浅谈钢结构新旧加固技术的对比与应用

钢结构是目前应用非常广泛的建筑材料，如鸟巢、埃菲尔铁塔等皆是世界著名的钢结构建筑。但是，随着我国建筑技术的不断发展，钢结构也不可避免地存在严重的缺陷和破坏，或者当使用条件发生变化，结构的强度、刚度或稳定性不符合使用要求时，钢结构应予以加固。

一、钢结构加固的常见原因如下：

1、由于钢结构在设计或施工中存在焊接长度不足、钢筋切割时间长、截面弱化过大等缺陷。

2、经过长时间的使用，结构具有不同程度的腐蚀、磨损和运行，造成结构缺陷，使结构构件截面受到严重削弱。

3、随着工艺生产条件的变化，结构的载荷增加，原有结构无法适应。

4、所用钢的质量不符合要求。

5、事故和自然灾害造成严重的结构破坏。

6、由地基沉降引起的结构的变形和破坏。

二、 新旧加固方法解析

1、传统加固方法

采用螺栓连接的方法，在损伤部位附近的母材上开孔，使截面变弱，形成新的应力集中区。普通螺栓在动载作用下容易松动，高强度螺栓容易发生应力松弛，从而降低了结构的修复效果。

焊接加固时，由于高温的作用，焊接部位的组织和性能都会下降，焊缝中必然会出现缺陷，从而产生新的裂纹。焊接结构中存在残余应力，这可能导致裂纹与其他作用结合在一起。焊接使结构形成一个连续的整体，一旦裂纹不稳定和扩展，就有可能断裂至端，造成重大事故。

这两种加固方法的共同缺点是结构重量大幅度增加，施工不方便，维修费用高。

2、新型加固方法

钢结构新型加固方法有很多，今天为大家解析钢结构中碳纤维的应用：

碳纤维布用于将炭布粘贴到钢结构损伤部位的表面，使部分载荷通过粘结层转移到碳纤维布上，减少了结构损伤部分的应力。与传统的加固方法相比，碳纤维布加固的明显优点是：

1）、加固后强度高，原结构重量和原构件尺寸基本不增加；

2）、复合材料具有良好的抗疲劳和耐腐蚀性能；

3）、柔性复合材料对任何封闭结构和形状复杂的加固结构表面均具有特殊优势。密封性好，减少了渗漏甚至腐蚀的隐患；

4）、结构简单、成本低、效率高，也可在狭小的空间内施工，特别适用于现场维修；

5）、施工过程中无明火，适合各种特殊环境。

选材：钢结构加固，宜选用PAN基碳纤维制成的碳纤维，强度可达3400MPa，弹性模量约为2.3×105MPa。胶粘剂应选用环氧树脂类材料。

规划：根据待修补结构的受力特征、传力路径和应力应变场，承认布的用量、尺度和铺设方向等。纤维方向应尽量与损害构件中最大受力方向保持一起。假如损害部位处于杂乱应力状态，则纤维取向和铺层顺序应尽量与控制主应力方向一起。

钢结构损害具有局部性和多发性特征，对钢结构构件进行替换显然不实在，由于这些结构不可能在呈现损害时就当即退役。因此，经济高效的碳纤维布加固技能便是很适合的选择。