一種用于建筑物鋼桁架的應力卸除加固方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種用于建筑物鋼桁架的應力卸除加固方法，其特征在于：依次有以下步驟：1)檢測建筑物鋼桁架實際受力狀態(tài)；2)建立鋼桁架計算模型，計算建筑物鋼桁架理論受力狀態(tài)；3)分析建筑物鋼桁架實際受力狀態(tài)與理論受力狀態(tài)誤差；4)以實測的實際受力狀態(tài)為基準修正鋼桁架計算模型；5)采用修正后的鋼桁架計算模型進行仿真實驗；6)進行可實施的最優(yōu)鋼桁架應力卸除加固方案設計；7)編制鋼桁架應力卸除加固施工圖；8)進行鋼桁架應力卸除加固施工；9)監(jiān)測鋼桁架應力卸除施工過程。本發(fā)明專利技術方法的與現(xiàn)有技術相比的有益效果是：無需大型施工機械設備，無需卸載，保留原有結構，施工量小，材料用量少，施工簡便，費用低廉，加固效果好。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及應力卸除加固，特別是涉及。
技術介紹
包括鋼屋架、鋼托架和行車梁在內(nèi)的鋼桁架，在荷載、變形、位移和環(huán)境等因素的作用下，極易產(chǎn)生桿件翹曲、偏斜、變形和扭曲，致使其承載能力下降，穩(wěn)定性變差，甚至失穩(wěn)倒塌。現(xiàn)有常用的鋼桁架加固糾偏方法主要有兩種，一種是在負荷狀態(tài)下加固，不需要卸除作用在鋼桁架上的負荷，加固難度較小，施工最簡便，工作量最小，但是，要求原結構的承載力應有不少于20%的富余，且構件未有嚴重的損傷或嚴重的變形，否則難以達到加固效 果。另一種是在卸載全部負荷狀態(tài)下加固或在卸載部分負荷狀態(tài)下加固，卸載全部負荷狀態(tài)下加固，適用于結構損壞或變形嚴重或原結構構件的承載能力過小，不宜就地補強的鋼桁架；卸載部分負荷狀態(tài)下加固，適用于結構損傷或變形較嚴重的鋼桁架、構件的應力很高的鋼桁架、補強施工必須臨時削弱承受很大應力的構件及連接的鋼桁架，其缺陷是加固工程量較大，費用較高，工期較長，而且卸載全部或部分負荷直接影響生產(chǎn)的正常進行，有時停產(chǎn)損失比加固費用還大，特別是當鋼桁架桿件變形較大，存在平面外變形時，糾偏效果不理相
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是彌補上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供。本專利技術的技術問題通過以下技術方案予以解決。這種用于建筑物鋼桁架的應力卸除加固方法的特點是依次有以下步驟I)檢測建筑物鋼桁架實際受力狀態(tài)在負荷狀態(tài)下采用開槽法逐個檢測被加固建筑物鋼桁架的各個桿件的應力測點在加固前的實際受力狀態(tài)，所述實際受力狀態(tài)包括實際應力值和應力方向，為分析判斷隱患產(chǎn)生的原因以及建立鋼桁架計算模型提供依據(jù)，避免設計鋼桁架應力卸除加固方案的盲目性；2)建立鋼桁架計算模型，計算建筑物鋼桁架理論受力狀態(tài)采用SUPERSAP結構分析軟件三維有限元分析方法，建立鋼桁架計算模型，模擬鋼桁架在實際荷載條件下的受力狀態(tài)，計算鋼桁架的各個桿件和包括應力測點的節(jié)點的理論應力值、應力方向和位移變形值；3)分析建筑物鋼桁架實際受力狀態(tài)與理論受力狀態(tài)誤差分析步驟I)的檢測結果是否存在誤差？如果檢測結果存在誤差，重復步驟I);在消除步驟I)的檢測結果存在誤差的前提下，對比步驟I)的檢測結果和步驟2)的計算結果，計算二者的誤差，分析產(chǎn)生誤差的原因，包括所述鋼桁架計算模型是否正確？4)以實測的實際受力狀態(tài)為基準修正鋼桁架計算模型考慮鋼桁架空間作用的影響、支座位移和變形的影響、溫度應力的影響、桿件變形的影響、桿件剛度的影響，修正鋼桁架計算模型的相應參量，直至步驟2)的計算結果與步驟I)的檢測結果相等，使鋼桁架計算模型符合鋼桁架的實際工作狀況；5)采用修正后的鋼桁架計算模型進行仿真實驗模擬卸除一根或多根鋼桁架桿件的內(nèi)力，使其鋼桁架各桿件和節(jié)點的應力應變重新分布，采用修正后的鋼桁架計算模型進行仿真實驗，確定入選的最優(yōu)的應力卸除加固方案，以糾正桿件偏斜、消除桿件變形、減小薄弱桿件內(nèi)力、提高鋼桁架承載能力；6)進行可實施的最優(yōu)鋼桁架應力卸除加固方案設計 所述最優(yōu)的應力卸除加固方案設計，包括桿件應力卸除方法和順序、臨時支撐安置方法、應力應變監(jiān)控點選取、施工過程監(jiān)控、加固補強措施、增設桿件安置、施工安全系數(shù)、施工難易程度、工程量、結構穩(wěn)定性評定，以及加固效果評定；7)編制鋼桁架應力卸除加固施工圖參照國家標準或規(guī)范編制鋼祐1架應力卸除法加固施工圖；8)進行鋼桁架應力卸除加固施工依據(jù)編制的鋼桁架應力卸除加固施工圖，搭設工作平臺，在鋼桁架兩端增設穩(wěn)定的臨時支撐，預留足夠的安全系數(shù)，確保應力卸除過程的絕對安全，再去除需要應力卸除的桿件，在桿件應力重新分布完成，并達到設計要求后，立即增補加固桿件，再拆除臨時支撐，防止結構失穩(wěn)；9)監(jiān)測鋼桁架應力卸除施工過程依據(jù)編制的鋼桁架應力卸除加固施工圖以及步驟5)的實驗結果，制定鋼桁架應力卸除施工過程監(jiān)測方案，采用工作正常、讀數(shù)穩(wěn)定可靠的應力應變測試系統(tǒng)對鋼桁架應力卸除施工的整個過程進行監(jiān)控，以保證應力卸除、桿件加固達到設計的要求。本專利技術的技術問題通過以下進一步的技術方案予以解決。所述步驟I)的開槽法是在桿件應變測點粘貼電阻應變片，采用機械方法在電阻應變片兩端開槽，槽的深度為槽間距的O. 3 O. 4倍，使桿件應變測點處局部應力獲得完全釋放，即解除桿件應變測點周圍的約束，使電阻應變片產(chǎn)生彈性恢復變形，測量開槽前后應變釋放值，由下式計算出桿件應變測點的實際應力值σ =-Ε· ε ;式中σ :桿件應變測點的實際應力值；ε :開槽前后應變釋放值；Ε :彈性模量。所述步驟2)的鋼桁架計算模型是考慮結構的空間作用的計算模型，其參量包括模擬鋼桁架計算簡圖、作用在鋼桁架上的荷載條件、節(jié)點變形條件和約束條件、支座變形條件和約束條件。所述步驟2)的SUPERSAP結構分析軟件是包括網(wǎng)格劃分、自動建模、圖形顯示及后處理的三維有限元分析系統(tǒng)，用于結構的靜力分析、動力分析、非線性分析及熱傳導分析。所述步驟5)的仿真實驗，是在室內(nèi)計算機上模擬鋼桁架的應力卸除加固的全過程，替代現(xiàn)場或?qū)嶒炇疫M行多個鋼桁架應力卸除加固方案的與實際尺寸相等的足尺寸仿真實驗。所述足尺寸仿真實驗根據(jù)工程的具體情況制定，所述具體情況包括鋼桁架的結構形式、跨度、變形損傷嚴重程度、現(xiàn)場施工條件、載荷大小，所述足尺寸仿真實驗包括卸除鋼桁架不同的桿件、觀察桿件應力卸除后的鋼桁架應力應變重新分布情況，以及比較不同的應力卸除加固方案對鋼桁架承載能力的改善程度。所述步驟5)的最優(yōu)的應力卸除加固方案，不僅是承載能力差的薄弱桿件應力應變減少最多、承載能力提高最大、且其余的所有桿件的承載力都滿足現(xiàn)行國家規(guī)范要求的應力卸除加固方案，而且是滿足現(xiàn)場施工條件要求、應力卸除加固方案切實可行、施工難度相對較小、工程量相對較小、加固效果好、安全性高、能保證現(xiàn)場施工人員和設備的安全，以及費用相對較少的應力卸除加固方案。所述步驟7)的國家標準或規(guī)范，包括中國工程建設標準化協(xié)會《鋼結構加固技術規(guī)范》、《鋼桁架檢驗及驗收標準》、《鋼結構設計規(guī)范》，以及《鋼結構工程施工規(guī)范》。所述步驟7)的鋼桁架應力卸除法加固施工圖，包括鋼桁架桿件卸除施工圖、鋼桁架各個桿件應力卸除前后的應力應變重新分布圖、鋼桁架應力卸除施工過程監(jiān)測圖、鋼桁架臨時支撐施工圖，以及鋼桁架補強加固施工圖。 所述步驟9)的鋼桁架應力卸除施工過程監(jiān)測方案，包括鋼桁架各個桿件應力卸除前的應力應變測試、鋼桁架各個桿件應力卸除過程中的應力應變監(jiān)測，以及鋼桁架應力卸除加固效果評價。所述鋼桁架各個桿件應力卸除前的應力應變測試，是在負荷狀態(tài)下采用開槽法逐個檢測被加固建筑物鋼桁架的各個桿件的應力測點在加固前的實際應力值和應力方向。所述鋼桁架各個桿件應力卸除過程中的應力應變監(jiān)測，是依據(jù)鋼桁架計算機模擬模型仿真實驗結果，繪制鋼桁架各個桿件應力卸除前后的應力應變理論計算值的重新分布圖。所述鋼桁架應力卸除加固效果評價，包括對比鋼桁架應力卸除前后的應力應變的理論計算值重新分布圖與鋼桁架應力卸除前后的應力應變實測值的重新分布圖，以二者是否相符作為評價鋼桁架應力卸除加固達到設計要求的依據(jù)。所述步驟9)對鋼桁架應力卸除施工的整個過程進行監(jiān)控，是在鋼桁架各個桿件上布置應力應變監(jiān)測點，對施工過程進行全過程監(jiān)控，記錄桿件應力卸除過程中應力應變的變化值，填寫應力應變監(jiān)測記錄表格，繪制鋼桁架本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于建筑物鋼桁架的應力卸除加固方法，其特征在于：依次有以下步驟：1)檢測建筑物鋼桁架實際受力狀態(tài)在負荷狀態(tài)下，采用開槽法逐個檢測被加固建筑物鋼桁架的各個桿件的應力測點在加固前的實際受力狀態(tài)，所述實際受力狀態(tài)包括實際應力值和應力方向；2)建立鋼桁架計算模型，計算建筑物鋼桁架理論受力狀態(tài)采用SUPERSAP結構分析軟件三維有限元分析方法，建立鋼桁架計算模型，模擬鋼桁架在實際荷載條件下的受力狀態(tài)，計算鋼桁架的各個桿件和節(jié)點的理論受力狀態(tài)，所述理論受力狀態(tài)包括理論應力值、應力方向和位移變形值；3)分析建筑物鋼桁架實際受力狀態(tài)與理論受力狀態(tài)誤差分析步驟1)的檢測結果是否存在誤差？如果檢測結果存在誤差，重復步驟1)；在消除步驟1)的檢測結果存在誤差的前提下，對比步驟1)的檢測結果和步驟2)的計算結果，計算二者的誤差，分析產(chǎn)生誤差的原因，包括所述鋼桁架計算模型是否正確？4)以實測的實際受力狀態(tài)為基準修正鋼桁架計算模型考慮鋼桁架空間作用的影響、支座位移和變形的影響、溫度應力的影響、桿件變形的影響、桿件剛度的影響，修正鋼桁架計算模型的相應參量，直至步驟2)的計算結果與步驟1)的檢測結果相等，使鋼桁架計算模型符合鋼桁架的實際工作狀況；5)采用修正后的鋼桁架計算模型進行仿真實驗模擬卸除一根或多根鋼桁架桿件的內(nèi)力，使其鋼桁架各桿件和節(jié)點的應力應變重新分布，采用修正后的鋼桁架計算模型進行仿真實驗，確定入選的最優(yōu)的鋼桁架應力卸除加固方案；6)進行可實施的最優(yōu)鋼桁架應力卸除加固方案設計所述最優(yōu)的鋼桁架應力卸除加固方案，包括應力卸除方法和順序、臨時支撐安置方法、應力應變監(jiān)控點選取、施工過程監(jiān)控、加固補強措施、 增設桿件安置、施工安全系數(shù)、施工難易程度、工程量、結構穩(wěn)定性評定，以及加固效果評定；7)編制鋼桁架應力卸除加固施工圖參照國家標準或規(guī)范編制鋼桁架應力卸除法加固施工圖；8)進行鋼桁架應力卸除加固施工依據(jù)編制的鋼桁架應力卸除加固施工圖，搭設工作平臺，在鋼桁架兩端增設穩(wěn)定的臨時支撐，預留足夠的安全系數(shù)，再去除需要應力卸除的桿件，在桿件應力重新分布完成，并達到設計要求后，立即增補加固桿件，再拆除臨時支撐；9)監(jiān)測鋼桁架應力卸除施工過程依據(jù)編制的鋼桁架應力卸除加固施工圖以及步驟5)的實驗結果，制定鋼桁架應力卸除施工過程監(jiān)測方案，采用工作正常、讀數(shù)穩(wěn)定可靠的應力應變測試系統(tǒng)對鋼桁架應力卸除施工的整個過程進行監(jiān)控。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張書良，
申請(專利權)人：深圳職業(yè)技術學院，
類型：發(fā)明
國別省市：