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钢结构厂房钢柱通常为轴压构件或压弯构件,结合其受力特点,钢结构厂房应采用以下加固方法。
1.钢结构厂房柱子卸荷法
必须在卸荷状态下加固或更换新柱时,采取“托梁换柱”方法。
当仅需加固上部柱时,可以利用吊车梁桥架支托起屋盖屋架,使柱子卸荷。当下部柱需要加固或工艺需要截去下柱时,可在吊车梁下面设一永久性托梁,将上部柱荷载(包括吊车梁荷载)分担于邻柱(必须验算邻柱并加固之,也要验算基础)上。采用此法应考虑到用托梁代替下柱后,托梁将产生一定的挠度,迫使原屋架下沉,从而可能损伤与此屋架相连构件的连接节点。为此可预先在托梁上加临时荷载,使托梁具有预先挠度。采用此法的顺序是先加固邻柱、焊接托梁与邻柱、加临时荷载!、焊接托梁与中柱、卸下临时荷载!、加固或截去下部柱。
2.钢结构厂房钢柱加固法。
(1)加固柱的截面。钢板或型钢一般用于加固柱的截面,焊接或高强度螺栓与原柱连接成一个整体。
(2)增加支撑。增加支撑以减少柱的自由长度,提高承载力。在截面尺寸不变的情况下,提高了柱的稳定性。
(3)改变计算简图,减少柱外荷载或内力。
(4)钢筋混凝土在钢柱周围外包加固,可显著提高承载力。
3.钢结构厂房柱脚加固法。
(1)柱脚底板厚度不足的加固方法。
为了降低底板计算弯矩,增加柱脚加劲肋。
在柱脚型钢之间浇筑混凝土,使柱脚底板成为刚性块。为了增加粘结力,应清除柱脚表面的油漆和腐蚀。
(2)柱脚锚固加固方法不足。
增加附加锚栓。当混凝土基础较宽时使用。在混凝土基础上钻孔,插入附加锚栓,浇筑环氧砂浆或硫磺砂浆(孔径为锚栓直径20mm,深度大于30d),用钢筋混凝土包裹整个柱脚。新钢筋应伸入基础,并与基础中的原钢筋焊接。
4.钢结构厂房柱加固承载力验算法。
在负荷状态下加固计算中,重要的问题是加固后的应力能否重新分配,即加固后的原始截面能否将原始应力分配到新加固的构件截面上。如果能重新分配,新旧荷载之和可以平均分配到新旧截面上,否则原始荷载仍由原始截面承担,新增荷载由新旧截面(即加固后的总截面)平均分配。
到目前为止,加固后的应力重分配还没有得到实验的充分证实(至少在弹性阶段),但对于静载结构来说,当部分截面进入塑性状态时,应力会重分配,因此在计算中,静载结构可以按照新旧截面共同工作的原则进行计算;在动载结构的情况下,塑性区域很难形成,不考虑应力重分配。计算时,分别计算加固前后的情况,然后求其总和。卸载时加固不存在上述问题。
卸载状态下,截面验算按加固后的总截面计算,考虑加固折扣系数,按现行规范计算,即按负载状态下加固截面作用静载荷的验算公式计算,杆架杆件和梁也是如此。