局部加固是对承载能力不足的杆或连接节点进行加固。有增加构件截面的方法,减少构件自由长度的方法,以及加强连接节点的方法。本期我们主要介绍比较常用的连接节点加固方法。
配筋中的连接问题一般有两种情况:一是因承载力不足对原连接的配筋(即连接的配筋,包括节点的配筋),二是配筋与原构件的连接。
连接的钢筋和钢筋的连接方法应根据钢筋的原因、用途、受力状态、结构和施工条件,并考虑原结构的连接方法确定。可采用铆接、焊接、高强度螺栓连接、焊接与高强度螺栓混合连接等方法。铆接的刚性最小(普通螺栓连接除外)。焊接连接刚性高,整体性好,高强度螺栓连接介于两者之间。钢筋连接方式的选择,既要满足不破坏原有结构功能,又要参与工作的要求。目前,由于结构复杂,铆接已逐渐被淘汰,而焊接往往是首选,因为它不需要钻孔等工艺。但焊接对钢材的材料性能要求最高。在原始结构数据不完整、材料特性未知的情况下,必须对焊接钢筋进行复验,以确保焊接性。
加固原理
(1)钢结构钢筋连接方法,即选用焊缝、铆钉、普通螺栓和高强螺栓连接方法。应根据需要加固的结构的原因、用途、受力状态、结构和施工条件,并考虑结构原有的连接方式来确定。
(2)在同一受力部位的连接加固中,不宜采用刚度相差较大的。例如,焊缝与铆钉或普通螺栓受共同力的混合连接方法,除非只有刚度较大的连接(如焊缝)受全力作用。如果有依据,可以采用焊缝和摩擦式高强螺栓受共同力的混合连接。
(3) 加固连接所用材料应与结构钢和原连接材料的性能相匹配,其技术指标和强度设计值应符合《钢结构设计规范》的要求。
(4) 承重连接的加固,特别是采用端焊缝或螺栓加固原有连接时,扩大或增设钉孔时,必须采取合理的施工工艺和安全措施,并进行计算以保证结构(包括连接)在加强载荷下具有足够的承载能力。
加强连接
为加强结构而增加的板(钢筋)不仅要具有足够的设计承载力和刚度,而且还要与被加强结构有可靠的连接,以确保两者良好地协同工作。
钢筋与被加固结构的连接应根据设计受力要求,结合结构和施工条件,经计算确定。对于轴向受力构件,可按下式计算。对于受弯构件,应以可能的最大设计剪力计算;对于受压弯曲构件,可按上述两者中较大的值计算。
当仅增加中间支撑构件(点)以减少受压构件的自由长度进行加固时,支撑杆(点)与钢筋的连接力可按下式计算,其中At为截面积原成员的。钢筋的焊缝、螺栓、铆钉等连接的计算可按《钢结构设计规范》的规定进行。但计算时,斜焊缝强度设计值应乘以0.85,其他强度或承载力设计值应乘以折减系数0.95。例如单边角钢连接,角焊缝强度设计值乘以系数0。
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