經(jīng)鑒定需要加固的鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)損害范圍一般分為局部加固和全面加固。局部加固是對(duì)某承載能力不足的桿件或連接節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行加固，有增加桿件截面法、減小桿件自由長(zhǎng)度法和連接節(jié)點(diǎn)加固法。全面加固是對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，常見(jiàn)的加固方法有改變結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算圖形加固法、加大構(gòu)件截面加固法等。下面我們就改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形加固法和加大構(gòu)件截面加固法進(jìn)行詳細(xì)論述。

01 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形加固方法

改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固過(guò)程（包括施工過(guò)程）中，除應(yīng)對(duì)被加固結(jié)構(gòu)承能力和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算外，尚應(yīng)注意對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力和使用功能的影響，考慮在結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)以及支座中的內(nèi)力重分布，對(duì)結(jié)構(gòu)（包括基礎(chǔ)）進(jìn)行必要的補(bǔ)充驗(yàn)算，并采取切實(shí)可行的合理構(gòu)造措施。

采用改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固方法，設(shè)計(jì)與施工應(yīng)緊密配合，未經(jīng)設(shè)計(jì)允許，不得擅自修改設(shè)計(jì)規(guī)定的施工方法和程序。采用調(diào)整內(nèi)力的方法加固結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)在加固設(shè)計(jì)中規(guī)定調(diào)整內(nèi)力（應(yīng)力）或規(guī)定位移 （應(yīng)變）的數(shù)值和允許偏差，及其檢測(cè)位置和檢驗(yàn)方法。

一、改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的一般方法

1、增加支撐或輔助構(gòu)件加固法

①增加支撐，以增加結(jié)構(gòu)的空間剛度，從而使結(jié)構(gòu)可以按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算，挖掘結(jié)構(gòu)的潛力，如(圖1)所示。

②加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，如圖(圖2)所示。

③增設(shè)支撐或輔助桿件使構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性，如圖(圖3)所示。

④在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其他柱列負(fù)荷，如(圖4) 所示。

2、改變構(gòu)件的彎矩圖形加固法

①改變荷載的分布，例如將一個(gè)集中荷載轉(zhuǎn)化為多個(gè)集中荷載。

②改變端部支承情況，例如變鉸接為剛接，參見(jiàn)(圖 5)。

③增加中間支座或?qū)⒑?jiǎn)支結(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)(圖6) 。

④調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置，改變連續(xù)結(jié)構(gòu)的跨度。

⑤將構(gòu)件改變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)，如(圖7)。

A、對(duì)桁架可采用下列改變其桿件內(nèi)力的方法進(jìn)行加固 。

a、增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式構(gòu)架，（如圖8）。

b、加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿，參見(jiàn)圖（如圖9）。

B、必要時(shí)可采取措施使加固構(gòu)件與其他構(gòu)件共同工作或形成組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，例如使鋼屋架與天窗架共同工作。如（圖10）在鋼平臺(tái)梁上增設(shè)剪力鍵使其與混凝土鋪板形成組合結(jié)構(gòu)等。

3、施加預(yù)應(yīng)力的加固法

①在結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度，如（圖11）。

②對(duì)受彎構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，如（圖12）。

當(dāng)框架有主副跨時(shí)，可通過(guò)改變主、副跨之間的連接來(lái)加強(qiáng)其中某一跨，由剛接改為鉸接可使主跨得到加強(qiáng)，由鉸接改為剛接可使副跨得到加強(qiáng)如（圖13）。

02 加大構(gòu)件截面加固法

加大構(gòu)件截面的加固方法涉及面廣，施工較為簡(jiǎn)便，尤其在滿足一定前提條件下，還可在負(fù)荷狀態(tài)下加固，因而是鋼結(jié)構(gòu)加固中最常用的方法。

采用加大截面的方法加固鋼構(gòu)件，應(yīng)考慮構(gòu)件的受力情況及存在的缺陷，在方便施工、連接可靠的前提下選取最有效的截面增加形式，所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損失的狀況。(圖1-圖4 )，給出了各類受力構(gòu)件的一些截面加固形，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。

1、計(jì)算的一般規(guī)定

（1）在完全卸荷的狀態(tài)下，采用加大截面的方法加固鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，按加固后的截面用與新結(jié)構(gòu)相同的方法依照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。

（2）在負(fù)荷狀態(tài)下，采用加大截面的方法加固鋼構(gòu)件時(shí)，原結(jié)構(gòu)中的承載力應(yīng)有不少20%的富余。加固后構(gòu)件承載力的計(jì)算應(yīng)根據(jù)荷載形態(tài)分別進(jìn)行。

對(duì)于承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件，一般情況可根據(jù)原有構(gòu)件和加固件之間的內(nèi)力重分布的原則，按加固后的截面進(jìn)行承載力計(jì)算。

（3）負(fù)荷狀態(tài)下采用加大截面的方法進(jìn)行加固時(shí)，其加固計(jì)算應(yīng)根據(jù)原有構(gòu)件的受力狀態(tài)，鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以加固折減系數(shù)k 。軸心受力的實(shí)腹構(gòu)件取k=0.8p偏心受力和受彎構(gòu)件及格構(gòu)式構(gòu)件取k=0.9。

《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》條件，將被加固構(gòu)件根據(jù)使用條件劃分為四類設(shè)計(jì)工作條件，加固折減系數(shù)在不同設(shè)計(jì)工作條件下取值不同。

（1）軸心受力構(gòu)件加固后，應(yīng)考慮構(gòu)件截面形心偏移的影響。當(dāng)截面形心軸的偏移值小于截面高度時(shí)，在一般情況下可忽略其影響。

（2）加固后的受彎構(gòu)件和偏心受力構(gòu)件，不宜考慮截面的塑性發(fā)展，可按邊緣纖維屈服準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。

（3）動(dòng)力荷載作用下，構(gòu)件的加固計(jì)算應(yīng)分別按加固前后兩個(gè)階段進(jìn)行，并應(yīng)遵守下列規(guī)定：穩(wěn)定計(jì)算分別按加固前和加固后的截面取用穩(wěn)定系數(shù)；可不考慮加固折減系數(shù)；必要時(shí)應(yīng)對(duì)其剩余疲勞壽命進(jìn)行專門研究和計(jì)算。

（4）靜力荷載作用下，加固后構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算，可按加固后的截面取用穩(wěn)定系數(shù)，同時(shí)應(yīng)考慮加固折減系數(shù)。

2、軸心受力構(gòu)件的加固計(jì)算

軸心受拉或軸心受壓構(gòu)件的原有截面一般是對(duì)稱的，若其損傷非對(duì)稱性不大，可采用對(duì)稱的加固形式；若其損傷非對(duì)稱性較大宜采用不改變截面形心位置的加固方式，以減少附加受力影響。當(dāng)采用非對(duì)稱或改變形心位置的加固截面時(shí)，應(yīng)按偏心受力構(gòu)件（拉彎或 壓彎構(gòu)件）處理。

3、構(gòu)造與施工要求

（1）采用加大截面的方法進(jìn)行加固，應(yīng)保證加固構(gòu)件有合理的傳力途徑：有保證加固件與原有構(gòu)件共同工作的相互連接；對(duì)于軸心受力和偏心受力構(gòu)件，加固件宜與原有構(gòu)件的支座（或節(jié)點(diǎn)）有可靠的連接。

（2）加固件的布置應(yīng)適應(yīng)原有構(gòu)件的幾何形狀或已發(fā)生的變形情況，以利施工。但也應(yīng)盡量不用引起截面形心偏移的形式，難以避免時(shí)，應(yīng)在加固計(jì)算中考慮形心軸偏移的影響。

（3）盡量減少加固施工的工作量。不論原有結(jié)構(gòu)是栓接結(jié)構(gòu)還是焊接結(jié)構(gòu)，只要鋼材具有良好的可焊性，應(yīng)盡可能采用焊接方式補(bǔ)強(qiáng)。

（4）當(dāng)采用焊接補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，應(yīng)盡可能減少焊接工作量及注意合理的焊接順序，以降低焊接變形和焊接應(yīng)力，并竭力避免仰焊。在負(fù)荷狀態(tài)下焊接時(shí)，應(yīng)采用較小的焊接尺寸，并應(yīng)首先加固對(duì)原有構(gòu)件影響較小、構(gòu)件最薄弱和能立即起到加固作用的部位。

（5）加大截面的加固構(gòu)造不應(yīng)過(guò)多削弱原有構(gòu)件的承載能力：

A、采用螺栓或高強(qiáng)度螺栓連接時(shí)，在保證加固件能夠和原有構(gòu)件共同工作的前提下，應(yīng)選用較小直徑的螺栓或高強(qiáng)度螺栓，并盡量采用高強(qiáng)度螺栓。

B、采用焊接連接時(shí)，應(yīng)盡量避免采用與原有構(gòu)件應(yīng)力方向垂直的焊縫。如做不到這些， 則應(yīng)采取專門的技術(shù)措施和施焊工藝，以確保結(jié)構(gòu)施工的安全。

C、輕鋼結(jié)構(gòu)中的小角鋼和圓鋼桿件不宜在負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行焊接，必要時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)措 施。圓鋼拉桿嚴(yán)禁在負(fù)荷狀態(tài)下用焊接方法加固。

（6）加大截面加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)保證加固件與被加固件能夠可靠地共同工作、斷面 的不變形和板件的穩(wěn)定性，并且要可能施工。加固件的切斷位置應(yīng)盡可能減小應(yīng)力集中并保證未被加固處截面在設(shè)計(jì)荷載作用下處于彈性工作階段。

（7）在負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，其加固工藝應(yīng)保證被加固件的截面因焊接加熱，鉆、擴(kuò)孔洞等所引起的削弱影響盡可能的小，為此必須制定詳細(xì)的加固施工工藝過(guò)程和要求的技術(shù)條件，并據(jù)此按隱蔽工程進(jìn)行施工驗(yàn)收。

（8）在負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固，當(dāng)構(gòu)件中的名義應(yīng)力不小于0.3fy，且采用焊接加固件加大截面法加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，可將加固件與被加固件沿全長(zhǎng)互相壓緊；用長(zhǎng)20~30mm的間斷（ 300~500mm）焊縫定位焊接后，再由加固件端向內(nèi)分區(qū)段（每段不大于70mm） 。施焊所需要的連接焊縫，依次施焊區(qū)段焊縫應(yīng)間歇對(duì)于截面有對(duì)稱的成對(duì)焊縫時(shí)，應(yīng)平行施焊；有多條焊縫時(shí)，應(yīng)交錯(cuò)順序施焊；對(duì)于兩面有加固件的截面，應(yīng) 先施焊受拉側(cè)的加固件，然后施焊受壓側(cè)的加固件；對(duì)一端為嵌固的受壓桿件，應(yīng)從嵌固 端向另一端施焊，若其為受拉桿，則應(yīng)從另一端向嵌固端施焊。

當(dāng)采用螺栓（或鉚釘）連接加固加大截面時(shí)，加固與被加固板件相互壓緊后，應(yīng)從加固 件端向中間逐次做孔和安裝擰緊螺栓（或鉚釘），以便盡可能減少加固過(guò)程中截面的過(guò)大削弱。

（9）加大截面法加固有兩個(gè)以上構(gòu)件的靜不定結(jié)構(gòu)（框架、連續(xù)梁等）時(shí)，應(yīng)首先將全部加固與被加固構(gòu)件壓緊和點(diǎn)焊定位，然后從受力最大構(gòu)件依次連續(xù)地進(jìn)行加固連接。

以上是鋼結(jié)構(gòu)全面加固的兩種較為常用加固方法，其中增加原有構(gòu)件截面的加固方法是最費(fèi)料最費(fèi)工的方法（但往往是可行的方法）；而改變計(jì)算簡(jiǎn)圖的方法是最有效且多種多樣的，其費(fèi)用也大大下降，具體可參考實(shí)際工況進(jìn)行方案制定。