不动火无焊接加固新技术在钢结构加固中的应用与研究

近几十年来，随着钢结构的广泛应用，越来越多的钢结构工厂、钢平台或大型钢结构公共建筑因各种原因开始出现各种缺陷和损伤，钢结构工程的缺陷和破坏将导致结构宏观力学性能的恶化，使结构的强度、刚度或稳定性不能满足要求，严重导致工程事故的发生。

钢结构损伤具有局部和多重的特点，这些结构在发生损伤时不能立即退役，更换受损构件会造成很大的浪费，影响结构的正常使用，大量的钢结构工程具有技术改造和加固的要求，寻求经济高效的钢结构加固技术不仅是建筑工程领域急需解决的技术问题，也是关系到社会可持续发展的一个问题。在传统的加固方法中，人们往往选择焊接加固，实践证明这种加固方法存在很大的不足。

焊接施工中会产生焊接应力

在局部生产高温钢时，焊接区的钢会因热而膨胀，周围的母材仍处于冷态或高温状态，从而抑制焊接区的扩展。焊接能量越大，温度越高，温度应力越大。

在冷却过程中，这部分材料的塑性变形受到周围贱金属的限制，不能自由收缩，形成不同程度的应力。焊接应力对焊接件的强度、稳定性、刚度、尺寸等都有一定的影响。对于钢结构厂房的加固，这是一项复杂的工作，需要考虑的因素很多。由于大量货物的储存，许多钢结构厂房除了不停产或尽量减少生产外，还需要采用固定的明火和无焊接钢筋。当焊接补强不能满足当前配筋的需要时，我们倾向于考虑粘结补强，如粘结碳纤维补强等，近年来得到了广泛的应用。

粘结碳纤维增强

粘结碳纤维加固钢结构技术，充分利用碳纤维的高强特性，在构件表面粘贴碳纤维，认为需要加固，不仅可以提高钢筋的强度，而且可以防止腐蚀，在钢筋中起到一定的保护作用。碳纤维用于在不增加结构自重的情况下加固网架，对结构的外观影响不大。然而，碳纤维的高强度特性只能在钢的结构完全变形甚至拉伸屈服后才能反映出来，而对受压钢筋稳定性的加固效果一般是非常有限的。

因此，为了解决单粘结碳纤维加固中的应力滞后问题，预应力碳纤维板加固技术应运而生。

预应力碳纤维板加固

预应力碳纤维板加固系统通过在碳纤维板上施加预应力，大大提高了碳纤维板的强度利用率，提高了结构的强度和刚度，同时减小了结构的挠度和变形，减少了裂缝的产生和闭合。预应力碳纤维板加固技术在避免传统加固方法缺陷的基础上，能有效地提高原结构的刚度和承载力，特别是能显著提高疲劳损伤钢结构的疲劳寿命，延缓疲劳裂纹的扩展。预应力碳纤维板加固钢梁方便，能有效提高钢梁的抗弯承载力，大大降低钢梁的挠度，但对碳纤维板两端的锚固要求较高。如何解决预应力碳纤维板加固系统中的这一问题？

1、锚、炭板组合使用

把一般厂家的碳板和锚放在出厂前固定的模式，更有利于客户根据现场施工条件进行有利的调整，提高施工效率。同时，产品是独立呈现在您面前，好的产品质量能亲眼看到。

2、有效地减少对原有结构的破坏

在预应力碳纤维板加固体系施工过程中，原构件混凝土或多或少会受到破坏和破坏。以市场上的产品为例，有的甚至安装了一套预应力碳板，凿出10×20m的混凝土！想象一下，当最初的构件被设计时，每立方毫米的混凝土都会受到力的影响。如果凿出过多的混凝土，钢筋的效果会受到很大的破坏，甚至加固后的效果也不如加固前的效果好。预应力碳纤维板加固体系能有效地减少混凝土凿量，尽可能保证原构件的完整性，从而达到实际配筋的目的。

3、椭圆形锚栓孔位

锚杆在锚杆上的孔位呈椭圆形，可降低因锚杆种植不规则而造成的施工效率，使生产设计更加人性化，更接近加固要求。

4、强大的张拉力

预应力碳纤维板的加固技术在强拉中具有重要的应用价值。悍马预应力炭板加固技术，整个锚固系统采用广泛的拉应力，是我国首个成功的应力张拉40T，碳板的极限抗拉强度高达3000 MPa，锚抗拉应力可达96T。

采用预应力碳板加固技术加固钢结构，不开火，不焊接，不仅不影响钢结构的正常生产，而且不产生焊接应力，从而避免了不良影响，是一种理想的新型钢结构加固方法。