鋼結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)及其應(yīng)用研究

沈咸君

（泰興市同創(chuàng)建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司，江蘇 泰興 225400）

引言：

鋼結(jié)構(gòu)本身就因?yàn)槠鋬?yōu)良的力學(xué)性質(zhì)被廣泛地應(yīng)用在建筑施工加固行業(yè)中，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)逐漸應(yīng)用于更多行業(yè)的加固工作中，所以為了能夠滿足不斷發(fā)展社會(huì)的需要，新型的加固技術(shù)被學(xué)者們不斷地提出引進(jìn)和修改，筆者將在下文介紹幾點(diǎn)當(dāng)前比較流行的加固技術(shù)。

一、鋼結(jié)構(gòu)架構(gòu)技術(shù)的幾點(diǎn)方法

（一）適當(dāng)增加橫截面積加固

適當(dāng)增加鋼結(jié)構(gòu)的橫截面積可以增加鋼結(jié)構(gòu)在施工中的穩(wěn)定性，同時(shí)在增加鋼結(jié)構(gòu)橫截面積的過(guò)程中還會(huì)經(jīng)過(guò)必要的焊接工序，所以技術(shù)人員可以在此基礎(chǔ)上再一次使得鋼結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，這種加固方法尤其適用于具備一定承載力的基礎(chǔ)設(shè)備，在加工的過(guò)程中不僅體現(xiàn)了該種方法輕松便捷的特點(diǎn)，同時(shí)還能夠以更高地效率完成加固工作，這種方法當(dāng)前被廣泛地應(yīng)用于很多的建筑工程中，目前我們國(guó)家已經(jīng)對(duì)于這種焊接方法的操作做出了明確的規(guī)范，例如CESC7766已經(jīng)就加固模型的構(gòu)件方案做出了明確而又細(xì)致的規(guī)定，同時(shí)在另一份文件《鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)以及加固方法規(guī)范》中，橫截面積加固方法其實(shí)并不算做一種新型的方法因?yàn)樽詮囊胛覈?guó)之后到如今，這種方法已經(jīng)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展，雖然國(guó)家很多的方案都已經(jīng)對(duì)操作進(jìn)行了明確的規(guī)范和指示，但是在實(shí)際的操作過(guò)程中，因?yàn)槿狈σ欢ǖ脑囼?yàn)基礎(chǔ)和理論支撐，標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)之間還是存在著差異的，我們國(guó)家因?yàn)槿狈ψ约旱睦碚摶A(chǔ)，現(xiàn)在大部分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)還是參考蘇聯(lián)的，所以綜上所述增加橫截面積的方法雖比較有效但是可行性不高[1]。

（二）利用粘貼法去加固

粘貼法加固的原理很簡(jiǎn)單，是利用特定的固體膠來(lái)完成鋼板與鋼板之間的加固工作，當(dāng)前我們也可以將這種方法成為建筑結(jié)構(gòu)粘貼鋼板加固法，這種技術(shù)在施工的過(guò)程中不能接觸明火，因?yàn)橐坏┌l(fā)生了火災(zāi)，膠狀物屬于易燃類(lèi)物質(zhì)，嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致材料脫落，物體表面發(fā)生嚴(yán)重的形變，所以這種方式目前應(yīng)用于一些工作面較小的地方，目前國(guó)外的專家學(xué)者已經(jīng)開(kāi)始著手研究圓形鋼管粘鋼加固的方法，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的試驗(yàn)證明，試驗(yàn)無(wú)論是處于哪一個(gè)階段，外粘的鋼管都可以和內(nèi)壁形成一個(gè)很好的協(xié)調(diào)效果。圓形鋼管的外部在和粘鋼接觸之后，其外部的組織形態(tài)發(fā)生了一定的變化，由原來(lái)的單一結(jié)構(gòu)變成了復(fù)合的結(jié)構(gòu)，研究人員可以運(yùn)用三層加固的原理，計(jì)算鋼表面的強(qiáng)度[2]。

（三）多層纖維復(fù)合材料加固

纖維復(fù)合型材料具有優(yōu)良的物理性質(zhì)和力學(xué)效果，所以應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的加固是非常合理的，在提高可操作的基礎(chǔ)上還能保證其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整性，當(dāng)前這種技術(shù)材料被廣泛地應(yīng)用于各大建筑施工項(xiàng)目和砌體的結(jié)構(gòu)建造上，對(duì)于這種新型的建筑技術(shù)，國(guó)內(nèi)外在數(shù)據(jù)的搜集工作方面還不是很完備，所以我們無(wú)法用具體的事例來(lái)解釋。鋼結(jié)構(gòu)的性質(zhì)比較特殊，具有高硬度和強(qiáng)度的特點(diǎn)，所以在用復(fù)合材料進(jìn)行模擬的時(shí)候，所采用的磨具也必須具備高強(qiáng)度的特點(diǎn)，對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外的研究重點(diǎn)，我們可以發(fā)現(xiàn)國(guó)外專家的研究重點(diǎn)主要放在如何進(jìn)行疲勞加固和增加負(fù)載能力方面，而就國(guó)內(nèi)的研究情況來(lái)看，其針對(duì)的是大部分的工業(yè)，工程類(lèi)加固項(xiàng)目，主要是以診斷和改造為根本的目標(biāo)，最后這種方法還應(yīng)該去注意復(fù)合材料膠體的本身性質(zhì)以及對(duì)于周邊環(huán)境的反應(yīng)和敏感程度，并且針對(duì)實(shí)際的環(huán)境，采取適當(dāng)?shù)脑摼胧┤ケＷC這些復(fù)合材料能夠完美地應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的加固工作。

（四）不同方式組合法

我國(guó)目前在組合加固法的研究上屬于世界的領(lǐng)先行業(yè)，很多的建筑公司通過(guò)合理運(yùn)用組合結(jié)構(gòu)的建筑原理對(duì)混凝土工程進(jìn)行加固工作，當(dāng)然這一技術(shù)還是可以應(yīng)用在其他的工程項(xiàng)目中，例如橋梁，隧道的加固工作，立交橋的建設(shè)工作，建筑設(shè)計(jì)師通過(guò)靈活運(yùn)用各種加固技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)填加固混凝土和外包加固的完美結(jié)合，通過(guò)幾種方法的不斷結(jié)合可以卸除建筑物之上大部分的荷載當(dāng)然在很多的施工項(xiàng)目中，這種方法沒(méi)有辦法去除原始的基礎(chǔ)荷載[3]。

二、加固技術(shù)在實(shí)際中的主要應(yīng)用形式

（一）預(yù)應(yīng)力條件下的加固法

鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的加固方法其核心的環(huán)節(jié)在于通過(guò)增加預(yù)應(yīng)力鋼絞線對(duì)周?chē)匿摻Y(jié)構(gòu)和自身進(jìn)行加固工作，主要的工作原理在于通過(guò)鋼絞線的插入改變建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的內(nèi)力分布，確保建筑物內(nèi)部各個(gè)結(jié)構(gòu)的充分協(xié)調(diào)，從而在整體上提高鋼結(jié)構(gòu)的使用效率，這種方法不僅可以提高鋼結(jié)構(gòu)的使用強(qiáng)度，同時(shí)還可以改變周邊建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改變內(nèi)力的作用位置，這種方法的應(yīng)用目標(biāo)一般都是針對(duì)跨度比較大的工程項(xiàng)目，一般的加固方法無(wú)法完成加固效果，同時(shí)對(duì)于應(yīng)力的提高沒(méi)有幫助作用。

預(yù)應(yīng)力加固法應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)為兩室結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)鋼絞線的加固工作之后，原有的兩室結(jié)構(gòu)被變成了類(lèi)張弦梁結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以大大地減少發(fā)生坍塌的事故，相比較于梁構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力加固法在柱體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用效果就不是很明顯。

（二）后期對(duì)裂紋進(jìn)行判定的評(píng)判機(jī)制

鋼結(jié)構(gòu)在加固的過(guò)程中，施工人員首先應(yīng)該檢查鋼結(jié)構(gòu)的表面完好程度，表面不能夠出現(xiàn)任何的裂痕，如果存在，首先應(yīng)該做的就是對(duì)其進(jìn)行必要的加固處理，如果情況太過(guò)于嚴(yán)重以至于即使加固之后還會(huì)存在危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，那么鋼結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)該被立即否決，對(duì)于重要結(jié)構(gòu)中的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)該安排專門(mén)的技術(shù)人員對(duì)于硬度和強(qiáng)度做出具體的報(bào)告，根據(jù)分析而來(lái)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)師再去決定是否要對(duì)這些重要的關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固處理，這是一個(gè)非常好的工程思路，但是就目前的應(yīng)用情況來(lái)看，我們還應(yīng)該對(duì)其運(yùn)行的系統(tǒng)做出明確的規(guī)范[4]。

結(jié)束語(yǔ)

上文介紹了目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的幾種建筑鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，其中很多的方法技術(shù)對(duì)于當(dāng)前的建筑制造業(yè)而言都有著巨大的幫助，筆者希望能夠通過(guò)本文讓更多的專家學(xué)者去關(guān)注鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，同時(shí)希望有關(guān)的市政部門(mén)能夠投入更多的精力在科研技術(shù)的研發(fā)上。