某钢结构构筑物检测鉴定和加固设计

与传统建筑设计院结构工程师的工作模式大不相同，通过提供检测鉴定，衍生到下游的加固设计、施工等一站式工程结构技术服务，已成为面向既有建筑结构加固改造技术服务公司的共同发展方向。在这个领域里，检测、鉴定、设计、施工不是割裂的各自为战的一方，而是同一个结构工程师从头到尾统筹的整体。

下面是我们做的一个某电厂钢结构构筑物加固项目：

 

一、检测鉴定结结论：

1、钢支架部分：

（1）钢柱

标高6.540m（B轴、C轴、F轴、G轴）12根钢柱强度应力、平面内、外稳定比值大于1，不满足计算要求；标高10.247m（B轴、C轴、F轴、G轴）20根钢柱强度应力、平面内、外稳定比值大于1，不满足计算要求；其余钢柱均满足计算要求。

（2）连系钢梁

标高6.540m（B轴、C轴、F轴、G轴）16根横梁强度应力、平面内、外稳定比值大于1，不满足计算要求；其余连系钢梁均满足计算要求。

（3）柱间支撑

标高2.200m（3轴、5轴交B~C轴、F~G轴）柱间支撑强度应力、平面内、外稳定比值大于1，不满足计算要求，部分斜撑长细比超限；标高4.340m（BCDFGH轴）、10.247m（1、3、5轴）柱间支撑强度应力、平面内、外稳定比值大于1，不满足计算要求，斜撑长细比均超限；其余斜撑均满足计算要求。

2、灰斗及连接部分：

（1）壁板

壁板满足计算要求。

（2）垂直加劲肋

所有垂直加劲肋应力均小于 Q235 钢材强度设计215N/mm2，满足计算要求。

（3）水平加劲肋

第三、四、五道水平加劲肋应力大于 Q235 钢材强度设计值215N/mm2，不满足计算要求；其余水平加劲肋应力均小于 Q235 钢材强度设计值215N/mm2，满足计算要求。

（4）灰斗与灰斗梁连接验算

最大角焊缝应力56.29N/mm2，小于E43角焊缝抗拉、抗压和抗剪设计值160N/mm2，满足计算要求。

二、加固方案

1. 钢支架部分加固方案

对于钢支架部分的加固，整体思路上采用增大截面法，尤其要注意的是：

(1)钢结构增大截面法不同于混凝土结构，存在负荷加固还是卸载加固之分，当钢结构在负荷时进行增大截面焊接，会产生应力滞后现象。

(2)钢框架在整体计算时要注意判别是有侧移还是无侧移框架。不同的判定设置会导致钢构件稳定性验算结果天差地别。

(3)注意区分支撑是单拉杆还是拉压杆。

支撑背部贴焊槽钢

工字钢新增焊板形成箱型钢

2. 灰斗部分加固方案

针对应力计算不足的横肋，采用增大截面法，具体做法详见下图：

在Midas Gen中该加固构件输入的具体截面尺寸如下：

上翼缘考虑灰斗壁板的贡献作用，下翼缘宽度考虑角钢和原槽钢翼缘长度之和，腹板厚度仍取原槽钢厚度。

1.5倍储灰梁单元应力云图

1.5倍储灰板单元应力云图

考虑到灰斗四个角部位置有弧形加强板、包角钢板加强措施，且剔除有限元计算在角部的应力集中畸变，经计算后满足要求。

三、总结

结构工程师在既有建筑结构鉴定、加固领域的工作模式有别于传统的设计院或施工单位的做法。在此情况下，结构工程师不能仅作为流水线作业中的一环，或者单纯地按照图纸进行施工和组织生产，而是必须扮演结合规范、力学理论以及现场操作环境等多重因素的综合性结构工程技术服务人员的角色。

文章：结构重光