，尤其是高层建筑钢结构工程与发达国家相比较少，钢结构设计方面的理论和设计经验不足，存在一些问题。因此，钢结构工程的设计方面的工作

2、，成为我国钢结构设计行业面临的新问题。一、分析钢结构加固的原因随着近年来各类建筑物改造工程的迅速发展，我们对建筑物的要求也越来越高，同样对工程技术人员的要求也逐渐的提高，他们所面临的主要问题就是如何采取有效措施对即有建筑物进行处理以达到其功能要求。当出现以下状况时，我们就要对已有钢结构进行加固，一是钢结构存在严重的损坏、损伤或者是钢结构点的使用条件发生改变,另外就是经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求。下面列举几种常见的需要钢结构加固的状况:7（一）在建筑物初期建造时，设计或者施工中存在问题使得

3、钢结构存在缺陷，焊缝长度不足，杆件切口过长，使截面削弱过多就会造成钢结构缺陷。（二）钢结构使用年限太长，自然条件造成钢结构不同程度上的磨损、锈蚀等，造成钢结构出现缺陷。（三）建筑物在实际应用过程中未能按照设计强度使用，超出了设计时的荷载，使得钢结构经常处在超载状态，严重影响钢结构的使用。（四）建设钢结构时，为了降低成本，使用一些达不到设计强度要求的钢材。（五）地震、泥石流等自然灾害的发生会对钢结构产生危害。（六）建设钢结构时没能深入考察当地的地形、地质，或基础设计强度不足，进而使得钢结构由于地基基础下沉发生

4、变形和损坏的。二、分析钢结构工程设计问题（一）设计方法方面我国钢结构建筑的设计步骤主要是:依据弹性方法计算钢结构各构件内力，依据弹塑性方法验算钢结构构件的极限承载力。由于钢结构达到极限状态时，就会进人弹塑性变形阶段，会造成结构内力的重分布，按现在的方法设计，不能保证构件承载力可靠度的一致性。7（二）钢结构体系方面钢结构工程低于6层的，可采用框架支撑或框架体系，高于6层的采用框架硅剪力墙或框架支撑体系，框架柱有H型钢柱、钢管混凝土柱和钢骨混凝土柱。在6层以下钢结构工程中，组合柱要比H型钢柱型要省钢;钢支撑比剪

5、力墙的延性高，在地震等级高时延性高的地震力小，延性差的地震力大，从抗高等级地震的性能来说，钢支撑比硅剪力墙好，钢框架混凝土剪力墙体系属混合结构，抗震性方面目前研究还不够，选用时应慎重。（三）钢结构楼板设计方面楼板不仅承受竖向荷载并将其传给框架，还将水平力传到柱上，因此楼板的强度、承载力和整体性都十分重要。作为钢结构工程要求，楼板还应考虑隔音要求;目前钢结构工程上，压型钢板组合楼板，现浇楼板等应用较多，震级较高的震区或重要钢结构，在柱的设计方面，要考虑在柱子的周边，宜设置钢箍筋，以免高水平力破坏楼板。（四）钢

6、结构抗震设计方面1、设计反应谱问题:地震记录仪构造使得很多大于3秒的强震被削弱，因此计算的反应谱不真实，而建设部人为调整的谱曲线来保证钢结构安全性的抗震设计，可靠性需进一步验证。72、弹塑性地震反应计算问题:目前我国没有高层钢结构弹塑性地震反应计算程序，缺乏空间弹塑性地震反应分析软件。3、钢结构大垮度设计问题:我国是一个多地震国家，国际上没有这方面的研究，需要解决抗震设计原则、设计指标和设计方法。三、给钢结构设计及加固一点建议（一）改变钢结构计算图形的加固法所谓的改变钢结构计算图形的加固法就是通过改变荷载分

7、布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法，增加支撑形成空间结构，并按空间结构验算，这是我们改变结构计算图形的一般方法。另外我们还会通过一些手段使得结构的承载力和结构动力特性得以改善，比如加设支撑增加结构刚度，调整结构的自震频率。我们还可以减小结构的长细比，比如增设支架或者辅助杆件来提高钢结构的稳定性。（二）增设支点加固法7通过额外增设支撑点来承担一部分负荷，减小结构计算的跨度，进而使得结构的内力分布也发生改变，从而大幅度的提高建筑承载能

8、力就是我们所说的增设支点加固法。在梁、板上增设支点后，不仅能够通过减小建筑跨度，很大程度上的提高钢结构承载能力，而且还能够有效解决梁、板的挠曲变形的问题。从定义上不难看出，这种加固方法主要适用于一些大空间结构中，梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。简单、可靠是增设支点加固法的优点，存在的不足之处就是减小了建筑的有效使用空间。（三）粘结外包型钢加固法在被加固构件的外边包上型钢或者钢板就是我们所说的外包钢加固法。外包