鋼結構加固是對可靠性不足或產(chǎn)權人要求提高可靠度的鋼結構、構件及其相關(guān)部分采取增強、局部更換或調整其內力等措施，使其具有現行設計標準及產(chǎn)權人所要求的安全性、適用性和耐久性。

《鋼結構加固設計標準》（GB51367-2019）于2019年11月22日發(fā)布，自2020年6月1日起實(shí)施。本文結合新的鋼結構加固標準，介紹一些鋼結構加固知識，不足之處歡迎指正。 

1 鋼結構加固流程

加固改造設計的基本流程詳見(jiàn)下圖： 

加固前，應根據建(構)筑物的種類(lèi)，分別按現行***標準《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》GB 50144和《民用建筑可靠性鑒定標準》GB 50292進(jìn)行檢測或鑒定。當與抗震加固結合進(jìn)行時(shí)，尚應進(jìn)行抗震能力鑒定。根據檢測鑒定結果出具項目的檢測鑒定報告。

結構加固后的使用年限，應由產(chǎn)權人和設計單位共同商定。當結構的加固材料中使用結構膠粘劑或其他聚合物成分時(shí)，其結構加固后的使用年限宜按30年考慮，如需結構加固后的使用年限為50年時(shí)，其所使用的膠和聚合物的粘結性能，應通過(guò)耐長(cháng)期應力作用能力的檢驗。

鋼結構的加固可分為直接加固與間接加固兩類(lèi)，設計時(shí)，可根據實(shí)際條件和使用要求選擇適宜的加固方法及配合使用的技術(shù)。直接加固宜根據工程的實(shí)際情況選用增大截面加固法、粘貼鋼板加固法和組合加固法。間接加固宜根據工程的實(shí)際情況采用改變結構體系加固法、預應力加固法。結構加固的連接方法宜采用焊縫連接、摩擦型高強螺栓連接，亦可采用焊縫與摩擦型高強螺栓的混合連接等。

結構加固設計可采用線(xiàn)彈性分析方法計算結構的作用效應，并應符合現行***標準《鋼結構設計標準》GB 50017的 有關(guān)規定。結構的加固設計，應與實(shí)際施工方法緊密結合，采取有效措施，保證新增構件及部件與原結構連接可靠，新增截面與原截面結合牢固，形成整體共同工作，并不應對未加固部分，以及相關(guān)的結構、構件和地基基礎造成不利的影響。

2 鋼結構加固材料

（1）原結構、構件材料的材料強度

當結構可靠性鑒定認為原設計文件有效，且未發(fā)現結構構件或連接的性能有明顯退化時(shí)，可采用原設計值。當結構可靠性鑒定認為應重新進(jìn)行現場(chǎng)檢測時(shí)，應采用檢測結果推定的屈服強度或條件屈服點(diǎn)進(jìn)行確定，當按現場(chǎng)檢測的屈服強度推定值fy確定時(shí)，其抗拉強度設計值f應取fy與γR的比值，抗力分項系數γR應取為1.2。

受有氣相腐蝕的鋼結構原構件，當其截面面積損失大于25%或其板件剩余厚度小于5mm時(shí)，其驗算時(shí)的鋼材強度設計值，尚應根據腐蝕等級乘以0.8~1.0強度降低系數。

（2）加固用鋼材及焊接材料

加固件的鋼號應與原構件的鋼號相同或相當，韌性、塑性及焊接性能應能與原構件鋼材相匹配。結構加固用鋼筋的品種宜選用HRB400級或HPB300級鋼筋，其質(zhì)量和性能應符合相關(guān)***標。結構加固用焊接材料的質(zhì)量和性能應符合相關(guān)***標準。

（3）結構膠粘劑

鋼結構加固用的結構膠粘劑，應采用以鋼為基材的結構膠，嚴禁采用以不飽和聚醋或醇酸樹(shù)脂為主成分的膠粘劑。當使用環(huán)境為常溫時(shí)，應采用I類(lèi)AAA級或AA級常溫結構膠; 當使用環(huán)境有高溫時(shí)，應采用II類(lèi)或III類(lèi)耐溫結構膠。

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常用加固方法

（1）  增大截面法

增大截面法加固可采用焊接連接、螺栓連接、鉚釘連接和粘貼鋼板等方式。負荷狀態(tài)下，鋼構件的焊接加固，應根據原構件的使用條件，校核其名義應力σ0max不得超過(guò)應力比限值規定，否則應采用其他增大截面的方法進(jìn)行加固。

加固后構件需滿(mǎn)足現行設計標準的安全性、適用性及耐久性。以受彎構件為例，平面內受彎的加固構件，抗彎強度應滿(mǎn)足以下公式：

其中f為鋼材的抗彎強度設計值(MPa)，取截面中***強度級別鋼材的抗彎強度設計值；

ηm為彎構件加固強度修正系數，對雙側加固按下表取值，對單側加固按下表0.9倍取值。

主平面內受彎的加固構件，其整體穩定性的驗算應符合現行***標準《鋼結構設計標準》GB 50017的規定，穩定系數應按加固后截面計算，但驗算時(shí)，應將鋼材抗彎強度設計值f 改取為鋼材換算強度設計值f’，并應乘以強度折減系數ηm。

鋼結構受彎構件加固后的總撓度不應超過(guò)現行***標準《鋼結構設計標準》GB 50017規定的限值。加固后受彎構件的總撓度ωT應包括加固前負荷下的初始撓度ω0，焊接時(shí)因加熱、固化引起的焊接殘余撓度ωw及焊后新增荷載下的撓度增量Δω。

（2）  粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法可用于鋼結構受彎、受拉、受剪實(shí)腹式構件的加固以及受壓構件的加固。用本方法加固的鋼結構，其長(cháng)期使用的環(huán)境溫度不應高于60℃；處于高溫、高濕、介質(zhì)侵蝕、放射等特殊環(huán)境的鋼結構采用本方法加固時(shí)，除應按***現行有關(guān)標準的規定采取相應的防護措施外，尚應采用耐環(huán)境因素作用的膠粘劑，并應按專(zhuān)門(mén)的工藝要求進(jìn)行粘貼。

受彎構件采用粘鋼加固后，其受彎承載力以及受剪承載力的提高幅度，均不應超過(guò)30%。

受彎承載力的加固計算，應考慮不能卸載的荷載引起的原構件應力σ0的影響，并引人針對不同使用條件類(lèi)別構件的強度修正系數ηm，其計算公式如下：

受彎構件的腹板上粘鋼進(jìn)行受剪加固時(shí)，對于承受靜力荷載的構件應符合下列規定：

其中fv為計算部位原鋼材的抗剪強度設計值，ηv受彎構件腹板粘鋼加固強度修正系數，對于I、II類(lèi)結構取為0.80，對其他類(lèi)結構取為0.85。

對受彎構件正彎矩區的正截面加固，其受拉面沿軸向粘貼的鋼板的截斷位置，應從其強度充分利用的截面算起，且粘貼延伸長(cháng)度的取值應符合下式規定:

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結語(yǔ)

鋼結構加固設計所面臨的不確定因素遠比新建工程多而復雜，需要設計人員根據專(zhuān)家鑒定結論、相關(guān)規范標準及業(yè)主要求綜合考量。