如何提高钢结构的安全性能?做钢结构设计的人都收藏了!

【钢结构工程设计】随着钢结构在民用、工业和公共建筑中的广泛应用，其安全性能的应用越来越受到人们的重视。今天，石家庄摩荻钢结构工程设计有限公司总结了钢结构安全评价的内容和加固方法。让我们一起来看。

一、安全评估

1、钢结构抗灾害能力

抗灾害能力的评估内容主要包括：抗火能力、抗震能力、抗风能力(主要是轻型钢结构)、抗冰雪荷载能力(主要是钢屋架)。其中，抗震能力主要通过结构以及体系的连接构造、布置以及结构与构件的抗震承载力进行综合评价;抗冰雪及风能力的评估可从钢结构的选型、承载力验算以及构造连接等方面进行评估。

2、连接及施工措施

1)合理设置焊缝尺寸、螺栓间距、直径、杆截面尺寸。例如，节大小应该满足最小节大小的要求。钢管壁厚度为3mm，钢板最小厚度为4mm，角钢最小截面为L45*4mm。

2)确保各部件之间连接可靠。无论组件与组件之间的连接，还是组件本身的连接，都必须符合规范要求。连接计算主要是为了检测连接效果，包括承载力和拉力的计算、焊缝强度的计算、柱、钢框架结构梁刚度的计算、螺栓-铆钉连接的抗剪强度的计算、连接节点板的计算等。

3)确保钢结构局部满足稳定性要求，如提高截面的宽厚比。

4)保温、防护性能符合要求。

5)钢结构整体支撑及构件布置要科学合理，保证各部分的施工质量，严格控制屋架、立柱、桁架的水平和垂直支撑。

6)严格控制支架的加工安装，如垂直度、安全平整度、支架座的安装符合要求。

3、承载力

对于具有相应条件的钢结构构件，如梁、板、屋架等，可在现场进行竖向荷载作用，然后根据应变和分析结果检测关键部位的挠度和侧向应变，以确定承载力要求是否满足。

现场荷载试验应遵循无损检测的原则。在荷载形式与结构实际功能基本一致的情况下，应避免现场试验荷载对构件或结构造成不可逆转的破坏或变形。因此，现场试验应定义为设计荷载的70%~80%。

现场荷载试验应进行分类装卸。一般情况下，荷载标准值可以达到5级，然后卸载可以达到2 - 5级。它通常在加载开始时根据标准值的20%进行加载，每个级别根据10%进行递增。同时，为了不造成破坏，当荷载值接近标准值时，应将荷载增量降低到5%。每个电平在负载后至少保持10分钟，然后进行测试读数。对于大跨度屋面桁架或桁架，其持续时间最长可达12小时甚至更长，裂缝宽度和变形应检查至少30分钟。

二、加固方法

1、焊接及螺栓连接加固

在焊接加固时，高温会降低焊接部位的母材性能，同时焊缝内部缺陷也会使结构产生新裂缝，且焊接结构内部的残余应力会加速裂缝的发展。而在螺栓连接加固时，钢材上的孔洞会削弱截面，形成新的应力集中区，降低结构加固的效果。

2、粘钢加固

在结构表面粘贴钢板，通过结构胶使两者共同工作，提高钢结构的承载能力。因钢板不宜加工成形状复杂的结构且耐腐蚀性差，故后期维护费用较高。

3、粘贴复合材料加固

采用粘结剂在钢结构损伤部位粘贴复合材料，由其承担部分荷载，从而减小损伤部位的应力。采用粘贴复合材料加固后结构自重及尺寸变化小，复合材料的抗疲劳和耐腐蚀性能好，施工较为简单，适合现场修复。

4、增加结构或构件刚度

1)增加支撑形成空间结构并按空间结构进行验算;

2)加设支撑增加结构刚度或调整结构的自振频率等，以提高结构承载力并改善结构动力特性;

3)增设支撑或辅助杆件使构件的长细比减少以提高其稳定性;

4)在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其他柱列负荷在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度