第一節(jié)概述
鋼結(jié)構(gòu)存在嚴重缺陷和損傷或改變使用條件，經(jīng)檢查驗算結(jié)構(gòu)的強度,、剛度或穩(wěn)定性不滿足使用要求時,，應對鋼結(jié)構(gòu)進行加固。常見的鋼結(jié)構(gòu)需加固補強的主要原因有：
1,、由于設計或施工中造成鋼結(jié)構(gòu)缺陷,，如焊縫長度不足，桿件切口過長,，使截面削弱過多等等,。
2、結(jié)構(gòu)經(jīng)長期使用,，出現(xiàn)不同程度的銹蝕,、磨損以及操作不正常等，造成結(jié)構(gòu)缺陷,，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面嚴重削弱,。
3、工藝生產(chǎn)條件變化,，使結(jié)構(gòu)上荷載增加,，原有結(jié)構(gòu)不能適應。
4,、使用的鋼材質(zhì)量不符合要求,。
5、意外,、自然災害對結(jié)構(gòu)損傷嚴重,。
6、由于地基基礎下沉,，引起結(jié)構(gòu)的變形和損傷,。
第二節(jié)鋼結(jié)構(gòu)加固原則
結(jié)構(gòu)或構(gòu)件加固是一項復雜的工作，要考慮的因素很多,。加固方法應從施工方便,、不影響生產(chǎn)、經(jīng)濟合理,、效果好等方面來選擇,，一般原則如下：
1、加固應盡可能做到不停產(chǎn)或少停產(chǎn),，因停產(chǎn)的損失往往是加固費用的幾倍或幾十倍,。能否在負荷下不停產(chǎn)加固,，取決于結(jié)構(gòu)的應力應變狀態(tài)。一般構(gòu)件的內(nèi)應力小于鋼材設計強度的80%,，且構(gòu)件損壞變形等不是太嚴重時,，可采用負荷不停產(chǎn)加固方法。
2,、結(jié)構(gòu)加固方案要便于制作,、施工，便于檢查,。
3,、結(jié)構(gòu)制造組裝應盡量在生產(chǎn)區(qū)外進行。
4,、連接加固應盡可能采用高強螺栓或焊接,。
采用高強螺栓加固時，應驗算鉆孔截面削弱后的承載能力,；采用焊接加固時,，實際荷載產(chǎn)生的原有桿件應力最好在鋼材設計強度60%以下，極限不得超過80%,，否則應采取相應的措施才能施焊,。
第三節(jié)鋼結(jié)構(gòu)加固方法
一、加固方法概述
鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕荷載,、改變計算圖形,、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等,。當有成熟經(jīng)驗時,，也可采用其他的加固方法。經(jīng)鑒定需要加固的鋼結(jié)構(gòu),，根據(jù)損害范圍一般分為局部加固和全面加固,。局部加固是對某承載能力不足的桿件或連接節(jié)點處進行加固，有增加桿件截面法,、減小桿件自由長度法和連接節(jié)點加固法,。全面加固是對整體結(jié)構(gòu)進行加固，有不改變結(jié)構(gòu)靜力計算圖形加固法和改變結(jié)構(gòu)靜力計算圖形加固法兩類,。增加或加強支承體系，也是對結(jié)構(gòu)體系加固的有效方法,。增加原有構(gòu)件截面的加固方法是最費料最費工的方法（但往往是可行的方法）,；改變計算簡圖的方法最有效且多種多樣，其費用也大大下降,。加固結(jié)構(gòu)的施工方法有：負荷加固,、卸荷加固和從原結(jié)構(gòu)上拆下應加固或更新的部件進行加固,。加固施工方法應根據(jù)用戶要求和結(jié)構(gòu)實際受力狀態(tài)，在確保質(zhì)量和安全的前提下,，由設計人員和施工單位協(xié)商確定,。
1、帶負荷加固,。施工最方便,，也較經(jīng)濟。是用于構(gòu)件（或連接）的應力小于鋼材設計強度的80%時,，或構(gòu)件無甚大損壞（破損,、變形、翹曲等）的情況下,。此時為了使新加固桿件參與受力,，有時需要對被加固桿件采取臨時卸荷的措施。另外,，在加固時應注意不影響其他構(gòu)件的正常使用,。
2、卸荷加固,。適用于結(jié)構(gòu)損壞較大或構(gòu)件和連接的應力狀態(tài)很高,，需要暫時減輕其負荷時。對某些主要承受可動荷載的結(jié)構(gòu)（如吊車梁等）,，可限制其可動荷載,，即相當于大部分卸荷。
3,、從原結(jié)構(gòu)上拆下應加固或更新的部件,。當結(jié)構(gòu)破壞嚴重或原截面承載力過小，必須在地面進行加固或更新時采用,。此時必須設置臨時支撐,，使被換構(gòu)件完全卸荷；同時,，必須保證被換結(jié)構(gòu)卸下后整個結(jié)構(gòu)的安全,。確定加固方案前，應搜集下列資料：
（1）原有結(jié)構(gòu)的竣工圖（包括更改圖）及驗收記錄,。
（2）原有鋼材材質(zhì)報告復印件或現(xiàn)場材質(zhì)檢驗報告,。
（3）原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、安裝驗收記錄,。
（4）原有結(jié)構(gòu)設計計算書,。
（5）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破損情況檢查報告。
（6）現(xiàn)有實際荷載和加固后新增加荷載的數(shù)據(jù)。
二,、改變結(jié)構(gòu)計算圖形加固法
改變結(jié)構(gòu)計算圖形加固法是指采用改變荷載分布狀況,、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件,，增設附加桿件和支撐,、施加預應力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固的方法,。改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固過程,，除應對被加固結(jié)構(gòu)承載能力和正常使用極限狀態(tài)進行計算外，尚應注意對相關結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力和使用功能的影響,，考慮在結(jié)構(gòu),、構(gòu)件、節(jié)點以及支座中的內(nèi)力重分布,，對結(jié)構(gòu)（包括基礎）進行必要的補充驗算,，并采用切實可行的合理構(gòu)造措施。采用改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法,，設計與施工應緊密配合,，未經(jīng)設計允許，不得擅自修改設計規(guī)定的施工方法和程序,。采用調(diào)整內(nèi)力的方法加固結(jié)構(gòu)時,，應在加固設計中規(guī)定調(diào)整內(nèi)力（應力）或規(guī)定位移（應變）的數(shù)值和允許偏差及檢測位置和檢驗方法。
改變結(jié)構(gòu)計算圖形加固法通常采用的具體措施如下：
1,、增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度
（1）增加支撐以加強結(jié)構(gòu)空間剛度,，采用按空間結(jié)構(gòu)進行驗算，挖掘結(jié)構(gòu)潛力,。
（2）加設支撐以增加剛度,，或調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率，以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能,。
（3）增設支撐或輔助桿件,，以減少構(gòu)件的長細比，提高構(gòu)件的穩(wěn)定性,。
（4）重點加強某一構(gòu)件的剛度,，以承受更多的內(nèi)力，從而減輕其他構(gòu)件的內(nèi)力,。
（5）設置拉桿以加強結(jié)構(gòu)的剛度,，減少撓度。
2 ,、改變構(gòu)件的截面內(nèi)力
（1）變更荷重的分布情況,。如將一個集中荷重分為幾個集中荷重,。
（2）變更端部的連接。如將鉸接變?yōu)閯偨印?/p>
（3）增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接使之成為連續(xù)結(jié)構(gòu),。
（4）調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置。
（5）將構(gòu)件變?yōu)閾螚U式構(gòu)架,。
（6）施加預應力,。
三、加大構(gòu)件截面加固法
采用加大截面加固鋼構(gòu)件時,，所選截面形式應有利于加固技術(shù)要求并考慮有缺陷和損傷的狀況,。加固構(gòu)件受力分析計算簡圖，應反映結(jié)構(gòu)的實際條件,，考慮損傷及加固引起的不利變形,、加固期間及前后作用在結(jié)構(gòu)上的荷載及其不利組合，對于超靜定結(jié)構(gòu)尚應考慮因截面加大,、構(gòu)件剛度改變使體系內(nèi)力重分布的可能,，必要時應分階段進行受力分析和計算。采用該方法應注意的事項如下：
1,、注意加固時的凈空限制,，使新加固的構(gòu)件不得與其他桿件相沖突。
2,、加固設計應適應原有構(gòu)件的幾何狀態(tài),，以利施工。
3,、應盡量減少施工工作量,。當原有結(jié)構(gòu)鋼材的可焊性較好時，根據(jù)具體情況盡量考慮用焊接加固,，并應盡量減少焊接工作量,，以減少焊接應力的影響，避免焊接變形,。還應避免仰焊,。
4、加固應盡量使被加固構(gòu)件截面的形心軸位置不變,，以減少偏心所產(chǎn)生的彎矩,。當偏心值超過規(guī)定時，在復核加固截面時,，應考慮偏心的影響,。
5、加固后的截面在構(gòu)造上要考慮防腐的要求,，避免形成易于積灰的坑槽而引起銹蝕,。
第四節(jié)鋼構(gòu)件的具體加固技術(shù)
一、鋼柱的加固
鋼柱通常為軸壓構(gòu)件或壓彎構(gòu)件，結(jié)合其受力特點,，應采用以下加固方法,。
1 、柱子卸荷法
必須在卸荷狀態(tài)下加固或更換新柱時,，采取“托梁換柱”方法,。當僅需加固上部柱時，可以利用吊車梁橋架支托起屋蓋屋架,，使柱子卸荷,。當下部柱需要加固或工藝需要截去下柱時，可在吊車梁下面設一永久性托梁,，將上部柱荷載（包括吊車梁荷載）分擔于鄰柱（必須驗算鄰柱并加固之,，也要驗算基礎）上。采用此法應考慮到用托梁代替下柱后,，托梁將產(chǎn)生一定的撓度,，迫使原屋架下沉，從而可能損傷與此屋架相連構(gòu)件的連接節(jié)點,。為此可預先在托梁上加臨時荷載!,，使托梁具有預先撓度。采用此法的順序是先加固鄰柱,、焊接托梁與鄰柱,、加臨時荷載!、焊接托梁與中柱,、卸下臨時荷載!,、加固或截去下部柱。
2 ,、鋼柱加固法
（1）補強柱的截面,。一般補強柱截面用鋼板或型鋼，采用焊接或高強螺栓與原柱連接成一個整體,。
（2）增設支撐,。增設支撐以減小柱自由長度，提高承載能力,。在截面尺寸不變的情況下提高了柱的穩(wěn)定性,。
（3）改變計算簡圖，減小柱外荷載或內(nèi)力,。
（4）在鋼柱四周外包鋼筋混凝土進行加固,，可明顯提高承載能力。
3,、柱腳加固法
（1）柱腳底板厚度不足加固方法
增設柱腳加勁肋,，以達到減小底板計算彎矩的目的,。"在柱腳型鋼間澆筑混凝土，使柱腳底板成為剛性塊體,。為增加粘結(jié)力,，柱腳表面油漆和銹蝕要清除干凈。
（2）柱腳錨固不足加固方法
增設附加錨栓,。當混凝土基礎較寬大時采用,。在混凝土基礎上鉆出孔洞，插入附加錨栓,，澆注環(huán)氧砂漿或硫磺砂漿（孔洞直徑為錨栓直徑"加20mm’’，深度大于30d"）,。"將整個柱腳包以鋼筋混凝土,。新配鋼筋要伸入基礎內(nèi)，與基礎內(nèi)原鋼筋焊,。
4,、柱加固承載力驗算法
負荷狀態(tài)下加固計算，重要的問題是加固后應力能否重分配,，即加固后原有截面能否將原有應力分配到新補強的構(gòu)件截面上去,，如能重分配，新老荷載之和,，可以平均分配給新老截面上,，否則原有荷載仍由原截面承擔，新增加荷載由新老截面（即加固后總截面）平均分擔,。到目前為止,，加固后應力重分配尚未為實驗所完全證實（至少在彈性階段），可是對靜載結(jié)構(gòu)來說,，當截面一部分進入塑性狀態(tài),，應力最終會重分配，所以計算中靜載結(jié)構(gòu)可以新老截面共同工作原則來計算,；當在動載結(jié)構(gòu)情況下,，塑性區(qū)很難形成，不考慮應力重分配,，計算時將加固前和加固后的情況分別計算,，然后求其總和。在卸荷情況下加固,，就不存在上述問題,。卸荷狀態(tài)下，截面驗算按加固后總截面,，并考慮加固折減系數(shù),，按現(xiàn)行規(guī)范計算,，即按負荷狀態(tài)下加固截面作用靜力荷載的驗算公式計算，桿架桿件,、梁也是如此,。
