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湖南星欣钢结构有限公司
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钢结构厂房设计重视抗震
信息来源:长沙钢结构   发布时间:2012-10-19   浏览:

 现在的钢结构厂房设计越来越重视抗震。历次地层中一些多层及高层钢结构厂房即使在设计时并未考虑抗震,在强震下承栽力仍足够,但其侧向刚度一般不足,以致窗户及隔墒受到破坏。钢结构在地层作用下虽极少整体倒场,但常出现局部破坏,如梁、校的局部失稳与整体失稳,交叉支撑的破坏,结点的破坏,型钢支撑受压时由于失稳而导致屈曲破坏,受拉时在端部连接处拉脱或拉断等情况。此外,还可能发生校与基础连接的破坏。因此轻钢结构厂房的抗震加固构造设计也十分重要。

    钢结构房屋的抗震加固通常采取以下几种措施。

    一、改变结构计算图形的加固技术

    改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑,施加预应力,考虑空间协同工作等措施对钢结构进行加固的方法。

    1钢柱加固方法

   (1)增加屋盖支撑使排架栓可按空间结构进行验算。

   (2)增设支撑减少柱计算长度

   (3)将屋架与柱铰接改为刚接,减少了柱计算弯矩和计算长度。

   (4)加强某列柱,使排架所受水平荷载主要由该列柱承担,其他柱列卸荷,减少加固工作量。

   (5)加固柱脚。

    1)柱脚底板厚度不足的加固方法。

    ①增设柱脚加劲肋,达到减少底板计算弯矩的目的。

    ②在柱脚型钢间浇筑混凝土,使柱脚底板成为刚性块体。为增加黏结力,柱脚表面油漆和锈蚀要清除干净。

    2)柱脚锚固不足的加固方法。

    ①增设附加锚栓:当混凝土基础较宽大时可采用。在混凝土基础上钻出孔洞,插入附加锚栓,浇注环氧砂浆或硫黄砂浆固住(孔洞直径为锚栓直径d加20mm、深度大于30d),增设的锚栓上端,用螺帽拧紧在靴梁上的挑梁。

    ②将整个柱脚包以钢筋混凝土:新配钢筋要仲人基础内,与基础内原钢筋焊住。

   2.钢梁加固方法

   (1)将各单跨梁支座连接成连续梁,连续后可使跨中弯矩减少15%一20%。

   (2)增设支柱或支撑减小梁的跨度,从而提高梁的承载力。用短斜撑加固钢梁,适用于柱子承载能力储备足够的情况,长斜撑加固钢梁,虽用钢量多一点又较笨重,但不增加柱子负荷;当由于梁上增加的荷载需同时加固柱和基础时,可采用在新基础上设立支柱的加固方法。

  (3)当梁下部净空允许时,可在梁下加下撑杆形成具有刚性的上弦梁桁架。

  (4)增设拉杆施加预应力。

   3.桁架加固方法

  (1)改变支座连接,使原铰接托架变为连续结构,单跨时铰接改刚接也同样改变屋架杆件内力。

   (2)增设撑杆变桁架为撑杆式构架。

  (3)加设预应力拉杆。

  (4)设置再分式杆件减小压杆长细比,提高原杆件的承载力。

   (5)在一定条件下可采取加强钢屋架与天窗架的连接节点,考虑钢屋架与天窗架共同工作,将二者作为一个整体构件进行分析,以此来改变屋架的受力状态,达到加固的目的。

    采用改变钢结构厂房图纸计算进行加固.除应对被加固结构承载力和正常使用极限状态进行计算外,尚应注意相关结构构件承载能力和使用功能,考虑在结构、构件、节点以及支座中的内力重分布,对结构(包括基础)进行必要的补充验算,并采取切实可行的措施。

    二、增大构件截面的加固

    1.加固形式

    加大构件截面的加固方法适用面广,施工较为简便,尤其在满足一定前提条件下,还可在负荷状态下加固,因而是钢结构加同中最常用的方法。

    采用加大截面的方法加固钢构件,应考虑构件的受力情况及存狂的缺陷,在方便施工、连接可靠的前提下选取最有效的截面增加形式,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑巳省缺陷和损失的状况。’各类受力构件的一些截面加固形式。

    构件的增补或局部杆件的替换,都需要适当的链接。加固的杆件必须通过节点加固才能参与原结构工作,破环了的节点需要加固。所以钢结构加固工作中连接与节点加固占有重要位置。

    钢结构链接加固的方法根据加固的原因、目的、受力状态、构造和施丁条件,并考虑原有结构的连接方法而确定,可采用焊接、普通螺栓和高强螟栓等连接方法,一班可与原有结构的连接方法一致。在同一受力部位连接的加固中,不宜采用刚度相差较大的连接方法,如焊接与铆钉或普通螺栓共同受力的混合连接,但仅考虑其中刚度较大的连接(如焊接)承受全部作用力的情况则除外。

    2.原焊接连接的加固

    焊接连接的加固应采用焊接,可采用增加焊缝长度、加大焊缝高度(堆焊)或两者同时进行的办法实现,优先考虑增加焊缝长度。

    在负荷下用焊缝加固结构时,应尽量避免采用长度垂直于受力方向的横向焊缝,以免施焊中因焊件过热引起的构件和连接部位承载力急剧降低而导致事故的发生,否则应采取专门的技术措施和施焊工艺,以确保结构施工时的安全。焊缝施焊时采用的焊条直径不大于4mm,焊接电流不超过220A,每道焊缝的焊脚尺寸不大于4mm,前一道焊缝温度冷却至100℃以下后方可施焊下一道焊缝,对于长度小于200 mm的焊缝增加长度时,首道焊缝应从原焊缝端点以外至少20 mm处开始补焊。加固焊缝与原有焊缝相接时,施焊前应对相接处原有焊缝进行处理,包括清除焊渣、修补焊缝缺陷,使加固焊缝与原有焊缝之间有一平滑过渡,加固焊缝的起点和落点不得紧靠原有焊缝边缘。

    焊缝加固应百先考虑增加焊缝长度来实现,其次考虑增加焊脚尺寸,或者同时增加焊缝长度和焊脚尺寸或独立的新焊缝。

    腹杆只用侧焊缝连接于节点板时,可以加设端焊缝。如果加设端焊缝还不够,则可以加高原有焊缝<增加焊脚尺寸)。但加高焊脚只能在一定限度范围内,角钢肢尖焊缝最多不得超过角钢厚度,角钢脚背焊缝最多不得超过角钢厚度的1.2倍。当增大焊脚尺寸有困难时,可以在加大节点板的基础上再加长焊缝。

    3.原铆钉、蝇栓连接的加固

    铆钉连接因施工复杂、耗钢量多巳极少采用,因此铆钉连接的加固宜用高强螺栓摩擦型连接,螺接连接的加固也宜用高强螺栓。接触面处理情况不明时,摩擦面的抗滑移系数应按未经处理的轧制表面考虑。加固后可考虑两者的共同受力,连接总承载力取原有连接承载力与新增连接承载力之和,承载力按现行《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)计算。

    当用焊缝加固普通螺栓或铆钉连接时,应按焊缝承受全部作用力设计计算其连接,不考虑两种连接的共同丁作,且不宜拆除原有连接件。

    对原高强螺栓摩擦型连接可采用焊缝加固,两种连接计算承载力的比值应在1—1.5范围内,加固后连接的总承载力为两者分别计算的承载力之和,但高强螺栓摩擦型连接的承载力应乘以o.9折减系数。

    4.节点连接的扩大

    当原有连接节点无法布置加固新增的连接件(螺栓、铆钉)或焊缝时,可考虑加大节点连接板或加辅助件,新增的节点板应牢靠地焊接在原节点板上;一般要求短斜板与节点板间的焊缝承载力是该短斜板与杆件连接焊缝承载力的1.5倍。

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