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摘要：伴随着建筑行业的发展，钢结构被广泛应用在建筑施工中。此种结构的稳定性较强，且抗震性能较好，对其进行合理使用可以对建筑物的整体质量和稳定性进行提升，但是如果其结构设计存在不合理的情况，其应用效果便会大打折扣，使建筑物的质量无法得到保证。为保证钢结构的施工效果，分析钢结构加固方法，并提出注意事项。
关键词：钢结构；加固新技术；应用研究
引言
钢结构具有材料强度高、质量轻、塑性及韧性好、抗震性能好、工业装配化程度高、造型美观、综合社会经济效益显著的优点。近年来，随着钢铁产量的提高、钢材材性的不断改进、钢结构设计理论的发展进步和对于大跨、高层、超高层建筑需求的增加，钢结构的发展和应用突飞猛进。然而，伴随着钢结构建筑数量的增长，钢结构建筑的许多安全问题也逐渐暴露出来，尤其是近年来，钢结构安全事故频发，给人民生命财产安全造成了巨大的损失。在积累诸多经验教训的同时，亟需对存在安全隐患的既有钢结构进行加固，以规避钢结构事故的发生。
1钢结构加固原则
（1）当钢结构鉴定结果显示可靠性不满足正常使用要求时，必须对钢结构工程进行加固处理。
（2）钢结构加固后的结构安全等级应根据钢结构破坏造成后果的严重程度、钢结构的重要性和在正常使用情况下的具体要求而定。
（3）在钢结构加固施工过程中一般来说要做到尽可能不停产或少停产，要达到该要求取决于要加固的钢结构在加固施工过程中的应力应变状态，一般构件应力应小于钢材设计强度的80%左右。
（4）钢结构工程的加固设计应该考虑与实际施工方法紧密结合，并采取有效的措施，保证新增的截面、构件和部件与原结构的连接可靠有效，可以达到新增部件和原有结构成为整体后能够共同工作的目的。
（5）对于由于冷脆、振动、高温、腐蚀、地基不均匀沉降等外部和内部原因造成的钢结构损坏，应提出相应处理措施后再进行加固施工。
（6）在加固施工进行前，应采取临时应对技术措施和安全措施，以防止加固时可能会出现钢结构倾斜、失稳及倒塌等不安全因素，以免在加固过程中产生不安全的事故。
2钢结构加固新技术应用
2.1采用纤维增强复合材料进行加固
纤维增强复合材料是由纤维材料和基体材料通过铸造、挤压或缠绕成型等加工成型复合材料而成。按照各种性能不一样的增强材料，增强纤维成分可分为玻纤增强复合材料、碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料等。纤维增强技术具有显著的特点：首先有着很高的强度和刚度，加固后不会改变钢结构重量和尺寸；其次，复合材料有着很好的抗腐蚀性和耐疲劳性，复合弹性材料可用于任何封闭或复杂的钢筋形式。它的成本比较低、效率特别高、使用方便、可应用于狭小空间、适合与现场维修、适合广泛的施工。因为工作时不能有火的出现，所以能够用在许多特殊的环境；最后，增强纤维材料的钢筋结构的结构是将混合纤维材料附着到受损钢结构的表面，使得部分载荷传递到混合纤维材料以降低纤维增强材料的水平受损部件的受力，进而实现对钢结构的加固作用，增加钢结构部件的使用时间。
2.2更改结构计算图形
通过改变结构计算图形的方式来对钢结构进行加固一般有四种方式，第一种是变更荷载分布情况，第二种是变更传力方式，第三种是变更节点性质，第四种是变更边界条件。使用更改结构计算图形的方式需要在原有的基础上增加附加杆件和支撑，从而给结构带来预应力，同时还可以应用空间协调因素，这样能够进一步加强钢结构的稳定性。
具体方法是准备需要加固的构件，在其截面外将预应力筋布置上去，通过更改结构传力路径会使荷载效应有所降低，另外，这一加固技术还可以优化梁的承载力、提高梁的变形性能。
例如某工程经过检测发现，钢结构大厅里构件截面的选择十分不合理，这时候就需要对钢结构实施内力和位移进行再次验算，同时还要对现场材料和性能参数进行检测，综合以上数据，通过体外预应力技术加固不合理的构件。通过加固，该工程的钢梁挠度和承载能力和规定完全相符，而且能够满足正常的使用要求。
2.3连接加固方法
连接加固方法包括铆接，焊接，螺栓连接及高强度螺栓连接等，第1种方法的刚度较小，第2种方法的刚度较大并且整体效果较好，第3种和第4种方法的刚度适中。在使用连接加固方法时需要对钢结构进行加固时需要对连接位置受力情况、施工环境及加固要求等进行综合考虑，之后对具体连接加固方法进行选择。下面对焊缝连接加固、螺栓加固以及铆钉连接进行具体说明。
（1）焊缝连接加固方法主要通过增加焊缝长度、对焊脚大小进行调整以及增设全新的焊缝达到加固钢结构的目的。
（2）在使用螺栓连接加固方法时，施工人员需要对钢结构中原来存在的螺栓进行全面检查，如果螺栓存在未拧紧的问题时施工人员需要使用相应工具对其进行拧紧，若螺栓存在损坏或其他质量问题时需及时进行更换，在更换时需要准确掌握其型号和尺寸，避免螺栓混用的情况出现，若不能及时找到相同型号和大小的螺栓进行替换时施工人员也可以使用焊接方法进行处理；若螺栓承载的荷载较大时需要对摩擦型螺栓进行合理使用。
（3）在对钢结构中的铆钉进行连接时需要对连接方法进行合理选择，尽量避免使用焊接方法，主要是因为使用焊接方法会产生较大的热量，在热量的作用下周围的铆钉易松动，加固效果较差；此外铆钉的刚度较焊接连接小很多，二者在受力方面很难达到平衡的状态，这种情况使裂纹出现的几率增加，反而降低了钢结构的稳定性；通常情况下会使用高强度螺栓对铆钉进行连接，从而达到加固的目的。
2.4组合加固法
近年来，组合加固法在我国得到了较快的发展和应用，其中，利用组合结构的原理对混凝土结构进行加固的方法已经成功应用于许多实际工程之中，尤其在一些桥梁工程中十分常见，清华大学聂建国等对这种组合加固形式的原理和方法进行了较充分的研究。相比之下，利用组合结构的原理和方法对钢结构进行加固相对较少，但是从原理上而言完全可行。目前用于钢结构的组合加固法主要包括两种：内填混凝土加固法和外包混凝土加固法。内填混凝土加固法主要用于钢管构件，通常宜采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的荷载，但是在许多情况下初始荷载难以卸除，此时考虑初应力水平对加固构件承载力的影响。采用外包混凝土加固法时，往往是由于钢构件承受荷载的水平较高，其他增大截面法已不适用。由于原构件承受较高的荷载水平，外包混凝土相对于原钢构件而言存在应力滞后现象，导致加固后构件与普通的劲性混凝土柱的受力性能存在差异，因此考虑高承载水平的加固后截面承载力设计方法需要重点研究。为便于设计人员使用，两种组合加固法仍宜采用强度折减系数的概念，基于已有研究成果，建立强度折减系数与初应力水平的量化关系，从而对加固后截面的承载能力进行折减。
结语
虽然加固方法有很多，但在具体加固方法的选择上，应该按照结构的特征、工作的不同环境、施工的具体条件，经济成本等方面进行考虑。尽管目前对钢结构加固的研究取得了很大的成绩，但继续深入研究还是需要的。需要关注：钢结构加固时，应该与实际的施工条件相结合，不能只考虑怎样加固钢材料而不注意结合施工环境与施工水平，从而使得施工不能很好的进行，延误工期，造成更大的损失。然后研究时，应考虑到成本的支出，应该采用最少的成本来将工作圆满的完成。
参考文献：
［1］隋炳强，邓长根．钢压杆稳定加固研究进展［J］．河北工程大学学报：自然科学版，2009，26（1）：21－24，28．
［2］卢亦焱，陈莉，高作平，等．外粘钢板加固钢管柱承载力试验研究［J］．建筑结构，2002，32（4）：43－45．