钢结构加固技术规范CECS77∶96.doc

钢结构加固技术规范CECS77∶96
主编单位:清华大学土木工程系
审查单位:建筑物鉴定与加固委员会
批准单位:中国工程建设标准化协会
批准日期:1996年5月30日
前言
现批准《钢结构加固技术规范》CECS77∶96为中国工程建设标准化协会标准,推荐给各有关单位使用。在使用过程中,请将意见及有关资料寄交四川省成都市一环路北三段55号,四川省建筑科学研究院中国工程建设标准化协会建筑物鉴定与加固委员会(邮编:610081),以便修订时参考。
中国工程建设标准化协会
1996年5月30日
1 总则
1.0.1 为使钢结构的加固做到技术可靠、经济适用、施工简便和确保质量,特制定本规范。
1.0.2 本规范适用于工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构因设计、施工、使用管理不当,材料质量不符合要求,使用功能改变,遭受灾害损坏以及耐久性不足等原因而需要对钢结构进行加固的设计、施工和验收。对有特殊要求和特殊情况下的钢结构加固,尚应符合相应的专门技术标准的规定。
1.0.3 钢结构加固前,应按照《工业厂房可靠性鉴定标准》和《民用建筑可靠性鉴定标准》等进行可靠性鉴定。
1.0.4 钢结构的加固设计、施工及验收,除本规范规定外,尚应符合《钢结构设计规范》、《钢结构工程施工及验收规范》的规定。
2 术语、符号与代号
2.1 术语
2.1.1 钢结构的加固对已有钢结构进行加强以提高其承载力、耐久性和满足使用要求。
2.1.2 待加固的钢结构经可靠性鉴定需要进行但尚未实施加固的钢结构。
2.1.3 加固前的结构、构件或原结构、构件实施加固前的现有结构、构件。
2.1.4 加固后的结构、构件实施加固竣工后的结构、构件。
2.1.5 结构的名义应力按规范规定或由材料力学一般方法算得的结构应力。
2.1.6 有效净截面、净截面扣除孔洞、锈蚀和损伤削弱失效后的截面。
2.1.7 摩擦型高强度螺栓连接仅考虑由板件间摩擦力传递板件间作用力的高强度螺栓连接。
2.1.8 扩展性裂纹长度或深度有可能不断增加的裂纹。
2.1.9 脆断倾向性裂纹有使钢结构可能发生突然脆性断裂的裂纹。
2.2 符号与代号
2.2.1 作用和作用效应符号
F——集中荷载;
M——弯矩;
M0——构件加固前的弯矩;
N——轴心力;
N0——构件加固前的轴心力;
P——高强度螺栓的预拉力;
V——剪力;
V0——构件加固前的剪力。
2.2.2 计算指标
E——钢材的弹性模量;
G——钢材的剪切模量;
NE——欧拉临界力;
f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值;
fy——钢材屈服强度(或屈服点)标准值;
fv——钢材抗剪强度设计值;
f0——原结构钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值;
fs——加固用钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值;
f*——加固后结构构件钢材抗拉、抗压和抗弯换算强度设计值;
——角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值;
σ——正应力;
σc——局部压应力;
σo——构件加固时的正应力;
σf——垂直于角焊缝长度方向,按角焊缝有效截面计算的焊缝正应力;
τ——剪应力;
τf——沿角焊缝长度方向,按角焊缝有效截面计算的焊缝剪应力。
2.2.3 几何参数
A——毛截面面积或全部截面面积;
An——有效净截面面积,净截面面积;
Ao——原构件的毛截面面积;
Aon——原构件的净截面面积;
As——构件加固部分的截面面积;
At——构件加固后的总截面面积,即Ao与As之和;I——毛截面惯性矩;
Io——原构件毛截面惯性矩;
Is——构件加固部分的截面惯性矩;
W——毛截面抵抗矩;
Wn——有效净截面抵抗矩;
Won——原构件净截面积抵抗矩;
L——长度;
Loo——构件的计算长度;
Lw——焊缝长度;
Lws——加固焊缝实际施焊段的长度;
Ls——加固焊缝延续的总长度;
a——间距;
d——直径;
eo——等效偏心距;
he——角焊缝有效厚度;
hf——角焊缝焊脚尺寸;
t——板件厚度;
λ——长细比;
λo——换算长细比;
ω、ωo——挠度、初始挠度;
ωw——焊接残余挠度;
ωT——总挠度;
△ω——挠度增量。
2.2.4 计算系数及其它
αN——压弯构件的弯矩增大系数;
βmx、βty——压弯构件稳定计算的等效弯矩系数;
r——截面塑性发展系数;
δ——焊缝连续性系数;
ξ——焊接残余挠度影响系数;
ηN——轴心受力加固构件的强度降低系数;
ηM——受弯加固构件的强度降低系数;
ηEM——压(拉)弯加固构件的强度降低系数;
φ——轴心受压构件的稳定系数;
φb——梁或受弯构件的整体稳定系数;
Ψ——系数。
3 加固基本原则及一般方法
3.1 一般规定
3.1.1 钢结构经可靠性鉴定需要加固时,应根据可靠性鉴定结论和委托方提出的要求,由专业技术人员按本标准进行加固设计。加固设计的内容和范围,可以是结构整体,亦可以是指定的区段、特定的构件或部位。
3.1.2 加固后的钢结构的安全等级应根据结构破坏后果的严重程度、结构的重要性和下一个使用期的具体要求,由委托方和设计者按实际情况商定。
3.1.3 钢结构加固设计应与实际施工方法紧密结合,并应采取有效措施,保证新增截面、构件和部件与原结构连接可靠,形成整体共同工作。应避免对未加固的部分或构件造成不利的影响。
3.1.4 在钢结构加固前应对其作用荷载进行实地调查,其荷载取值应符合下规定:
3.1.4.1 对符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》的荷载应按此规范的规定取值;
3.1.4.2 对不符合《建筑结构荷载规范》规定或未作规定的永久荷载,可根据实际情况进行抽样实测确定。抽样数应根据实际情况确定,但不得少于五年,且应以其平均值乘以1.2系数作为该永久荷载的标准值;对未作规定的工艺、吊车等使用荷载,应根据使用单位提供的资料和实际情况取值。
3.1.5 加固钢结构可按下列原则进行承载能力及正常使用极限状态验算;
3.1.5.1 结构的计算简图应根据结构作用的荷载和实际状况确定;3.1.5.2 结构的计算截面,应采用实际有效截面积,并考虑结构在加固时的实际受力状况,即原结构的应力超前和加固部分的应变滞后特点,以及加固部分与原结构共同工作的程度;
3.1.5.3 加固后如改变传力路线或使结构重量增大,应对相关结构构件及建筑物地基基础进行必要的验算。
3.1.6 对于高温、腐蚀、冷脆、振动、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏,应提出其相应的处理对策后再进行加固。
3.1.7 钢结构的加固设计应综合考虑其经济效益。应不损伤原结构,避免不必要的拆除或更换。
3.1.8 钢结构在加固施工过程中,若发现原结构或相关工程隐蔽部位有未预计的损伤或严重缺陷时,应立即停止