加大构件截面的加固方法详解

加大构件截面加固法

加大构件截面的加固方法涉及面广，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，因而是钢结构加固中最常用的方法。

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在的缺陷，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已有缺陷和损失的状况。(图1-图4 )，给出了各类受力构件的一些截面加固形，可供设计时参考。

1、计算的一般规定

(1)在完全卸荷的状态下，采用加大截面的方法加固钢结构时，构件的强度和稳定 性，按加固后的截面用与新结构相同的方法依照《钢结构设计规范》 的规定进行计算。

(2)在负荷状态下，采用加大截面的方法加固钢构件时，原结构中的承载力应有不少20%的富余。加固后构件承载力的计算应根据荷载形态分别进行。对于承受静力荷载或间接承受动力荷载的构件，一般情况可根据原有构件和加固件之 间的内力重分布的原则，按加固后的截面进行承载力计算。

(3)负荷状态下采用加大截面的方法进行加固时，其加固计算应根据原有构件的受力状态，钢材强度设计值应乘以加固折减系数k 。轴心受力的实腹构件取k=0.8p偏心受力和受弯构件及格构式构件取k=0.9.

《钢结构加固技术规程》 条件，将被加固构件根据使用条件划分为四类设计工作条件，加固折减系数在不同设计工作条件下取值不同.

(1)   轴心受力构件加固后，应考虑构件截面形心偏移的影响。当形心轴的偏移值小于 截面高度时，在一般情况下可忽略其影响。

(2)   加固后的受弯构件和偏心受力构件，不宜考虑截面的塑性发展，可按边缘纤维屈 服准则进行计算。

(3)   动力荷载作用下，构件的加固计算应分别按加固前后两个阶段进行，并应遵守下 列规定：稳定计算分别按加固前和加固后的截面取用稳定系数；可不考虑加固折减系数； 必要时应对其剩余疲劳寿命进行专门研究和计算。

(4)   静力荷载作用下，加固后构件的稳定计算，可按加固后的截面取用稳定系数，同 时应考虑加固折减系数

2、轴心受力构件的加固计算

轴心受拉或轴心受压构件的原有截面一般是对称的，若其损伤非对称性不大，可采用 对称的加固形式；若其损伤非对称性较大宜采用不改变截面形心位置的加固方式，以减少 附加受力影响。当采用非对称或改变形心位置的加固截面时，应按偏心受力构件（拉弯或 压弯构件）处理。

3、  构造与施工要求

（1）采用加大截面的方法进行加固，应保证加固构件有合理的传力途径：有保证加固 件与原有构件共同工作的相互连接；对于轴心受力和偏心受力构件，加固件宜与原有构件 的支座（或节点）有可靠的连接。

（2）加固件的布置应适应原有构件的几何形状或已发生的变形情况，以利施工。但也应 尽量不用引起截面形心偏移的形式，难以避免时，应在加固计算中考虑形心轴偏移的影响。

（3）尽量减少加固施工的工作量。不论原有结构是栓接结构还是焊接结构，只要钢材 具有良好的可焊性，应尽可能采用焊接方式补强。

（4）当采用焊接补强时，应尽可能减少焊接工作量及注意合理的焊接顺序，以降低焊 接变形和焊接应力，并竭力避免仰焊。在负荷状态下焊接时，应采用较小的焊接尺寸，并 应首先加固对原有构件影响较小、构件最薄弱和能立即起到加固作用的部位。

（5）加大截面的加固构造不应过多削弱原有构件的承载能力：

采用螺栓或高强度螺栓连接时，在保证加固件能够和原有构件共同工作的前提下，应选用较小直径的螺栓或高强度螺栓，并尽量采用高强度螺栓；

采用焊接连接时，应尽量避免采用与原有构件应力方向垂直的焊缝。如做不到这些， 则应采取专门的技术措施和施焊工艺，以确保结构施工的安全；

轻钢结构中的小角钢和圆钢杆件不宜在负荷状态下进行焊接，必要时应采取适当措 施。圆钢拉杆严禁在负荷状态下用焊接方法加固。

（6）加大截面加固结构构件时，应保证加固件与被加固件能够可靠地共同工作、断面 的不变形和板件的稳定性，并且要可能施工。加固件的切断位置应尽可能减小应力集中并 保证未被加固处截面在设计荷载作用下处于弹性工作阶段。

（7）在负荷下进行结构加固时，其加固工艺应保证被加固件的截面因焊接加热，加 钻、扩孔洞等所引起的削弱影响尽可能的小，为此必须制定详细的加固施工工艺过程和要 求的技术条件，并据此按隐蔽工程进行施工验收。

（8）在负荷下进行结构构件的加固，当构件中的名义应力不小于0.3fy ，且采用焊接 加固件加大截面法加固结构构件时，可将加固件与被加固件沿全长互相压紧；用长20~30mm 的间断（ 300~500mm）焊缝定位焊接后，再由加固件端向内分区段（每段不大于70mm） 。施焊所需要的连接焊缝，依次施焊区段焊缝应间歇对于截面有对称的成对焊缝时，应平行施焊；有多条焊缝时，应交错顺序施焊；对于两面有加固件的截面，应 先施焊受拉侧的加固件，然后施焊受压侧的加固件；对一端为嵌固的受压杆件，应从嵌固 端向另一端施焊，若其为受拉杆，则应从另一端向嵌固端施焊。

当采用螺栓（或铆钉）连接加固加大截面时，加固与被加固板件相互压紧后，应从加固 件端向中间逐次做孔和安装拧紧螺栓（或铆钉），以便尽可能减少加固过程中截面的过大削弱。

(9)加大截面法加固有两个以上构件的静不定结构（框架、连续梁等）时，应首先将全 部加固与被加固构件压紧和点焊定位，然后从受力最大构件依次连续地进行加固连接。