网架结构杆件加固实例全套.docx

网架结构杆件加固实例全套某钢筋混凝土框架结构的顶层为多功能大厅，屋面采用正交正放四角锥螺栓球平板网架，跨度15m,长度27m.网格尺寸3mx3m,厚度1.8m.周边上弦支承于混凝土圈梁上，屋面采用混凝土槽形预制板，双坡排水。原设计中上弦静载标准值取2.3kNm2,下弦静载标准值取0.5kNm2,上弦活载标准值取0.7kNm2o钢管材质为Q235钢。该网架工程于1996年建成投入使用，2005年更换吊顶时发现部分杆件发生弯曲。经检测，最大弯曲矢高为20mmo还有部分螺栓松动。经计算分析，弯曲的原因属于设计不合理。共有5根受压杆件稳定承载力不满足要求.截面规格分别为D108x4.0zD60x3.0zD48x3.0大超应力比为1.23。螺栓承载力满足要求，需要加大杆件截面，弯曲杆件也需要加固。(1)加固设计网架常用加固方式有：减小负荷、更换杆件、改变支承条件、加大杆件截面，粘贴碳纤维布等。本工程减小负荷、改变支承条件都不允许，而且由于屋面采用混凝土预制板，自重较大，采用更换杆件的方式进行加固风险太大，粘贴碳纤维只能用于受拉杆件的补强，因此最终决定采取加大杆件截面的加固方法。常用加大杆件截面的方法有两种，一种是在原钢管外再套钢管，另一种是外包双槽钢。前者先将外套钢管沿纵向轴线一剖为二，然后再将两个半圆钢管对扣在原钢管外焊接，其优点是外观与原结构相一致，均是圆形截面，但剖分钢管必较困难，如果采用火焰切割，会产生较大的扭曲变形。外包双槽钢则相对简单的多，但缺点是外观明显不一致。由于本工程有吊顶，不影响外观。三种钢管的加固方式见（图Do对于D180x4.0钢管，因没有合适规格的槽钢，只能通过连接板使之与钢管连接。外包槽钢的长度等于钢管的长度，起到增加杆件抗弯刚度的作用，以减小长细比，增加压杆的稳定承载力。弯曲杆件也采用类似方法处理，以阻止其进一步弯曲。槽钢两端不能与封板（锥头）焊接，更不能与螺栓或套筒连接。为减小焊接应力以及焊接对负载钢管的影响，槽钢或连接板与钢管之间的焊接采用间断焊缝，每隔200mm焊接100mm。外包槽钢选择完毕后需要验算组合杆件的稳定承载力，由于槽钢与钢管之间仅通过部分间断焊缝连接,可以简化认为槽钢不参与承担轴向荷载,只增加钢管的刚度,减小钢管的计算长度，提高稳定承载力。由于加固后杆件的刚度略有增大，会影响结构的局部内力分配，加固后杆件的内力略有增加，因此计算时应适当留有一定的富裕度。（2）施工加固前先将松动的螺栓予以紧固，并在加固杆件周围搭设适当范围的脚手架，即可以用来施工操作，也可以兼作保护措施。焊接前应将杆件表面涂层去除。焊接时先用长20-30mm的的间断焊缝（间隔300mm）,将槽钢定位,再由杆件端部依次向内焊接所需连接焊缝。焊接时选择直径不大于4mm的低氢焊条，焊接电流不超过220A.以防烧穿正在负载的钢管杆件。严禁在网架杆件上打将槽钢定位，再由杆件端部依次向内焊接所需连接焊缝。焊接时选择直径不大于低氢焊条，焊接电流不超过火，前一焊道温度冷却至100oC以下后，方可焊接下一道，严禁大面积施焊，绝对禁止沿杆件横截面环形焊接。加固连接焊缝应避开杆件的原有焊缝，且间隙不小于20mmo加固前槽钢、连接板要彻底除锈，加固后应根据设计要求涂刷防腐、防火涂料。本工程外包槽钢加固后的杆件见（图1）。