预应力加固钢结构技术的应用探究

麻子飞

（内蒙古建筑职业技术学院 010070）

预应力加固钢结构技术的应用探究

麻子飞

（内蒙古建筑职业技术学院 010070）

预应力加固技术以其特有的优点受到了国际上的广泛欢迎，在多个领域都被应用，但是，这项技术在我国还没有被广泛推广，受技术水平的限制，我国对这项技术的研究甚少，如何让预应力加固技术在提高钢结构的稳定性方面发挥更大的作用应该引起相关领域的重视。

预应力加固技术；钢结构；稳定性；安全性；

前言

从目前的各项研究数据与施工人员的经验可以知道，预应力可以增强钢结构的稳固性和安全性是毋庸置疑的，预应力加固钢结构技术作为一种对结构加固的方法，对钢结构起到修复和加固的作用，在加固结构研究方面是一项突破性成果。对钢结构施加预应力致使内力重新分布有两种办法，第一种办法要使用预应力筋施加预应力改善结构的受力状态，第二种办法是调整现有钢结构的支座高差，改变支承反力的大小，使用这两种办法要结合不同的结构类型，重新分布内力，降低内力峰值，提高结构的稳定性。本文提出了钢结构加固存在的问题以及预应力加固技术的优点，并简单地分析了预应力加固钢结构的计算内容，希望对广大同行有一个借鉴作用。

一、钢结构加固存在的问题

（一）焊接降低钢结构的稳定性

在对钢结构加固的过程中，焊接是一种常用的手段，焊接只有在高温的作用下才能对钢结构产生作用，但是高温会使焊接部位的性能改变，使钢结构发生质的变化。在完成焊接以后，焊接部分不可能完全连接在一起，之后的使用势必会造成裂缝扩大，从而引发更加严重的断裂事故。

（二）螺栓连接造成新的应力区生成或应力松弛

当结构受到损伤的时候，一般要采用螺栓连接，螺栓连接在受损伤部位附近的母材上开孔，此时就会减少截面面积，使截面的功能减弱，造成新的应力区生成。在动载作用下，如果使用的是普通螺栓，螺栓会非常容易松动，如果使用的是高强螺栓，则很容易发生应力松弛现象，对结构的修补无法达到预期效果。

（三）粘贴加固技术的弊端

粘贴加固技术是把钢结构粘贴在一起使之工作的技术，它使用结构胶在钢结构表面粘贴钢板，通过这种办法提高结构承载压力的能力。它最大的缺点就是增加了结构的重量，在施工时给工人带来了更加沉重的负担，钢板比较硬的特征也让其无法折叠，不便于运输，因为钢的活跃性比较高，钢板很容易与其他物质发生化学反应，公司在维护的时候会耗费许多的人力、物力。

二、预应力加固钢结构技术的优点

（一）简洁实用，节省成本

与其他钢结构加固技术相比，这项技术比较简洁实用，不仅表现在预应力加固技术可以在不卸载的情况下进行，不会增加工作人员的额外工作，也不会耽误施工进程，还表现在可以节省加固钢结构的费用，不需要增加加固的其他零构件，省去了一些不必要的步骤，节省资源。

（二）稳定性和安全性高，剥离粘贴界面的波及范围小

在使用预应力加固技术的时候，应用可靠锚固和拉杆极大地提高了钢结构的稳定性，可靠锚固可以在剥离粘贴界面的时候，只对剥离对象有影响，减少波及范围，增设预应力拉杆可以提高被加固结构的超静定次数，并不会影响原结构，在一定程度上可增强结构的安全性和可靠性。

（三）减少变形程度，消除内力峰值

施加预应力可以让钢结构更加稳定，减小钢结构变形的程度，将应力稳定在一个范围内，使应力适应钢结构的变化，不会出现应力超前或者滞后的现象，消除钢结构内力峰值，使钢结构的内力趋于平缓，充分利用钢材的高强特性，充分利用钢材，避免结构截面赘余和增加结构重量。

三、预应力加固钢结构技术的设计

（一）设计与计算原则

预应力加固钢结构的设计方法在我国还没有统一的标准，在进行预应力加固钢结构计算的时候，一般是参照钢结构设计规范来对预应力加固钢结构进行计算，目前广泛使用的设计方法出自我国的《钢结构设计规范》，虽然计算结果未必准确，但在我国缺乏统一的计算标准的情况下，这个方法能被大肆使用也情有可原。在《钢结构设计规范》中，把预应力加固钢结构视为正常使用极限状态进行设计和计算。计算结果得出后，对加固后的钢结构进行安全等级划分，具体依据有结构的等级、结构破坏所带来的后果的严重程度、加固后结构发生性能变化的多少和结构的使用时间。

（二）结构设计计算

预应力加固钢结构设计计算内容包括设计计算内容和对构件分类应进行的计算两个方面，从表面看起来的确不多，如果把两项内容分开计算，具体到某个细节就需要格外注意。第一个方面，设计计算内容包括内力计算、有效预应力的确定和构件计算，内力计算是对结构进行加固前和加固后的内力计算，在确定有效预应力的时候，要结合承载力差值和预应力筋的内力增量，制定较低的张拉控制应力，张拉控制应力与预应力损失之差即为有效预应力，构件计算的内容有、强度计算、稳定计算、刚度计算和疲劳计算，强度计算和稳定计算要满足构件的要求，刚度计算主要是针对受弯构件而进行的扰度计算，疲劳计算只有在构件的荷载应力循环次数大于等于五的时候才进行计算。第二个方面，把构件进行分类然后再进行计算，主要需要计算的构件有轴心受拉构件、轴心受压构件、受弯构件和压弯构件，在计算的时候需要结合每个构件需要计算的内容，因为不同的构件要求计算的内容是不一样的，要求数据必须做到准确无误，合理处理细节问题。

结束语

综合目前为止的工程事故发生原因来看，因钢结构破坏导致的工程事故并不少见，钢结构在各种外力因素下发生质的变化，导致结构性能降低，无法很好地服务于相关行业的施工工作。提高钢结构加固技术是相关领域正在研究的一个话题，预应力加固技术不仅可以降低钢结构的更换频率，延长钢结构的使用寿命，还可以节省后期维修成本，充分利用资源，促进社会可持续发展，我国在相关领域可以大肆推广使用，同时也应积极引进国外的先进加固技术，促进国内钢结构加固技术的更新进步，推动相关领域加固技术水平的提升。

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1007-6344（2015）07-0045-01

姓名：麻子飞 出生日期：1985.01.18民族：回族，内蒙古建筑职业技术学院，助教、工程师