隨著鋼結(jié)構(gòu)在民用、工業(yè)以及公共建筑中的大量應用，其結(jié)構(gòu)安全性愈發(fā)受人重視。本文總結(jié)了鋼結(jié)構(gòu)的安全鑒定內(nèi)容及加固方法。
鋼結(jié)構(gòu)安全鑒定的主要內(nèi)容
1.連接與構(gòu)造措施
(1)合理設置焊縫尺寸、螺栓的間距與直徑、桿件的截面尺寸。例如截面尺寸要達到設計要求中對小截面尺寸的規(guī)定，鋼管壁厚度3mm，鋼板小厚度4mm，角鋼的小截面L45×4mm。
(2)保證構(gòu)件之間的可靠連接。無論是進行構(gòu)件與構(gòu)件的連接，還是構(gòu)件本身的連接都要符合規(guī)范要求。連接計算主要是為了檢測連接的效果，主要包括承載力與受拉計算，焊縫的連接強度計算，柱與鋼框架結(jié)構(gòu)梁的剛性計算，螺栓鉚釘連接受剪計算及連接節(jié)點處板件的計算等。
(3)保證鋼結(jié)構(gòu)的局部滿足穩(wěn)定性要求，例如可以增加截面的寬厚比等。
(4)隔熱以及防護性能滿足要求。
(5)鋼結(jié)構(gòu)的整體支撐以及構(gòu)件之間的布置要科學合理，并保證每一部分的施工質(zhì)量，例如嚴格控制屋架、豎向支撐、桁架的水平及垂直支撐等。
(6)嚴格控制支座的加工及安裝施工，例如垂直度、安全平整度以及支座位置的安裝要滿足要求。
2.承載力
對于具備相應條件的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如梁、板或者屋架等，可以通過現(xiàn)場施加豎向荷載，然后檢測關鍵部位的撓度變形、側(cè)向應變，根據(jù)應變以及分析結(jié)果確定是否符合承載力要求。
實施現(xiàn)場荷載試驗要遵循非破壞性原則，在保證荷載形式與結(jié)構(gòu)實際要承受的作用基本一致的條件下，避免現(xiàn)場檢驗荷載引發(fā)構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可逆的損傷或者變形，為此應將現(xiàn)場檢驗和定為設計荷載的70%~80%。
進行現(xiàn)場荷載試驗中要進行分級加卸，一般通過5級達到荷載的標準值，然后通過2~5級進行卸載。一般在加載的開始階段按照標準值的20%進行加載，然后每一級按照10%遞增。同時為不引發(fā)破壞性，要在荷載值接近標準值時將荷載增加量減少到5%。每一級加載完畢后持續(xù)至少10min，然后再進行試驗讀數(shù)。對于大跨度的屋架或者是桁架的持續(xù)時間要長達12h甚至更長，而檢驗裂縫寬度以及變形時也要持續(xù)少30min。
3.鋼結(jié)構(gòu)抗災害能力
抗災害能力的評估內(nèi)容主要包括：抗火能力、抗震能力、抗風能力(主要是輕型鋼結(jié)構(gòu))、抗冰雪荷載能力(主要是鋼屋架)。其中，抗震能力主要通過結(jié)構(gòu)以及體系的連接構(gòu)造、布置以及結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的抗震承載力進行綜合評價;抗冰雪及風能力的評估可從鋼結(jié)構(gòu)的選型、承載力驗算以及構(gòu)造連接等方面進行評估。
鋼結(jié)構(gòu)的加固方法
1.焊接及螺栓連接加固
在焊接加固時，高溫會降低焊接部位的母材性能，同時焊縫內(nèi)部缺點也會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新裂縫，且焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部的殘余應力會加速裂縫的發(fā)展。而在螺栓連接加固時，鋼材上的孔洞會削弱截面，形成新的應力集中區(qū)，降低結(jié)構(gòu)加固的效果。
2.增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件剛度
(1)增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)進行驗算;
(2)加設支撐增加結(jié)構(gòu)剛度或調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等，以提高結(jié)構(gòu)承載力并改善結(jié)構(gòu)動力特性;
(3)增設支撐或輔助桿件使構(gòu)件的長細比減少以提高其穩(wěn)定性;
(4)在排架結(jié)構(gòu)中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其他柱列負荷在塔架等結(jié)構(gòu)中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結(jié)構(gòu)的剛度。
3.粘鋼加固
在結(jié)構(gòu)表面粘貼鋼板，通過結(jié)構(gòu)膠使兩者共同工作，提高鋼結(jié)構(gòu)的承載能力。因鋼板不宜加工成形狀復雜的結(jié)構(gòu)且耐腐蝕性差，故后期維護費用較高。
4.粘貼復合材料加固
采用粘結(jié)劑在鋼結(jié)構(gòu)損傷部位粘貼復合材料，由其承擔部分荷載，從而減小損傷部位的應力。采用粘貼復合材料加固后結(jié)構(gòu)自重及尺寸變化小，復合材料的抗疲勞和耐腐蝕性能好，施工較為簡單，適合現(xiàn)場修復。