加固鋼結(jié)構(gòu)方案及施工工藝有哪些

滄州鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有四個(gè)。

一是可以充分、反復(fù)地利用鋼材彈性強(qiáng)度幅值，從而提高結(jié)構(gòu)承載能力。傳統(tǒng)滄州鋼結(jié)構(gòu)的承載力是從材料的零應(yīng)力狀態(tài)開(kāi)始，逐漸加載而達(dá)到材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度而終止受力的，其承載力即為結(jié)構(gòu)承受各種荷載的總和。而預(yù)應(yīng)力滄州鋼結(jié)構(gòu)承載力則始于預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)應(yīng)力狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力滄州鋼結(jié)構(gòu)受載后，材料經(jīng)過(guò)負(fù)應(yīng)力→零應(yīng)力→正應(yīng)力→設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)力，達(dá)到結(jié)構(gòu)的承載力終值。所以，結(jié)構(gòu)承載力提高部分是由材料從負(fù)應(yīng)力至零應(yīng)力這一階段貢獻(xiàn)的。多次預(yù)應(yīng)力滄州鋼結(jié)構(gòu)具有多次從負(fù)應(yīng)力至零應(yīng)力的受載過(guò)程，因此，其能多次作出貢獻(xiàn)，所以具有   大的承載能力。

二是可以結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，降低應(yīng)力峰值。譬如，受彎構(gòu)件中的峰值彎矩，可以通過(guò)增加撐桿施加預(yù)應(yīng)力，將部分彎矩轉(zhuǎn)換為軸向力。因此，將彎矩峰值降低，并減小構(gòu)件截面，甚至利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)創(chuàng)造出零彎矩的橫向結(jié)構(gòu)體系，如索穹頂。

三是可以提高結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)的各種屬性。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形常與荷載下變形反向，因而結(jié)構(gòu)剛度得以提高。由于布索而改變結(jié)構(gòu)邊界條件，可以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力可以調(diào)整結(jié)構(gòu)循環(huán)應(yīng)力特征而提高疲勞強(qiáng)度。降低結(jié)構(gòu)自重而減小地震荷載，從而提高其性能等。

四是可以降低用鋼量，節(jié)約成本。挖掘鋼材強(qiáng)度潛力，結(jié)構(gòu)邊界條件，優(yōu)化結(jié)構(gòu)桿件、截面尺寸，創(chuàng)新承重結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)勢(shì)的總和，必然反映在降低鋼材總量上。在結(jié)構(gòu)承載和使用功能的前提下，節(jié)約材料消耗量、降低成本，就是設(shè)計(jì)人員在本職工作中體現(xiàn)“低碳經(jīng)濟(jì)”、“綠色建筑”理念的大事。

預(yù)應(yīng)力加固滄州鋼結(jié)構(gòu)方案可分為兩種，一是直接粘貼法，將兩端錨固并施加預(yù)應(yīng)力后，通過(guò)膠粘劑粘貼在滄州鋼結(jié)構(gòu)的表面；一般適用于構(gòu)件表面較平整的拉桿，對(duì)構(gòu)件或其局部進(jìn)行加固；二是將束作為預(yù)應(yīng)力拉索調(diào)整應(yīng)力，一般適用于對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體加固。

1、選材：用于結(jié)構(gòu)加固用碳纖維主要選用PAN基碳纖維，   強(qiáng)度可達(dá)3500MPA，彈性模量約為2.35×109MPA。樹(shù)脂體系采用環(huán)氧類材料。

2、設(shè)計(jì)：根據(jù)待修補(bǔ)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)、傳力路徑和應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)，確定布的用量、尺寸和鋪設(shè)方向等。纖維方向應(yīng)盡量與損傷構(gòu)件中   大受力方向保持一致。如果損傷部位處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，則纖維取向和鋪層順序應(yīng)盡量與控制主應(yīng)力方向一致。

3、嵌入式預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)：滄州鋼結(jié)構(gòu)加固的性，需要一種簡(jiǎn)便的預(yù)應(yīng)力施加方式，傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力施加方式往往是先張拉后錨固，需要相對(duì)復(fù)雜的張拉機(jī)具，以及相應(yīng)的反力裝置。在錨固的時(shí)候，預(yù)應(yīng)力損失也比較大。嵌入式預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)，其特點(diǎn)就是先錨固后張拉，以構(gòu)件本身和先前的錨固作為張拉受力裝置，無(wú)需復(fù)雜的張拉機(jī)具。嵌入式預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)可分次施加預(yù)應(yīng)力，可對(duì)粘結(jié)層產(chǎn)生擠壓效應(yīng)，提高粘貼的性。同時(shí)，因采用先錨固后張拉技術(shù)，預(yù)應(yīng)力損失小，方法簡(jiǎn)便。

從早期預(yù)應(yīng)力吊車梁、撐桿梁的簡(jiǎn)單形式發(fā)展到目前張弦桁架、張弦穹頂、索彎頂、索膜結(jié)構(gòu)、玻璃幕墻等現(xiàn)代結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力滄州鋼結(jié)構(gòu)種類繁多形式新穎，大致歸納為四類。

一是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型。

在傳統(tǒng)的滄州鋼結(jié)構(gòu)體系上，布置索系施加預(yù)應(yīng)力以應(yīng)力狀態(tài)、降低自重及成本。譬如，預(yù)應(yīng)力桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等。滄州彩鋼板壓型廠家像天津?qū)幒芋w育館、攀枝花市體育館及北京奧運(yùn)羽毛球館的預(yù)應(yīng)力網(wǎng)架、網(wǎng)殼屋蓋。目前，的候機(jī)樓、會(huì)展中心均廣泛地采用張弦立體桁架也歸入此類。另一種是工程中應(yīng)用已久的懸索結(jié)構(gòu)，譬如，北京工人體育館、浙江人民體育館等。其結(jié)構(gòu)由承重索與穩(wěn)定索兩組索系組成，施加預(yù)應(yīng)力的目的不是降低與調(diào)整內(nèi)力，而是賦予與結(jié)構(gòu)剛度。

二是吊掛結(jié)構(gòu)型。

結(jié)構(gòu)由豎向支承體系（立柱、門架、拱架等）、吊索及屋蓋三部分組成。支承體系高出屋面，于其頂部下垂鋼索吊掛屋蓋。對(duì)吊索施加預(yù)應(yīng)力以調(diào)整屋蓋內(nèi)力，減小撓度并形成屋蓋結(jié)構(gòu)的彈性支點(diǎn)。由于支承體系及吊索暴露于大氣之中，直指藍(lán)天所以又稱暴露結(jié)構(gòu)。譬如，江西體育館、北京朝陽(yáng)體育館、杭州黃龍?bào)w育場(chǎng)及長(zhǎng)春體育場(chǎng)等。

三是整體張拉型。

屬創(chuàng)新結(jié)構(gòu)體系，跨度結(jié)構(gòu)中摒棄了傳統(tǒng)受彎構(gòu)件，全部由受張索系及膜面和受壓撐桿組成，其屋面結(jié)構(gòu)極輕，設(shè)計(jì)構(gòu)思新穎，是結(jié)構(gòu)體系中的，譬如，漢城及亞特蘭大奧運(yùn)主賽館、慕尼黑奧運(yùn)體育館建筑群以及內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯伊旗索穹頂體育中心。

四是張力金屬膜型。

金屬膜片固定于邊緣構(gòu)件之上，既可作為圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)，又作為承重結(jié)構(gòu)參與整體承受荷載?；蛟趶埩B(tài)下，將膜片固定于骨架結(jié)構(gòu)之上，形成空間塊體結(jié)構(gòu)，復(fù)蓋跨度，兩者都是在結(jié)構(gòu)成型理論指導(dǎo)下誕生的預(yù)應(yīng)力新型體系。此類型已應(yīng)用于1980年莫斯科奧運(yùn)會(huì)的幾個(gè)主賽場(chǎng)館中，國(guó)內(nèi)尚未建成此類結(jié)構(gòu)體系。