钢结构加固技术规范 CECS77N 96

建标工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统中国工程建设标准化协会标准钢结构加固技术规范工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统中国工程建设标准化协会标准钢结构加固技术规范主编单位清华大学土木工程系审查单位建筑物鉴定与加固委员会批准单位中国工程建设标准化协会批准日期年月日工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统前言现批准钢结构加固技术规范为中国工程建设标准化协会标准推荐给各有关单位使用在使用过程中请将意见及有关资料寄交四川省成都市一环路北三段号四川省建筑科学研究院中国工程建设标准化协会建筑物鉴定与加固委员会邮编以便修订时参考中国工程建设标准化协会年月日工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统目次总则术语符号与代号术语符号与代号加固基本原则及一般方法一般规定加固工作程序加固一般方法及其选择材料改变结构计算图形的加固一般规定改变结构计算图形的一般方法加大构件截面的加固一般规定受弯构件的加固轴心受力和拉弯压弯构件的加固构造与施工要求连接的加固与加固件的连接一般规定焊接连接的加固螺栓和铆钉连接的加固加固件的连接构造与施工要求裂纹的修复与加固一般规定修复裂纹的方法工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统施工安全与工程验收施工安全工程验收附录构件截面的加固形式参考图附录本规范用词说明附加说明本标准主编单位参加单位和主要起草人工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统总则为使钢结构的加固做到技术可靠经济适用施工简便和确保质量特制定本规范本规范适用于工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构因设计施工使用管理不当材料质量不符合要求使用功能改变遭受灾害损坏以及耐久性不足等原因而需要对钢结构进行加固的设计施工和验收对有特殊要求和特殊情况下的钢结构加固尚应符合相应的专门技术标准的规定钢结构加固前应按照工业厂房可靠性鉴定标准和民用建筑可靠性鉴定标准等进行可靠性鉴定钢结构的加固设计施工及验收除本规范规定外尚应符合钢结构设计规范钢结构工程施工及验收规范的规定工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统术语符号与代号术语钢结构的加固对已有钢结构进行加强以提高其承载力耐久性和满足使用要求待加固的钢结构经可靠性鉴定需要进行但尚未实施加固的钢结构加固前的结构构件或原结构构件实施加固前的现有结构构件加固后的结构构件实施加固竣工后的结构构件结构的名义应力按规范规定或由材料力学一般方法算得的结构应力有效净截面净截面扣除孔洞锈蚀和损伤削弱失效后的截面摩擦型高强度螺栓连接仅考虑由板件间摩擦力传递板件间作用力的高强度螺栓连接扩展性裂纹长度或深度有可能不断增加的裂纹脆断倾向性裂纹有使钢结构可能发生突然脆性断裂的裂纹工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统符号与代号作用和作用效应符号集中荷载弯矩构件加固前的弯矩轴心力构件加固前的轴心力高强度螺栓的预拉力剪力构件加固前的剪力计算指标钢材的弹性模量钢材的剪切模量欧拉临界力钢材的抗拉抗压和抗弯强度设计值钢材屈服强度或屈服点标准值钢材抗剪强度设计值原结构钢材抗拉抗压和抗弯强度设计值加固用钢材抗拉抗压和抗弯强度设计值加固后结构构件钢材抗拉抗压和抗弯换算强度设计值角焊缝的抗拉抗压和抗剪强度设计值正应力局部压应力构件加固时的正应力垂直于角焊缝长度方向按角焊缝有效截面计算的焊缝正应力剪应力工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统沿角焊缝长度方向按角焊缝有效截面计算的焊缝剪应力几何参数毛截面面积或全部截面面积有效净截面面积净截面面积原构件的毛截面面积原构件的净截面面积构件加固部分的截面面积构件加固后的总截面面积即与之和毛截面惯性矩原构件毛截面惯性矩构件加固部分的截面惯性矩毛截面抵抗矩有效净截面抵抗矩原构件净截面积抵抗矩长度构件的计算长度焊缝长度加固焊缝实际施焊段的长度加固焊缝延续的总长度间距直径等效偏心距角焊缝有效厚度角焊缝焊脚尺寸板件厚度长细比换算长细比工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统挠度初始挠度焊接残余挠度总挠度挠度增量计算系数及其它压弯构件的弯矩增大系数压弯构件稳定计算的等效弯矩系数截面塑性发展系数焊缝连续性系数焊接残余挠度影响系数轴心受力加固构件的强度降低系数受弯加固构件的强度降低系数压拉弯加固构件的强度降低系数轴心受压构件的稳定系数梁或受弯构件的整体稳定系数系数工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统加固基本原则及一般方法一般规定钢结构经可靠性鉴定需要加固时应根据可靠性鉴定结论和委托方提出的要求由专业技术人员按本标准进行加固设计加固设计的内容和范围可以是结构整体亦可以是指定的区段特定的构件或部位加固后的钢结构的安全等级应根据结构破坏后果的严重程度结构的重要性和下一个使用期的具体要求由委托方和设计者按实际情况商定钢结构加固设计应与实际施工方法紧密结合并应采取有效措施保证新增截面构件和部件与原结构连接可靠形成整体共同工作应避免对未加固的部分或构件造成不利的影响在钢结构加固前应对其作用荷载进行实地调查其荷载取值应符合下规定对符合现行国家标准建筑结构荷载规范的荷载应按此规范的规定取值对不符合建筑结构荷载规范规定或未作规定的永久荷载可根据实际情况进行抽样实测确定抽样数应根据实际情况确定但不得少于五年且应以其平均值乘以系数作为该永久荷载的标准值对未作规定的工艺吊车等使用荷载应根据使用单位提供的资料和实际情况取值加固钢结构可按下列原则进行承载能力及正常使用极限状态验算结构的计算简图应根据结构作用的荷载和实际状况工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统确定结构的计算截面应采用实际有效截面积并考虑结构在加固时的实际受力状况即原结构的应力超前和加固部分的应变滞后特点以及加固部分与原结构共同工作的程度加固后如改变传力路线或使结构重量增大应对相关结构构件及建筑物地基基础进行必要的验算对于高温腐蚀冷脆振动地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏应提出其相应的处理对策后再进行加固钢结构的加固设计应综合考虑其经济效益应不损伤原结构避免不必要的拆除或更换钢结构在加固施工过程中若发现原结构或相关工程隐蔽部位有未预计的损伤或严重缺陷时应立即停止施工并会同加固设计者采取有效措施进行处理后再继续施工对于加固时可能出现倾斜失稳或倒塌等不安全因素的钢结构在加固施工前应采取相应的临时安全措施以防止事故的发生焊接钢结加固时原有构件或连接的实际名义应力值应小于且不得考虑加固构件的塑性变形发展非焊接钢结构加固时其实际名义应力值应小于当现有结构的名义应力值大于上述及本标准第条规定时则不得在负荷状态下进行加固加固工程序加固工作应按图程序进行工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统根据结构可靠性鉴定结论和有关资料由设计人员会同施工人员选择适当的方案按选择的适当方案进行加固设计应考虑合适的施工方法及合理的构造措施并根据结构上的实际作用进行承载能力正常使用极限状态方面的验算按照加固设计进行施工组织设计施工时应采取有效措施确保质量和安全并应遵照本标准及现行有关规范进行施工和验收加固一般方法及其选择钢结构加固的主要方法有减轻荷载改变计算图形加大原结构构件截面和连接强度阻止裂纹扩展等当有成熟经验时亦可采用其它的加固方法钢结构加固时的施工方法有负荷加固卸荷加固和从原结构上拆下加固或更新部件进行加固加固施工方法应根据用户要求结构实际受力状态在确保质量和安全的前提下由设计人员和施工单位协商确定钢结构加固施工需要拆下或卸荷时必须措施合理传力明确确保安全主要方法有梁式结构例如屋架可以在屋架下弦节点下设临时支柱图或组成撑杆式结构图张紧其拉杆对屋架进行改变应力卸荷此时屋架应根据千斤顶或撑杆压力进行承载力验算且应注意杆件内力是否变号或增大如个别杆件节点承载力不足时卸荷前应对其进行加固柱子可采用设置临时支柱图或托梁换柱图采用托梁换柱时应对两侧相邻柱进行承载力验算钢结构加固一般宜采用焊缝连接摩擦型高强度螺栓连12322121工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统接有依据是亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接当采用焊缝连接时应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料图屋架卸荷示意图注临时支柱千斤顶拉杆图柱子的卸荷注被加固柱临时支柱12512341-1工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统图下部柱的加固及截断拆除注牛腿千斤顶临时支柱柱子被加固部分永久性特制桁架柱子被截取部分材料待加固的钢结构应对其材料质量状况进行评价根据设计文件钢材质量证明书施工记录竣工报告可靠性鉴定报告等文档资料或样品试验报告对于待加固钢结构的原材料性能指标给出评价如果没有充足的文档资料或者给出的数据不充分不完全有疑虑或者发现有影响结构和材料性能的缺陷或损伤时应按国家现行有关标准进行抽样检验对于符合现行国家标准规定的钢材其强度设计值应按钢结构设计规范规定取值否则应按本标准的和确定的屈服强度数值除以抗力分项系数取值且抗力分项系数取对于气相腐蚀的钢结构构件当其截面积损失大于或其板件剩余厚度小于时其材料强度设计值尚应根工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统据腐蚀程度乘以表所列相应的降低系数对于特殊环境中腐蚀钢结构加固应专门研究确定腐蚀程度降低系数表腐蚀程度按分类降低系数类弱腐蚀类中等腐蚀类强腐蚀与待加固的钢结构匹配的连接的强度设计值应按本标准规定对结构材料的评定结果按钢结构设计规范的表至表取值并应考虑其第条规定的相应折减系数钢结构加固材料的选择应按钢结构设计规范规定并在保证设计意图的前提下便于施工使新老截面构件或结构能共同工作并应注意新老材料之间的强度塑性韧性及焊接性能匹配以利于充分发挥材料的潜能工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统改变结构计算图形的加固一般规定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结构进行加固的方法改变结构计算图形的加固过程包括施工过程中除应对被加固结构承能力和正常使用极限状态进行计算外尚应注意对相关结构构件承载能力和使用功能的影响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合理构造措施采用改造结构计算图形的加固方法设计与施工应紧密配合未经设计允许不得擅自修改设计规定的施工方法和程序采用调整内力的方法加固结构时应在加固设计中规定调整内力应力或规定位移应变的数值和允许偏差及其检测位置和检验方法改变结构计算图形的一般方法对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固增加支撑形成空间结构并按空间结构进行验算例如图加设支撑增加结构刚度或调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性例如图增设支撑或辅助杆件使构件的长细比减少以提高其稳定性例如图(a)增设梁支柱(b)增设梁撑杆(c)梁下加角撑(d)梁下加斜立柱工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统在排架结构中重点加强某一列柱的刚度使之承受大部分水平力以减轻其它柱列负荷例如图图图FF(a)加固前(b)加固后拉索拉杆工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统图用再分杆加固桁架图加强某一列柱在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度如图图设置拉杆加强结构刚度工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统对受弯构件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固改变荷载的分布例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载改变端部支承情况例如变铰接为刚接参见图图屋架支座处由铰接改变为刚接增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构参见图图托架支座处由铰接改变为刚接调整连续结构的支座位置将构件变为撑杆式结构例如图施加预应力例如图111-1工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统图构件变为撑杆式结构图板梁施加预应力加固对桁架可采用下列改变其杆件内的方法进行加固增设撑杆变桁架为撑杆式构架例如图图桁架下设撑杆加设应力拉杆参见图必要时可采取措施使加固构件与其它构件共同工作或形成组合结构进行加固例如使钢屋架与天窗架共同工作参见图又如在钢平台梁上增设剪力键使其与混凝土铺板形成组合结构等(a)桁架下加直线预应力(b)桁架下加