赵斌
山东红三叶钢结构工程有限公司 山东 枣庄 277000
摘要：本文以工程案例为基础，开展了钢结构建模分析，由此提出了具有针对性的加固方案：节点加固、杆件加固、支座加固、连接加固等，探索了加固施工应遵循的技术要点：前期质检、临时支撑、深梁加固、全程序检测。借助加固设计及施工方法，增强幕墙构架钢结构的稳定性能。
关键词：荷载；杆件；全程序检测
引言：钢结构在建筑结构中作为较为常见的表现形式，其建筑优势表现在自重较轻、抗震性优异、施工程序简易等。在开展商业综合体幕墙设计工作中，考量此种建筑结构所具有的较大跨度、纵向荷载等特点，借助幕墙支撑结构提升建筑整体的承载性能，以期提升建筑结构整体稳定性。
1工程概况
以某商场幕墙构架钢结构作为工程加固作业主体，此项目采取的是现浇钢筋作业形式，框架结构以混凝土材质为主。此工程位于东南方向，总质量为89吨，建筑材料为Q345，全长共计42米，高度达到13米，桁架有7层。1、2层结构位于钢筋混凝土建筑结构表面，借助支座完成支撑。3~7层以次桁架为表现形式。
由于前期施工多方问题主导，幕墙钢结构在实际作业期间，难以遵照设计内容予以完成，由此提出了加固设计方案以此维护工程性能。加强原结构性能检测，以此获取既有钢结构的真实情况。结合建模分析结果，测算钢结构薄弱位置，针对实际存在的问题，制定加固方案，促进工程品质符合荷载要求。
在工程质量检测中发现的问题为：钢结构存在节点错位现象，错位偏差范围为[5，89]厘米，加劲板未予使用；部分钢结构焊缝合格率不超过7%。
2结构建模
2.1荷载取值
（1）荷载参数设定主要考量因素为采光顶、建筑结构自身重量。采光顶荷载取值为固定值：0.8kN/m2，活荷载取值为0.5kN/m2，建筑主结构自有重量采取自动计算形式。
（2）动态浮动荷载取值：风荷载设计方式为基础风压，取值为0.35kN/m2；雪荷载设计为基础雪压，取值为0.25kN/m2。
（3）地震作用因素：本工程区域地震发生频繁，为此建筑结构应设计8度抗震烈度。钢结构以4级抗震为设计方向。
2.2杆件截面规格
工程幕墙结构中钢材规格如表1所示，依据前期现场实际测量获得情况，工程中的钢材强度难以顺应规范要求。为此，在计算期间，依据钢材强度×0.6的结果进行计算。
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2.3模型构建
结合表1实测钢结构规格数据，借助PKPM软件完成模型建立，针对原钢结构承载性能，开展复核分析。
2.4核算分析
依据钢结构设计方案，针对既有钢结构开展性能计算，分析方向以承载力为主。经计算发现：在焊缝标准情况下，结构整体性能能够符合工程建设标准，无超限现象，比如地震结构剪力、层间位移角等。在开展钢结构性能计算时，其刚重比数值分别为1.37、1.62，此两项数值均不小于0.7，符合设计要求。由此说明钢结构具有较高的稳定性，其安全储备充足。由此推断：工程钢结构整体性能符合工程建设的标准[1]。
然而，在各工况情况下，杆件各项属性超出了规范性限值的具体要求，比如高厚比、应力比等。支座位置形成了内力重分布现象，中间、下部、东侧上部等区域的支座，表现出反力现象，未能符合工程设计的标准。由于施工坐标发生偏差，引起制作悬挑较大。由此说明钢结构承载性能无法顺应设计需求。为此，以钢结构安全为基础，结合幕墙安装要领，针对钢结构薄弱位置开展加固设计。
3加固方案
3.1节点加固
在未设计加劲板的节点，完成补焊加劲板施工程序，在未使用加劲板的边角，完成钢板法外置加固作业。
3.2杆件加固
（1）以实际测量结果为依据，加强节点位置杆件错位分析，确定杆件应力比超限表现情况，采取截面增加、杆件更换等形式，完成杆件加固。
（2）针对杆件存在的高厚比不规范问题，借助钢板补强方式完成加固。针对杆件具有更换难度的底部横梁，采取的加固方案为在原有钢结构基础上添加深梁。借助钢板整体的焊接效果，提升杆件截面积。
3.3支座加固
针对支座位置承载能力欠佳的问题，加固方案为支座更换，同时将牛腿添加在原有支座位置，以此增强支座加固效果。
3.4连接加固
连接加固方法，指钢结构与混凝土两者之间的连接位置，采取加固措施。加固方案为；借助钢斜撑完成加固程序，以此转移部分荷载，尝试缓解混凝土承载压力。钢斜撑下方区域采取强焊措施，与钢板相连。在钢板与柱体连接位置，完成穿孔塞焊施工程序。
3.5加固规范
依据加固设计规范，科学完成杆件内力计算，当原有钢结构应力|σ0max|不下于0.55fy0时，表示在原有钢结构实施加固设计前期，应完成原有荷载的卸除。为此，采取临时支撑结构，逐一开展荷载卸除，保障加固效果。
4加固施工技术要点
4.1检查验收
针对钢结构中检测不达标的项目，对其实施补焊操作，在作业完成时采取验收形式，保障补焊作业的规范性。依据相关作业要求，有序开展项目外观检查，必要时采取超声波探伤检测方式，获取更为精准的项目信息。
4.2临时支撑
在杆件节点实施加固前期，设计临时支撑，比如胎架，以此保障加固作业在卸荷状态。在杆件与支座轮换作业期间，支座应安全支护形式，保障相邻构件节点紧固性，提升拆除前后建筑结构整体平稳性[2]。支座替换期间，应配合混凝土加固支座共同使用。
4.3深梁加固
在开展深梁加固作业期间，应在现场精准测量钢板深梁长度、盖板开孔情况。钢板深梁在实际作业期间，在水平方面断开支撑结构，在完成深梁作业时，借助厚度为10的钢板，完成包裹焊接，使钢板与深梁处于紧密焊接状态。
4.4全程序检测
应以施工全程序为视角，加强钢架形变、支座位移的有效检测，在发现异常问题时采取临时支撑措施，及时采取加固措施，防止工程病害蔓延。
结论：
（1）针对作业缺陷引起的钢结构承载力薄弱问题，开展有效结构受力分析，制定具有针对性的加固方案，有效增强结构性能。
（2）有序开展加固作业，作为提升施工安全、工程品质的关键途径。为此，在加固设计期间，应综合考量作业方案的可行性。
（3）在实施加固作业前期，应结合工程需求开展准备工作，比如补焊、荷载卸除等，以此保障构件稳定性，使其承载力能够顺利完成更换程序，减少对原有钢结构产生的损害。
参考文献：
[1]矫富磊,张晓东.节能型建筑幕墙设计及其未来发展趋势的探究核心要点构架[J].智能建筑与智慧城市,2020(09):48-49.
[2]吕雪瑞,张坤.幕墙构架钢结构加固设计与施工要点分析[J].江西建材,2020(08):79-80.
作者简介：赵斌（1986.03.15）；性别：男，民族：汉；籍贯：山东省枣庄滕州市，学历：本科，毕业于山东建筑大学；现有职称：中级职称；研究方向：钢结构设计与施工。