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98 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 第 4 0卷第 1期 2 0 1 4年 2月 负载下钢结构构件增大截面加固设计方法对比分析 祝瑞祥 ， 王元清 ， 戴国欣。 ， 施 刚 1 ． 中国联合工程公司， 浙江 杭州3 1 0 0 2 2 ； 2 ． 清华大学土木工程系， 土木工程安全与耐久教育部重点实验室， 北京 1 0 0 0 8 4 ； 3 ． 重庆大学土木工程学院， 重庆4 0 0 0 4 5 摘要 现今， 负载下焊接增大截面加固钢结构构件的方法在加固工程中的应用已经非常普遍， 但是关于这方面的 研究很少。目前除了前苏联的 改建企业钢结构加固计算建议， 只有中国有两个钢结构加固技术的规范或规程， 即 C E C S 7 7 9 6 钢结构加固技术规范 和 Y B 9 2 5 7 9 6 钢结构检测评定及加固技术规程 。本文将对这两本规范 或规程中关于增大截面法加固钢构件的设计方法进行分析比较， 并结合相关的实例分析， 对计算结果进行分析 比 较 ， 同时找出已有规范的差异与不足， 为今后的研究和规范修订提供参考和科学依据。 关键词 钢结构 ； 加固； 负载下 ； 设计规范； 应力比 中图分类号 T U 3 9 1 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 81 9 3 3 2 0 1 4 0 1 0 9 80 6 Co m p a r a t i v e s t ud y o n d e s i g n me t h o d s f o r s t e e l s t r u c t ur a l m e mbe r s s t r e n g t h e n e d b y i nc r e a s i n g t h e s e c t i o n a r e a wh i l e u n d e r l o a d i n d i ffe r e n t c o d e s ZHU Ru i x i a n g ， W ANG Yu a n q i n g ， DAI Gu o x i n ， S HI Ga n g 1 ． C h i n a U n i t e d E n g i n e e ri n g C o r p o r a t i o n ， H a n g z h o u 3 1 0 0 2 2 ， C h i n a ； 2 ． De p a r t me n t o f C i v i l En g i n e e ri n g， T s i n g h u a Un i v e r s i t y ， Ke y L a b o r a t o r y o f C i v i l E n g i n e e ri n g S a f e t y a n d D u r a b i l i t y o f C h i n a E d u c a t i o n M i n i s t ry， B e i j i n g 1 0 0 0 8 4， C h i n a ； 3 ． F a c u l t y o f C i v i l E n g i n e e ri n g ， C h o n g q i n g U n i v e r s i t y ， C h o n g q i n g 4 0 0 0 4 5 ， C h i n a Ab s t r a c t No wa d a y s ， t h e me t h o d o f s t r e n g t h e n i n g s t e e l s t r u c t u r a l me mb e r s b y i n c r e a s i n g t h e s e c t i o n a n d w e l d i n g w h i l e u n d e r l o a d h a s b e e n c o m m o n l y u s e d t o s t r e n gt h e n s t e e l s t ruc t u r a l m e m b e r s i n t h e a p p l i c a t i o n o f r e i n f o r c e me n t p r o j e c t ， b u t i t l a c k s r e l e v a n t s t u d y ． U n t i l n o w， i n a d d i t i o n t o“S u g g e s t i o n f o r C a l c u l a t i o n o f Re c o n s t ruc t i o n o f E n t e rpris e a n d S t r e n gth e n i n g o f S t e e l S t ruc t u r e s ’ ’i n t h e S o v i e t Un i o n， t h e r e a r e t w o s t a n d a r d s o f r e i n f o r c e me n t t e c h n o l o g y， C EC S 7 7 9 6 “ T e c h n i c a l S p e c i f i c a t i o n for S t r e n gth e n i n g S t e e l S t ruc t u r e s ’ ’ a n d YB 9 2 5 7 _ 9 6“ T e c h n i c a l S p e c i f i c a t i o n f o r I n s p e c t i o n ． As s e s s me n t a n d S t r e n gth e n i n g o f S t e e l S t r u c t u r e s ” ． T h e d e s i g n me t h o d s o f s t r e n gth e n i n g s t e e l me mb e r s b y i n c r e a s i n g t h e s e c t i o n i n t h e s e t wo s p e c i f i c a t i o n s we r e c o mp a r e d a n d a n a l y z e d i n t h i s p a p e r ， a n d t h e r e l a t e d e x a mp l e s i n c alc u l a t i o n s we r e g i v e n an d t h e d e s i g n i n g r e s u l t s we r e c o mp a r e d ． F i n all y ， t h e d i ff e r e n c e s a n d s h o r t a g e s o f t h e c o d e s w e r e f o u n d o u t t o p r o v i d e r e f e r e n c e s a n d s c i e n t i f i c b a s i s for c o n g e n e r r e s e arc h a n d a me n d me n t o f c o d e s i n f u t u r e ． Ke y wo r d s s t e e l s t ruc t u r e； s t r e n gth e n i n g ； u n d e r l o a d ； d e s i gn c o d e s ； s t r e s s r a t i o O 引 言 钢结构构件增大截面的加固方法是诸多加 固方 法 中的一个小分支 ， 目前 主要 包含五种 加 固方式 ， 即 焊接钢加固、 螺栓或铆钉连接钢加 固、 套管加固、 粘钢加 固和粘贴纤 维复合 材料加 固⋯ 。钢结构焊 接钢加固构件指采用焊接钢板或型钢对其进行 的加 固。结构的加固需综合考虑经济效益、 施工便捷程 收稿 日期 2 0 1 3 4 2 - 0 1 作 者简 介 祝瑞祥 1 9 8 8一， 男 ， 江西广丰人 ， 硕 士研究生 ， 主要从事 钢结构研究 。 基金 项 目“十 一 五 ”国 家 科 技 支 撑 计 划 重 大 项 目 课 题 2 0 0 6 B A J 0 3 A 0 2 E ma i l z r x 2 0 0 6． c q u 1 6 3． c o n 度以及尽量不影响现有 的生产活动等因素 ， 所 以构 件的加固通常是在负载下完 成的。众多应用 表 明 ， 负载下焊接钢加 固钢构件仍是钢结构加 固中最 常用 的方法之一。 因为经济建设 的需求 ， 以及我 国钢产量的不断 提升 ， 钢结构从过去应用于工业 厂房领域发展到如 今的公共建筑和民用建筑等更广阔的领域。不断涌 现的钢结构建筑， 随着社会发展和经济需求的改变， 以及使用期的增长， 必将出现既有的结构不满足使 用要求， 因此钢结构的加固的需求将会越来越大。 尽管目前焊接加固钢构件的应用很多， 但是针对该 方法的研究甚少 。在我国关于此类加 固方法的两本 规范 ， C E C S 7 7 9 6 钢结构加 固技术规范 和 Y B 祝瑞祥 ， 等 负载下钢结构构件增大截面加固设计方法对比分析 9 2 5 7 9 6 { 钢结构检测评定及加固技术规程 0 ， 其 中存在诸多不足与缺陷， 不能够充分满足 目前的应 用要求 ， 急需补充完善。 目前在粘钢和粘贴纤维复 合材料加固方面的研究很多 ， 而对常用 的焊接加 固 的研究甚少 ， 因而急需开展对负载下钢结构构件的 焊接加固， 为即将开展的 钢结构加固技术规范 的 修订工作提供科学依据。 目 前除了前苏联 改建企业钢结构加固计算建 议 ， 只有我国有关于钢结构加固技术的规范或规 程 ， 本文将着重对这两本规范或规程中关于增大截 面法加固钢构件的设计条款进行分析比较； 并通过 算例对二者进行直观的对比分析， 同时找出已有规 范的差异与不足。 1 设计规范对比 1 ． 1应力比限值 从施工的角度来看， 钢结构或其构件加固分为 卸载或部分卸载加固和负载下加固。为了不影响生 产活动， 或不中断结构的正常使用功能， 钢结构构件 在负荷下的加固是时常发生的。为了确保钢结构构 件在负荷下加 固的过程中结构 的安全性 以及加 固后 结构或构件工作的可靠性 ， 钢构件的加 固需满足一 定的负荷条件， 通常用应力比限值来表示。应力比 指 的是构件加 固时截面 的应力 和钢材 的屈服强 度 或强度设计值／的比值 ， 用 表示。 在 Y B 9 2 5 7 9 6中 ， 根据相关实验和工程经验 ， 同时参考了前苏联的相关资料， 规定的应力 比限值 列于表 1中， 其 中应力 比 。 表 1 Y B 9 2 5 7 9 6中负荷下焊接加固的应力比限值 Ta b l e】 L i mi t v a l u e s o f s t r e s s r a t i o i n YB 9 2 5 7 - 9 6 型 堡旦箜 竺 鱼 1 承受动力荷载的构件0 ． 4 2 承受静力荷载或间接承受动力荷载的构件0 ． 8 而在 C E C S 7 7 9 6中， 根据 被加 固件 的设计工 作条件的类别， 也规定 了不 同的名义应力比限值 z ，见表2 ， 其中 。 ／ f , 。且对非焊接钢结构加固 时 ， 规定名义应力 比 ≤0 ． 7 。 表 2 C E C S 7 7 9 6中负荷下焊接加固的应力比限值 Ta b l e 2 Li mi t v a l u e s o f s t r e r a t i o i n CECS 7 7 9 6 从上述两个规范分别在表 1 和表 2中使用条件 分类对 比得出， C E C S 7 7 9 6中类别 I、 Ⅱ和 Ⅲ、 Ⅳ分 别对应 Y B 9 2 5 7 9 6中的类别 1 和 2 。由应力比限 值 比较得出， C E C S 7 7 9 6规定的应力 比限值条件较 Y B 9 2 5 7 9 6严格 ， 特别是在受静力荷载的条件下 ， 应力比最大值为 0 ． 5 5 ， 这个情况下的构件在 负荷下 加 固固然安全 ， 但相对 Y B 9 2 5 7 9 6来讲 ， 其负载下 加固方法应用 的范围更小 了。当应力 比限值过大， 可能会影响加固施工的安全 ； 且应力 比越大 ， 原构件 加固时的变形越大 ， 加 固后新 增的加 固件的应力滞 后效应会更严重 ， 最终会导致加 固的效果不佳 。 1 ． 2 设计方法原则对比 目前 ， 针对负载下焊接增大截面加固钢结构构 件的计算方法主要有两种方法。这两种计算方法的 主要区别是对加固后构件承载能力的计算采用 了不 同的原则， 即加固后的构件整体共同参与受力且截 面发生塑性变形后 ， 是否考虑新 、 旧截面问的应力重 分布 ， 构件整体是否能采用 同新构件一样 的计算方 法进行计算。 第一种计算方法认为， 构件加固后在受到比加 固时的初始荷载更大的总荷载作用下新、 旧截面能 够共同工作， 但不考虑塑性变形后新、 旧截面间的应 力重分布 。因而该方法的原则是加固时荷载由原构 件独立承担 ， 加 固后新增荷载由新 旧截面共 同承担 ， 最后 由原构件截面边缘屈服作为控制条件 。第一种 计算方法采用的准则被称为“ 原有构件截面边缘屈 服” 的准则 ， 可用式 1 表达 。 △ 。 ≤[ ] 1 式中 。 加 固时原有构件 中的应力； △ 。 加 固后 在新增荷 载作用 下 ， 考 虑新 、 旧截面共同工作的情况下， 原有构件 截面 中增加 的应力。 第二种计算方法是采用 了加固后构件的新 、 旧 截面发生应力重分布的概念 ， 此概念 的最早推 出， 是 建立在前苏联从2 0 世纪6 0年代开始的对钢结构加 固的大量研究之上的 。该计算准则被称为“ 加固 后的全截面边缘屈服” 的准则 。因为忽略 了应力应 变滞后效应 ， 同时考虑到施工条件 ， 焊接加 固引起的 附加变形和产生的残余应力等因素对加固后构件承 载能力的影响 ， 而引入 了一个加 固折减系数 ， 对钢材 的强度设计值进行折减 ， 保证 加固后构件承载能力 的可靠性 。 在 Y B 9 2 5 7 9 6中的设计方法同时采用了上述 两种计算方法 ， 但是分别应用在不同的两种条件下， 即静力荷载作用和动力荷载作用。对承受动力荷载 的加 固构件采用方法一 ， 不考虑应力重分布 ， 因为在 我国钢结构设计规范 G B 5 0 0 1 7 中规定承受动力 1 0 0 四川建筑科学研究 第 4 0卷 荷载的结构不考虑塑性发展系数 ， 同时考虑到承受 动力荷 载构件 的重要 性和 工作 条件 的特殊 性 J 。 而对承受静力荷载的加 固构件采用方法二计算 ， 考 虑塑性变形后的应力重分布。在 Y B 9 2 5 7 9 6规程 的条文说明中指 出， 对于承受动力荷载 的构件是否 可以引入应力重分布的原则缺乏相关研究和经验积 累。而在规范 C E C S 7 7 9 6中的设计方法则统一采 用第二种计算方法 ， 只是按照构件不同的使用条件 和不同的设计内容采用了不同的加 固折减系数 。这 两种计算方法虽有原则区别， 但是最终的目的是保 持一致的， 都是为 了保证加 固后 的构件在使用该方 法计算得到的承载能力有足够的可靠性 。 1 ． 3 设计计算公式对比 规范 C E C S 7 7 9 6和 Y B 9 2 5 7 9 6中的设计方 法都是根据上述两种计算原则， 并参照钢结构设计 规范G B 5 0 0 1 7 得到的， 下边对加固后实腹式构件的 截面强度 、 整体稳定 、 截面抗剪等计算公式进行列表 对 比。 1 ． 3 ． 1 强度计算公式 用于各类构件设计的强度计算公式列于表 3 中。从表中公式 的基本形式对 比可 以看 出， 对于承 受静力荷载作用的构件的截面强度计算式都是考虑 全截面的应力重分布， 采用的是“ 加固后的全截面 边缘屈服” 的准则。同时都对钢材的设计强度乘以 了相应加 固的强度折减系数 。焊接加 固时各类构件 的加固折减系数列于表 4中， 其 中 C E C S 7 7 9 6中当 偏心 受 力 构 件 N ／ A ≥0 ． 5 时， 叼 E 0 ． 8 5 0 ． 2 3 0 “ 。 ／ f , 。 表 3 规范中各类构件强度计算公式 Ta b l e 3 S t r e n g t h d e s i g n f o r mu l a s o f me mb e i n c o d e s 注 、 加 固中和加 固后构件所受轴心力 ； 、．】I f 加 固过程 中和加 固后构件截面上绕 轴 强轴 的弯矩 ； Ao 、A 、 加 固前后及加固增加的净截面面积 ； 、W 加固前、 后对 轴的净截面模量； ．y 截面塑性发展系数， I 、 Ⅱ 类构件取 1 ． 0 ； Ⅲ、 I V 类构件根据截面形状按 G B 5 0 o 1 7 2 0 0 3 相应表格查取； _卜钢材的强度设计值； ’ 7 、 、 r ／ E m 轴心受力 ， 受弯和偏心受力加 固构件强度降低系数 ； 加 固折减 系数 。 表4 构件的焊接加固折减系数 Ta bl e 4 Re duc t i on f la c t o r of me mbe s t r e ng t he n i ng b y we l d i n g 对于动力荷载作用下的构件， 从表 4中能看出 两规范采用 的计算 方法不 同。动力荷载作 用 的构 件 ， C E C S 7 7 9 6只是采用 了较严格的钢材强度折减 系数 ， 而 Y B 9 2 5 7 _ _ 9 6采用了式 1 的计算原则 ， 不 同的是对钢材强度值并未折减。 强度计算方法中， 在两规范的静力计算公式中 另外一个区别是 C E C S 7 7 9 6按照 G B 5 0 0 1 7考虑了 受弯构件的塑性深入， 而另一者并未考虑。增加截 面的加固设计方法中， 钢材强度设计值都取为加固 后截面中钢材最低强度级别的设计值， 考虑了截面 上新、 旧截面材料的差别。 1 ． 3 ． 2 稳定计算公式 三类构件的稳定计算方法采用的原则和强度计 算基本相同 ， 见表 5 。在轴 心受压构件的稳定计算 方法中， 对于加 固前 的稳定系数 妒 。 都按 G B 5 0 0 1 7 中轴心受压构件 的相应截面分类查取对应的表格确 定 ， 而对加 固后的轴心受压构件的稳定系数 的取 值规定上略有不同， C E C S 7 7 9 6规定统一按 C类截 面查取系数 ， 而 Y B 9 2 5 7 9 6仍是采用 G B 5 0 0 1 7中 的规定方法查取 值。当加固采用的截面组合形 式不属于钢结构 设计规范 中轴心受压 构件 的 C类 截面时， 最终两规范得出的结论存在些许差异 ， 所反 映的缺陷也不尽相 同。 在稳定计算方法中， C E C S 7 7 9 6在钢材设计强 祝瑞祥， 等 负载下钢结构构件增大截面加固设计方法对比分析 l 0 1 度取值上和强度计算公式及 Y B 9 2 5 7 9 6的稳定计 算公式中的取法有些许差异， 其采用的是换算强度 设计值厂 ， 具体规定见文献[ 6 ] 。 偏心受力构件的稳定承载能力验算计算方法 中 ， C E C S 7 7 9 6考虑 了构件包 括初 始挠度 【 ， 和焊 接加固引起的焊接残余挠度 ∞ 的影响。值得思考 的是轴力项 的稳定系数 、 在钢结构设计规 范 G B 5 0 0 1 7中已经考虑了 1 ／ 1 0 0 0杆长的初弯 曲， 而 在此稳定计算公式中后面弯矩项又考虑了由于因构 件初始挠度 。 引起的弯矩， 这个考虑虽然使得构件 的设计更加安全 ， 但是在理论上缺乏依据。 表 5 规范中各类构件稳定计算公式 Ta b l e 5 S t a b i l i t y d esi g n f o r m u l a s o f m e mb e r s i n c o d e s 受力 状态 YB 9 2 5 7 6 C E C S 聂 聂 轴心 受力 只受弯 N A≤ 町 。 A 、 Mx ≤ 叼 W 吼x’ “ ≤ ≤ A ≤， ∞0。。 ≤， 2 b 箍面 内 鞘 二 。 或 压 弯 wl x L 一 u‘6 一 E x N ≤ v yA ≤， 。。 2 。 yA 。 b l 注 、 A、 A 加 固前 、 后以及加固增加的毛截面面积 ； 、 加固前、 后的构件按受压纤维确定的对强轴的毛截面模量； 、 加固前、 后的构件截面在弯矩作用平面内对较大受压翼缘的毛截面模量 构件对强轴的初始挠度m 。 和焊接残余挠度m 之和； 、 轴 心受力 构件 加固前 、 后的稳定系数 ； 妒 、 加固前 、 后 构件在弯矩作用平面 内的轴心受力构件的稳定系数 ； 妒 、 加 固前 、 后 构件在弯矩作用平面外的轴心受力构件的稳定系数 ； o、 l 加 固前 、 后梁的整体稳定系数 ； 卢 等效弯矩系数 ； 、E E 加固前 、 后构件的欧拉』临界力 ； _厂 钢材换算强度设计值 。 抗剪计算方法采用的原则和上述强度、 稳定计 算方法相 同， 而在 C E C S 7 7 9 6中对 于钢材 的抗 剪 强度设计值一项并未进行折减 。 2 算例分析及设计结果对比 2 ． 1 受弯钢梁算例分析 本文首先选择一等截面单跨简支焊接钢梁进行 计 算 ， 梁跨度 5 ． 0 i n ， 梁截面尺寸为 I 3 0 01 5 0 6 1 0， 钢材选用 Q 2 3 5 B。梁的计算简图如图 1 所示 ， 截 面如图 2 a 所示 ， 钢梁上翼缘都有侧 向约束无需进 行稳定验算 。钢梁上原本作用荷载包括均布恒载标 q t 1 8 ．0 k N／m q 2 3 0 0 k N／ m 图 1 钢梁 的计 算简图 F i g ． 1 S i mp l i fie d c a l c u l a t i o n mo d e l o f s t e e l b e a m 准值 g5 ． 0 k N ／ m， 活荷载标准值 为 q 。 1 8 ． 0 k N ／ m 。因为建筑空间使用条件发生变化使得作用 在钢梁上的活荷载标准值增大到 q 3 0 ． 0 k N ／ m， 固需对钢梁重新鉴定分析。 l 1 原钢梁 加固 板 a 被加固梁截面 b 加固方式① c 加固方式② 图 2 钢梁截面示意 F i g ． 2 S e c t i o n o f s t e e l b e am s 按照规范的设计方法计算得 到， 原钢梁 的受弯 承载能力为 1 1 1 ． 5 k N m， 活荷载为 9 。 时梁需承受 最大弯矩为9 7 ． 5 k N m， 因而原荷载条件下构件符 1 O 2 四川建筑科学研究 第 4 0卷 合要求。当活荷载增大到q 时， 梁需承受的弯矩为 1 5 0 k N m1 1 5 ． 1 k N m， 需要进行加 固。 加固过程 中考虑实际的活荷载作用情况 ， 作用 在钢梁上 的活荷载假设只有 9 k N ／ m， 因而在加固过 程中钢梁截面最大弯矩值为 5 8 ． 1 k N m， 与原构件 截面承 载能力 M o1 1 1 ． 5 k N m 的 比值 为 0 ． 5 2 0 ． 5 5 ， 0 ． 8 ， 符合 加 固的应 力 比条件 。受弯 梁 卵 0 ． 9 E ， 0． 9[ 。 为了对 比分析 ， 在本次加固设计 中， 采用 了两种 加固形式①和②， 分别如图2 b 、 2 C 所示。第一 种是在截面下翼缘焊接一块钢板 ， 宽度为 1 8 0 m m， 选用 了三组钢板厚度 ， 分别 为 1 0 m m、 1 6 m m 和 2 0 m m。第二种采用 4个 5 0 m m1 2 m m 的加 固板全 长加 固。 最终的结果列于表 6中， 表中 和 分别指 采用 Y B 9 2 5 7 _ _ 9 6和 C E C S 7 7 9 6计算得到的极 限 抗弯承载力。根据表 6中结果对 比可得 出以下结 论 1 两规范在抗弯承载能力计算方法中， 对于是 否允许截面塑性深入而产生了在计算公式中的差 异 ， C E C S 7 7 9 6允许截 面塑性深入 ， 而 Y B 9 2 5 7 9 6没有 ， 因而有 比值 M ／ M 为塑性发展系数 1 ． 0 5 。 2 加固方式①加固后梁的承载能力提高不如 方式②有效。受弯钢梁的截面抗弯能力往往是由按 受压区边缘屈服准则计算 的截面抵抗矩控 制的 ， 因 而加固方式②对承载能力提高作用较明显。所以， 加固所采用的截面组合方式对加固后承载能力提高 起决定作用 。 3 从两规范的计算结果中可 以看 出， 加 固方式 ①的某些梁在加固后 ， 其抗弯承载能力反而降低 了， 虽然在实际情况中可能会采取更大尺寸的加 固板 ， 但对于规范的设计方法而言 ， 此确为不合理之处 。 表 6受弯钢梁设计 结果对 比 T a b l e 6 C o mp a r i s o n o f d e s i g n r e s u l t s o f s t e e l b e a ms s u b j e c t e d b e n d i n g 注 表示表中 0指未加固的钢 梁； M∞为未加固钢梁抗弯承载力 ， 按 GB 5 0 0 1 7规定计算 得到。 2 ． 2 轴压钢柱稳定性算例分析 在受弯钢梁加 固算例分析后 ， 笔者又对轴心受 压钢柱的稳定性进行算例分析探讨。选择的钢柱为 工字形截面 ， 各尺寸和加固方式如图 3所示 ， 钢柱长 度为 3 0 0 0 IT l m， 两端铰接 ， 钢材为 Q 2 3 5 B。加固方式 ③采用的加 固板厚度 t 有 6 mlT l 、 8 mm和 1 0 1T i m三 种情况 ， 并和加固方式④进行计算对 比分析。假定 构件在焊接加固时所受轴压力 为 3 7 2 k N， 则初 应力 比 。 为 0 ． 3 ， 轴心受力构件 叩 0 ． 9 l 6 ] ， 0． 8 。 各钢柱轴压 稳定承 载力 的计算结 果列 于表 7 中， 表 中 Ⅳu 】 和 _7 、 ， 皿分 别 指 采 用 Y B 9 2 5 7 9 6和 C E C S 7 7 9 6计算得 到的钢柱稳定极 限承载力 。根 据表 7中计算结果的对 比可得出结论如下 口 原钢 柱 I 加 固板 a 被加固l梓截面 b 加固方式③ C 加固方式④ 图3 钢柱截面示意 Fi g． 3 Se c t i o n of s t e e l c o l umns 表 7 轴压钢柱稳定设计结果对比 Ta b l e 7 Co mp a r i s o n o f s t a b i l i t y d e s i g n r e s u l t s o f s t e e l c o l u mn s u n d e r a x i a l c o mp r e s s i o n 注 }表示表中 0指未加 固的钢柱 ； Ⅳ∞为未加 固钢柱受压稳定承载力 ， 按 G B 5 0 0 1 7规定计算得 到。 祝瑞祥， 等 负载下钢结构构件增大截面加固设计方法对 比分析 1 0 3 1 两规范计算得到的加固后钢柱轴压稳定承 载力比值 l ／ Ⅳ 皿 在 1 ． 2左右， C E C S 7 7 9 6对加固 后轴压钢柱稳定承载力控制更严， 折减较多。 2 按 C E C S 7 7 9 6 计算得到的加固后钢柱稳定 承载力出现 比未加固的低 ， 与实际情况相矛盾 。加 固方式③对加固后钢柱稳定承载能力提高效率比加 固方式④高， 加固后钢柱两方向的稳定性更加接近。 3 结 论 1 虽然近些年 出现 了粘钢加 固和粘贴纤维 复 合材料加 固等新兴加固钢构件 的方法 ， 且研究颇多 ， 但受到加固所用材料的种类繁多和经济性等因素限 制， 焊接钢加固钢构件仍然是 目前最常用的加固方 法之一。但由于过去钢结构建筑不多， 且应用的领 域较窄， 所以对其的研究较少， 而目前则相反， 因而 目前仅有的规范不能够满足设计 的要求 ， 以及规范 中出现的相关问题 ， 需进行更多的相关研究。 2 钢构件 的加固需要考虑纵 多的因素， 最重要 的就是考虑选取何种加固的截面组合形式 。最终采 用何种截面组合形式， 需权衡各相关因素， 如经济条 件、 方便施工、 加固需提高的承载能力等。 3 负载下焊 接加 固钢构件是 在满足一定应力 比条件下进行的， 然而规范中对应力比限值的规定 存在较大的差异。应力 比限值过大 ， 可能导致加固 后构件承载能力提高不明显或降低， 或是在加固过 程中引发安全事故； 应力 比限值过小， 又可能偏安 全， 而使得方法的应用受到过大的限制， 应用范围变 窄。 4 按照两规范计算得到的加固后钢构件的承 载能力有时比未加 固的低 ， 这与实际相矛盾 ， 加固设 计方法的本身存在不合理的方面， 有待进一步研究 改 进 。 参 考 文 献 [ 1 ] 祝瑞祥， 王元清 ， 戴国欣， 等． 负载下钢结构构件加固技术及其 应用研究综述 [ C] ／ ／ 第十一届全 国建筑物 鉴定与加 固改造学 术交 流会议论 文集 ． 北京 中国建材工业 出版社 ， 2 0 1 2， 1 0 1 8 8 1 9 4． [ 2 ] 张涛， 王元清， 石永久， 等． 单层轻钢厂房刚架梁和节点域的 加固设计与分析[ J ] ． 四川建筑科学研究， 2 0 0 6 ， 3 2 3 4 9 - 5 2 ． [ 3 ] 廖新军， 王元清 ， 石永久， 等． 荷载变化引起的门式刚架轻钢结 构厂房加固设计[ J ] ． 工业建筑， 2 0 0 5 ， 3 5 2 9 3 - 9 5 ． [ 4 ] 王德峰， 邹永春 ， 肖逸青． 某钢结构多层厂房加固技术的应用 [ J ] ． 工业建筑 ， 2 0 0 5， 3 5 S 9 1 2 - 9 1 3 ． [ 5] 李克让 ， 罗严 ． 轻钢框架结构加 固改造 的设计 与实践 [ J ] ． 工 程设计 ， 2 0 0 8 ， 2 3 1 3 2 - 3 4 ． [ 6 ] C E C S 7 7 9 6钢结构加固技术规范[ S ] ． [ 7 ] Y B 9 2 5 7 --- - 9 6钢结构检测评定及加固技术规程[ S ] ． [ 8 ] G B 5 0 0 1 7 --2 0 0 3钢结构设计规范【 s ] ． 上接第 3 0页 当地实际风环境进行对 比分析 ， 得 到最不利风压分 布， 为抗风设计提供参考。 参 考 文 献 [ 1 ] 董石麟 ， 钱若军． 空问网格结构分析理论与计算方法[ M] ． 北 京 中国建 筑工业出版社 ， 2 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