門(men)式輕鋼房屋鋼結構(gou)因(yin)為其結構(gou)成熟,設計施工(gong)簡單,總造價低等特(te)點,在我國(guo)應(ying)用非常廣泛。但是由于(yu)設計施工(gong)市場競爭激烈(lie),為追求.低用鋼量,相當一部分廠房采用了滿應(ying)力(li)設計。
為(wei)節(jie)省費用(yong),很多(duo)輕(qing)鋼廠(chang)房設(she)(she)計由(you)私(si)人(ren)承接,部分(fen)(fen)設(she)(she)計人(ren)員(yuan)水(shui)平不足,必要構(gou)造(zao)(zao)考(kao)慮不當(如遺漏(lou)剛性系桿、遺漏(lou)柱(zhu)間支撐、遺漏(lou)抗風柱(zhu)、遺漏(lou)屋(wu)面拉(la)(la)條和撐桿等),或計算錯誤,導致實際建成的廠(chang)房已經不滿(man)足規范要求。還有(you)因施(shi)工單位(wei)擅(shan)自改(gai)變圖紙設(she)(she)計,拉(la)(la)大柱(zhu)距、改(gai)變構(gou)造(zao)(zao)、擅(shan)自改(gai)變傳力路徑(如原梁上掛載改(gai)為(wei)檁條上),造(zao)(zao)成部分(fen)(fen)構(gou)件的強(qiang)度、變形不滿(man)足規范要求。
對上述廠(chang)房,一類是先天(tian)不滿足(zu)規范要(yao)求(qiu),需要(yao)加(jia)固。另一類因后期改造要(yao)求(qiu):如增加(jia)吊(diao)車、屋(wu)面上新增荷載等(deng)(增加(jia)保(bao)溫層(ceng)、加(jia)裝(zhuang)光(guang)伏(fu)發(fa)電系(xi)統),需要(yao)進(jin)行(xing)加(jia)固。
常見的鋼結構加固方法(fa)有以下三種(zhong):
(1)減輕荷載
在滿足預定使用功能的前提下,可通過簡化附加結(jie)構或者(zhe)采用輕(qing)質材料代替原有材料等(deng)方法來減輕(qing)結(jie)構荷(he)載。
(2)改變結構(gou)計算圖(tu)形
通(tong)過改變(bian)荷載分布(bu)狀況、傳力(li)(li)途徑、節(jie)點性(xing)質(zhi)和邊界條件(jian),增(zeng)(zeng)設附(fu)加(jia)(jia)桿(gan)件(jian)和支(zhi)撐、施加(jia)(jia)預(yu)應力(li)(li)、考慮空間協同工(gong)作等措施來改變(bian)結(jie)構的(de)計算圖形,調整原(yuan)結(jie)構內力(li)(li),使結(jie)構按設計要求進行內力(li)(li)重分配,減小桿(gan)件(jian)內力(li)(li),使桿(gan)件(jian)受力(li)(li)滿足要求,達到(dao)加(jia)(jia)固目(mu)的(de)。如(ru):鉸接變(bian)剛接,增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)支(zhi)座將簡支(zhi)梁(liang)變(bian)連續梁(liang),增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)撐桿(gan)將梁(liang)變(bian)桁架結(jie)構。
(3)加大構件截面和(he)增強(qiang)連(lian)接強(qiang)度
在(zai)不影(ying)響(xiang)使用空間(jian)的(de)前提(ti)下采用加(jia)(jia)大構(gou)件(jian)截(jie)面的(de)方式(shi)提(ti)高構(gou)件(jian)的(de)承載力,如加(jia)(jia)大截(jie)面高度、加(jia)(jia)厚(hou)翼緣板與腹(fu)板、變工字形(xing)截(jie)面為箱型截(jie)面等方式(shi)。
由于加固(gu)(gu)施工一般都為高空作(zuo)業且施工操作(zuo)面較小(xiao)(xiao)、施工難度較大(da),應盡量選(xuan)取(qu)加固(gu)(gu)工程(cheng)量相對較小(xiao)(xiao)、便于施工的設(she)計方案。具體(ti)加固(gu)(gu)方案的選(xuan)取(qu)應遵循以下原則:
3.1細致調(diao)查原(yuan)則
方案設計前(qian),必須(xu)通過查(cha)詢(xun)資料了解原鋼結(jie)構(gou)廠房的(de)建筑材料和(he)結(jie)構(gou)體系,并對建筑主體進行全面(mian)、細致的(de)檢測和(he)實驗(yan)、分析,尋(xun)找原有結(jie)構(gou)的(de)材料和(he)結(jie)構(gou)的(de)破壞點,分析出廠房受力現狀和(he)持力水(shui)平,為(wei)加固方案的(de)設計打(da)下基礎。
3.2方(fang)便施工原則(ze)
加固方(fang)案的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)必須緊密結(jie)合當前結(jie)構的(de)(de)(de)(de)受(shou)力現狀,不(bu)能完全按(an)照甲方(fang)的(de)(de)(de)(de)要求進(jin)行(xing)設(she)計(ji)。在(zai)材(cai)(cai)料選擇(ze)上,保證使用(yong)的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料可以和原(yuan)有的(de)(de)(de)(de)鋼材(cai)(cai)進(jin)行(xing)充分的(de)(de)(de)(de)連接(jie),在(zai)加固后可以有效的(de)(de)(de)(de)進(jin)行(xing)應力的(de)(de)(de)(de)傳輸(shu);另外還要結(jie)合施工(gong)人員的(de)(de)(de)(de)技術(shu)水平(ping)和廠房的(de)(de)(de)(de)施工(gong)環境,選擇(ze)便于施工(gong)的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)方(fang)式。.大程度上降低對其(qi)他建筑物的(de)(de)(de)(de)影響(xiang),保證廠房的(de)(de)(de)(de)生產效率。
3.3經濟成(cheng)本原(yuan)則
因為大(da)量拆除原(yuan)(yuan)有(you)的(de)(de)構件,不僅加(jia)(jia)大(da)工(gong)程(cheng)(cheng)量,提高(gao)施(shi)工(gong)的(de)(de)難度(du),還(huan)會提高(gao)新舊材料(liao)之(zhi)間的(de)(de)連(lian)接難度(du),破(po)壞(huai)可利用(yong)材料(liao)的(de)(de)承載(zai)力,給加(jia)(jia)固后的(de)(de)廠房留下隱患(huan)。所以在進(jin)行加(jia)(jia)固方案設計時,要考慮(lv)加(jia)(jia)固施(shi)工(gong)的(de)(de)經濟成(cheng)本(ben)。減(jian)少對(dui)原(yuan)(yuan)有(you)廠房改動的(de)(de)面積和程(cheng)(cheng)度(du)。經過科學(xue)細致的(de)(de)結構檢測,對(dui)于(yu)原(yuan)(yuan)有(you)的(de)(de)鋼結構構件,在有(you)效利用(yong)、保證安(an)全的(de)(de)基(ji)礎(chu)上.大(da)程(cheng)(cheng)度(du)的(de)(de)給予保留和利用(yong)。
3.4不影響使用功能(neng)
由于待加固廠房(fang)一般(ban)都在正常使用,設計(ji)方案應保證原有(you)廠房(fang)的正常使用功能不(bu)受或盡量少受影響。
3.5減少焊接
由(you)于(yu)待加固(gu)(gu)廠房結(jie)構在加固(gu)(gu)前(qian)已處于(yu)受(shou)荷狀態,加固(gu)(gu)施(shi)工可(ke)能(neng)因(yin)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)引(yin)起(qi)原有構件(jian)產(chan)生局(ju)部應(ying)力集(ji)中或(huo)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)變(bian)(bian)形(xing)(xing),高空焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)質(zhi)量(liang)也(ye)難(nan)以保證,對冷彎薄壁(bi)型鋼,很(hen)容(rong)易燒穿(chuan),焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)比較難(nan)以把握,此外(wai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)火花也(ye)會造(zao)成安全隱患。因(yin)此,加固(gu)(gu)設計(ji)應(ying)盡(jin)(jin)可(ke)能(neng)減少(shao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)量(liang),盡(jin)(jin)可(ke)能(neng)的消(xiao)除焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)變(bian)(bian)形(xing)(xing)和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)殘余應(ying)力以免對原結(jie)構產(chan)生不(bu)利(li)影響。
(1)對門(men)式鋼(gang)架梁的加固,有增加斜撐法(fa)、桁(heng)架法(fa)、焊(han)接型鋼(gang)增大截面法(fa)、體外預應(ying)力法(fa)等(deng)。
(2)對門式鋼(gang)(gang)架柱的加固(gu),對平(ping)面(mian)內強(qiang)度不足(zu)(zu)可采用強(qiang)軸方向焊接型(xing)鋼(gang)(gang)增大截法;對平(ping)面(mian)外穩定不足(zu)(zu)的柱,可以采用新(xin)增剛(gang)性系(xi)桿或(huo)將原(yuan)H型(xing)鋼(gang)(gang)截變“十”字形(xing)截面(mian)法。
(3)對檁條(tiao)的加(jia)固,可采用(yong)簡支變連續檁、加(jia)密檁條(tiao)、增大/強(qiang)截面(mian)等方法(fa)。