钢结构加固设计标准 GB51367-2019
5.2 改变结构体系加固法
5.2.1 当选用改变结构或构件刚度的方法对钢结构进行加固时,可选用下列方法:
1 可增设支撑系统形成空间结构并按空间受力进行验算(图5.2.1-1);
6 在桁架中,可通过将端部铰接支承改为刚接(图5.2.1-5)改变其受力状态;
9 可采取措施使加固构件与其他构件共同工作或形成组合结构进行加固(图5.2.1-7)。
5.2.3 当采用刚性支点加固结构、构件时,应按下列步骤进行设计计算:
1 计算并绘制原结构、构件的内力图;
2 初步确定预加力,并绘制在支撑点预紧力作用下原结构构件的内力图;
3 绘制加固后结构构件在新增荷载作用下的内力图;
4 将本条第1款~第3款的内力图叠加,绘出构件各截面内力包络图;
5 计算构件各截面实际承载力;
6 调整预加力值,使构件各截面最大内力值小于截面实际承载力;
7 根据最大的支点反力,设计支承结构及其基础。
5.2.4 当采用弹性支点加固结构、构件时,应先计算出所需支点弹性反力,然后确定支承结构所需的刚度。计算步骤应符合下列规定:
1 计算并绘制原结构的内力图;
2 绘制原结构在新增荷载下的内力图;
3 确定原结构所需的预加力,即卸荷值,并由此求出相应的弹性支点反力值R;
4 根据所需的弹性支点反力R及支承结构类型,计算支承结构所需的刚度;
5 根据所需的刚度确定支承结构截面尺寸,设计支承结构及其基础。
1 可增设支撑系统形成空间结构并按空间受力进行验算(图5.2.1-1);
图5.2.1-1 增设支撑系统以形成空间作用示意
2 可增设支柱或撑杆增加结构刚度(图5.2.1-2);
图5.2.1-2 增设支柱或撑杆以改变体系示意
3 可增设支撑或辅助杆件使构件的长细比减小提高稳定性(图5.2.1-3);
图5.2.1-3 用再分杆加固桁架示意
4 在排架结构中,可重点加强某柱列的刚度(图5.2.1-4);
图5.2.1-4 加强边柱柱列刚度示意
5 可通过将一个集中荷载转化为多个集中荷载改变荷载的分布;6 在桁架中,可通过将端部铰接支承改为刚接(图5.2.1-5)改变其受力状态;
图5.2.1-5 桁架端支承由铰接改变为刚接示意
7 可增设中间支座,或将简支结构端部连接成为连续结构(图5.2.1-6);对连续结构,可采取措施调整结构的支座位置;
图5.2.1-6 托架增设中间支座示意
8 在空间网架结构中,可通过改变网络结构形式提高刚度和承载力;亦可在网架周边加设托梁,或增加网架周边支撑点,改善网架受力性能;9 可采取措施使加固构件与其他构件共同工作或形成组合结构进行加固(图5.2.1-7)。
图5.2.1-7 使天窗架与屋架连成整体共同受力
5.2.2 改变结构体系的加固设计,应按加固后形成的新结构体系进行验算。5.2.3 当采用刚性支点加固结构、构件时,应按下列步骤进行设计计算:
1 计算并绘制原结构、构件的内力图;
2 初步确定预加力,并绘制在支撑点预紧力作用下原结构构件的内力图;
3 绘制加固后结构构件在新增荷载作用下的内力图;
4 将本条第1款~第3款的内力图叠加,绘出构件各截面内力包络图;
5 计算构件各截面实际承载力;
6 调整预加力值,使构件各截面最大内力值小于截面实际承载力;
7 根据最大的支点反力,设计支承结构及其基础。
5.2.4 当采用弹性支点加固结构、构件时,应先计算出所需支点弹性反力,然后确定支承结构所需的刚度。计算步骤应符合下列规定:
1 计算并绘制原结构的内力图;
2 绘制原结构在新增荷载下的内力图;
3 确定原结构所需的预加力,即卸荷值,并由此求出相应的弹性支点反力值R;
4 根据所需的弹性支点反力R及支承结构类型,计算支承结构所需的刚度;
5 根据所需的刚度确定支承结构截面尺寸,设计支承结构及其基础。
条文说明
5.2.1 本条列举了几种增加结构或构件刚度的加固方法,其中包括加设支撑以增加厂房空间刚度或纵向刚度;增设辅助杆件以减少构件的长细比;重点加强排架结构中某一列柱的刚度以减轻其他列柱的负荷;以及在塔架结构中设置拉杆或拉索以加强结构的刚度,或调整结构的自振率以提高抗振能力等等。但在具体的加固设计时,必须根据工程的实际情况,进行设计计算,绘制施工图,方可实施。
5.2.3、5.2.4 考虑到这两种加固方法的每一计算步骤及其计算内容已写得很明白,且设计人员也很熟悉,只要按每一项目进行计算,便可如同常规设计一样去完成,因此,略去了具体的结构力学计算和截面设计。
5.2.3、5.2.4 考虑到这两种加固方法的每一计算步骤及其计算内容已写得很明白,且设计人员也很熟悉,只要按每一项目进行计算,便可如同常规设计一样去完成,因此,略去了具体的结构力学计算和截面设计。
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