钢结构加固设计规范解读与工程应用要点

一、规范核心原则与适用范围

钢结构加固设计需遵循安全、适用、经济、合理的原则，依据《钢结构加固设计标准GB 51367-2019》执行，适用于工业与民用建筑钢结构加固。设计前需通过可靠性鉴定明确加固需求，确保加固后结构满足承载力、刚度及稳定性要求，同时兼顾耐久性与防火防腐性能。

二、主要加固方法与技术要点

1. 改变结构体系加固法
   • 适用场景：适用于整体承载力不足或受力性能差的结构。
   • 技术要点：通过增设支撑、辅助杆件或预应力拉杆，调整传力路径或改变结构计算简图。需注意新增构件与原结构的可靠连接，避免局部加固导致整体失稳。
2. 增大截面加固法
   • 适用场景：受弯、轴心受力或拉弯/压弯构件承载力不足时。
   • 技术要点：通过焊接、螺栓连接或粘贴钢板增大截面面积。需校核原构件受力状态，避免施工期间削弱承载力。负荷状态下焊接时，需控制原构件名义应力（焊接结构≤0.55fy，非焊接结构≤0.7fy）。
3. 粘贴钢板加固法
   • 适用场景：受弯、受拉、受剪实腹式构件及受压构件。
   • 技术要点：采用高强度结构胶粘贴钢板，提高承载力。需注意钢板厚度限制（手工涂胶≤5mm，压力注胶≤10mm），端部削坡角（≤45°）以减少应力集中，长期使用环境温度≤60℃。
4. 预应力加固法
   • 适用场景：需主动提高构件承载力或改善受力性能时。
   • 技术要点：通过预应力钢绞线施加反向弯矩，增强构件刚度。需考虑预应力损失及长期耐久性，适用于大跨度或重载结构。

三、工程应用关键要求

1. 结构评估与荷载取值
   • 依据《既有建筑鉴定与加固通用规范GB55021-2021》进行可靠性鉴定，明确加固范围。荷载取值需结合现场实测与规范要求，对未明确荷载按抽样实测值×1.2系数确定。
2. 材料与连接技术
   • 加固材料需满足高强度、耐久性要求（如钢材屈服强度≥fy，胶粘剂抗老化性能达标）。连接方式优先采用焊缝或摩擦型高强度螺栓，混合连接需保证共同受力。
3. 施工与监测
   • 施工前卸除或部分卸除活荷载，避免对原结构造成二次损伤。焊接时控制热输入，减少残余应力；螺栓连接需校核板件净截面强度。对复杂加固工程，需进行模型试验或实时监测。
4. 防腐与防火
   • 加固后结构需满足防火规范（如《建筑设计防火规范GB50016》）及防腐蚀要求（如《工业建筑防腐蚀设计标准GB/T 50046》），采用耐候性涂装或防火涂料。

四、常见问题与解决方案

• 问题1：原结构存在未预计损伤。
  解决：加固前检测，发现损伤立即停工并会同设计方处理。
• 问题2：负荷下加固导致应力滞后。
  解决：验算时考虑原结构应力超前与加固部分应变滞后，必要时采用卸荷加固。
• 问题3：节点连接可靠性不足。
  解决：优先采用焊缝与摩擦型高强螺栓混合连接，施工时先紧固螺栓后焊接，24小时后补拧。

五、总结

钢结构加固需综合评估结构现状、荷载条件及经济性，选择合理加固方法并严格执行规范要求。通过精细化设计、施工控制及后期监测，可显著提升结构安全性与耐久性，延长使用寿命。