一种用于建筑物钢桁架的应力卸除加固方法技术

本发明专利技术公开了一种用于建筑物钢桁架的应力卸除加固方法，其特征在于：依次有以下步骤：1)检测建筑物钢桁架实际受力状态；2)建立钢桁架计算模型，计算建筑物钢桁架理论受力状态；3)分析建筑物钢桁架实际受力状态与理论受力状态误差；4)以实测的实际受力状态为基准修正钢桁架计算模型；5)采用修正后的钢桁架计算模型进行仿真实验；6)进行可实施的最优钢桁架应力卸除加固方案设计；7)编制钢桁架应力卸除加固施工图；8)进行钢桁架应力卸除加固施工；9)监测钢桁架应力卸除施工过程。本发明专利技术方法的与现有技术相比的有益效果是：无需大型施工机械设备，无需卸载，保留原有结构，施工量小，材料用量少，施工简便，费用低廉，加固效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应力卸除加固，特别是涉及。
技术介绍
包括钢屋架、钢托架和行车梁在内的钢桁架，在荷载、变形、位移和环境等因素的作用下，极易产生杆件翘曲、偏斜、变形和扭曲，致使其承载能力下降，稳定性变差，甚至失稳倒塌。现有常用的钢桁架加固纠偏方法主要有两种，一种是在负荷状态下加固，不需要卸除作用在钢桁架上的负荷，加固难度较小，施工最简便，工作量最小，但是，要求原结构的承载力应有不少于20%的富余，且构件未有严重的损伤或严重的变形，否则难以达到加固效 果。另一种是在卸载全部负荷状态下加固或在卸载部分负荷状态下加固，卸载全部负荷状态下加固，适用于结构损坏或变形严重或原结构构件的承载能力过小，不宜就地补强的钢桁架；卸载部分负荷状态下加固，适用于结构损伤或变形较严重的钢桁架、构件的应力很高的钢桁架、补强施工必须临时削弱承受很大应力的构件及连接的钢桁架，其缺陷是加固工程量较大，费用较高，工期较长，而且卸载全部或部分负荷直接影响生产的正常进行，有时停产损失比加固费用还大，特别是当钢桁架杆件变形较大，存在平面外变形时，纠偏效果不理相
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供。本专利技术的技术问题通过以下技术方案予以解决。这种用于建筑物钢桁架的应力卸除加固方法的特点是依次有以下步骤I)检测建筑物钢桁架实际受力状态在负荷状态下采用开槽法逐个检测被加固建筑物钢桁架的各个杆件的应力测点在加固前的实际受力状态，所述实际受力状态包括实际应力值和应力方向，为分析判断隐患产生的原因以及建立钢桁架计算模型提供依据，避免设计钢桁架应力卸除加固方案的盲目性；2)建立钢桁架计算模型，计算建筑物钢桁架理论受力状态采用SUPERSAP结构分析软件三维有限元分析方法，建立钢桁架计算模型，模拟钢桁架在实际荷载条件下的受力状态，计算钢桁架的各个杆件和包括应力测点的节点的理论应力值、应力方向和位移变形值；3)分析建筑物钢桁架实际受力状态与理论受力状态误差分析步骤I)的检测结果是否存在误差？如果检测结果存在误差，重复步骤I);在消除步骤I)的检测结果存在误差的前提下，对比步骤I)的检测结果和步骤2)的计算结果，计算二者的误差，分析产生误差的原因，包括所述钢桁架计算模型是否正确？4)以实测的实际受力状态为基准修正钢桁架计算模型考虑钢桁架空间作用的影响、支座位移和变形的影响、温度应力的影响、杆件变形的影响、杆件刚度的影响，修正钢桁架计算模型的相应参量，直至步骤2)的计算结果与步骤I)的检测结果相等，使钢桁架计算模型符合钢桁架的实际工作状况；5)采用修正后的钢桁架计算模型进行仿真实验模拟卸除一根或多根钢桁架杆件的内力，使其钢桁架各杆件和节点的应力应变重新分布，采用修正后的钢桁架计算模型进行仿真实验，确定入选的最优的应力卸除加固方案，以纠正杆件偏斜、消除杆件变形、减小薄弱杆件内力、提高钢桁架承载能力；6)进行可实施的最优钢桁架应力卸除加固方案设计 所述最优的应力卸除加固方案设计，包括杆件应力卸除方法和顺序、临时支撑安置方法、应力应变监控点选取、施工过程监控、加固补强措施、增设杆件安置、施工安全系数、施工难易程度、工程量、结构稳定性评定，以及加固效果评定；7)编制钢桁架应力卸除加固施工图参照国家标准或规范编制钢祐1架应力卸除法加固施工图；8)进行钢桁架应力卸除加固施工依据编制的钢桁架应力卸除加固施工图，搭设工作平台，在钢桁架两端增设稳定的临时支撑，预留足够的安全系数，确保应力卸除过程的绝对安全，再去除需要应力卸除的杆件，在杆件应力重新分布完成，并达到设计要求后，立即增补加固杆件，再拆除临时支撑，防止结构失稳；9)监测钢桁架应力卸除施工过程依据编制的钢桁架应力卸除加固施工图以及步骤5)的实验结果，制定钢桁架应力卸除施工过程监测方案，采用工作正常、读数稳定可靠的应力应变测试系统对钢桁架应力卸除施工的整个过程进行监控，以保证应力卸除、杆件加固达到设计的要求。本专利技术的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。所述步骤I)的开槽法是在杆件应变测点粘贴电阻应变片，采用机械方法在电阻应变片两端开槽，槽的深度为槽间距的O. 3 O. 4倍，使杆件应变测点处局部应力获得完全释放，即解除杆件应变测点周围的约束，使电阻应变片产生弹性恢复变形，测量开槽前后应变释放值，由下式计算出杆件应变测点的实际应力值σ =-Ε· ε ;式中σ :杆件应变测点的实际应力值；ε :开槽前后应变释放值；Ε :弹性模量。所述步骤2)的钢桁架计算模型是考虑结构的空间作用的计算模型，其参量包括模拟钢桁架计算简图、作用在钢桁架上的荷载条件、节点变形条件和约束条件、支座变形条件和约束条件。所述步骤2)的SUPERSAP结构分析软件是包括网格划分、自动建模、图形显示及后处理的三维有限元分析系统，用于结构的静力分析、动力分析、非线性分析及热传导分析。所述步骤5)的仿真实验，是在室内计算机上模拟钢桁架的应力卸除加固的全过程，替代现场或实验室进行多个钢桁架应力卸除加固方案的与实际尺寸相等的足尺寸仿真实验。所述足尺寸仿真实验根据工程的具体情况制定，所述具体情况包括钢桁架的结构形式、跨度、变形损伤严重程度、现场施工条件、载荷大小，所述足尺寸仿真实验包括卸除钢桁架不同的杆件、观察杆件应力卸除后的钢桁架应力应变重新分布情况，以及比较不同的应力卸除加固方案对钢桁架承载能力的改善程度。所述步骤5)的最优的应力卸除加固方案，不仅是承载能力差的薄弱杆件应力应变减少最多、承载能力提高最大、且其余的所有杆件的承载力都满足现行国家规范要求的应力卸除加固方案，而且是满足现场施工条件要求、应力卸除加固方案切实可行、施工难度相对较小、工程量相对较小、加固效果好、安全性高、能保证现场施工人员和设备的安全，以及费用相对较少的应力卸除加固方案。所述步骤7)的国家标准或规范，包括中国工程建设标准化协会《钢结构加固技术规范》、《钢桁架检验及验收标准》、《钢结构设计规范》，以及《钢结构工程施工规范》。所述步骤7)的钢桁架应力卸除法加固施工图，包括钢桁架杆件卸除施工图、钢桁架各个杆件应力卸除前后的应力应变重新分布图、钢桁架应力卸除施工过程监测图、钢桁架临时支撑施工图，以及钢桁架补强加固施工图。 所述步骤9)的钢桁架应力卸除施工过程监测方案，包括钢桁架各个杆件应力卸除前的应力应变测试、钢桁架各个杆件应力卸除过程中的应力应变监测，以及钢桁架应力卸除加固效果评价。所述钢桁架各个杆件应力卸除前的应力应变测试，是在负荷状态下采用开槽法逐个检测被加固建筑物钢桁架的各个杆件的应力测点在加固前的实际应力值和应力方向。所述钢桁架各个杆件应力卸除过程中的应力应变监测，是依据钢桁架计算机模拟模型仿真实验结果，绘制钢桁架各个杆件应力卸除前后的应力应变理论计算值的重新分布图。所述钢桁架应力卸除加固效果评价，包括对比钢桁架应力卸除前后的应力应变的理论计算值重新分布图与钢桁架应力卸除前后的应力应变实测值的重新分布图，以二者是否相符作为评价钢桁架应力卸除加固达到设计要求的依据。所述步骤9)对钢桁架应力卸除施工的整个过程进行监控，是在钢桁架各个杆件上布置应力应变监测点，对施工过程进行全过程监控，记录杆件应力卸除过程中应力应变的变化值，填写应力应变监测记录表格，绘制钢桁架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于建筑物钢桁架的应力卸除加固方法，其特征在于：依次有以下步骤：1)检测建筑物钢桁架实际受力状态在负荷状态下，采用开槽法逐个检测被加固建筑物钢桁架的各个杆件的应力测点在加固前的实际受力状态，所述实际受力状态包括实际应力值和应力方向；2)建立钢桁架计算模型，计算建筑物钢桁架理论受力状态采用SUPERSAP结构分析软件三维有限元分析方法，建立钢桁架计算模型，模拟钢桁架在实际荷载条件下的受力状态，计算钢桁架的各个杆件和节点的理论受力状态，所述理论受力状态包括理论应力值、应力方向和位移变形值；3)分析建筑物钢桁架实际受力状态与理论受力状态误差分析步骤1)的检测结果是否存在误差？如果检测结果存在误差，重复步骤1)；在消除步骤1)的检测结果存在误差的前提下，对比步骤1)的检测结果和步骤2)的计算结果，计算二者的误差，分析产生误差的原因，包括所述钢桁架计算模型是否正确？4)以实测的实际受力状态为基准修正钢桁架计算模型考虑钢桁架空间作用的影响、支座位移和变形的影响、温度应力的影响、杆件变形的影响、杆件刚度的影响，修正钢桁架计算模型的相应参量，直至步骤2)的计算结果与步骤1)的检测结果相等，使钢桁架计算模型符合钢桁架的实际工作状况；5)采用修正后的钢桁架计算模型进行仿真实验模拟卸除一根或多根钢桁架杆件的内力，使其钢桁架各杆件和节点的应力应变重新分布，采用修正后的钢桁架计算模型进行仿真实验，确定入选的最优的钢桁架应力卸除加固方案；6)进行可实施的最优钢桁架应力卸除加固方案设计所述最优的钢桁架应力卸除加固方案，包括应力卸除方法和顺序、临时支撑安置方法、应力应变监控点选取、施工过程监控、加固补强措施、 增设杆件安置、施工安全系数、施工难易程度、工程量、结构稳定性评定，以及加固效果评定；7)编制钢桁架应力卸除加固施工图参照国家标准或规范编制钢桁架应力卸除法加固施工图；8)进行钢桁架应力卸除加固施工依据编制的钢桁架应力卸除加固施工图，搭设工作平台，在钢桁架两端增设稳定的临时支撑，预留足够的安全系数，再去除需要应力卸除的杆件，在杆件应力重新分布完成，并达到设计要求后，立即增补加固杆件，再拆除临时支撑；9)监测钢桁架应力卸除施工过程依据编制的钢桁架应力卸除加固施工图以及步骤5)的实验结果，制定钢桁架应力卸除施工过程监测方案，采用工作正常、读数稳定可靠的应力应变测试系统对钢桁架应力卸除施工的整个过程进行监控。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张书良，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：