鋼結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)措施主要有三種: (1)截面補強法:在局部或沿構(gòu)件全長以鋼材補強,連成整體使之共同受力; (2)改變計算簡圖:增設附加支承,調(diào)整荷載分布情況,降低內(nèi)力水平,對超靜定結(jié)構(gòu)支座進行強迫位移,降低應力峰值; (3)預應力拉索法:利用高強拉索加固結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)或提高結(jié)構(gòu)整體承載力、剛度和穩(wěn)度。
工字鋼是一種“工”字形截面型鋼,上下翼緣內(nèi)表面有傾斜度,一般為1:6,使得翼緣外薄而內(nèi)厚,因此造成工字鋼在兩個主平面的截面特性相差巨大,在應用中難以發(fā)揮剛才的強度特性。雖然工字鋼市場上上也出現(xiàn)了加厚工字鋼,但工字鋼的結(jié)構(gòu)已經(jīng)決定了其抗扭性能短板。 H型鋼是當今鋼結(jié)構(gòu)建筑中應用廣泛的型材,它與工字鋼相比有很多區(qū)別。首先是翼緣,其次翼緣內(nèi)表面沒有傾斜度,上下表面平行。H型鋼的截面特性要明顯優(yōu)于 傳統(tǒng)的工字鋼、槽鋼和角鋼。 H型鋼,是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經(jīng)濟斷面型材,因其斷面與英文字母“H”相同而得名。H型鋼的兩條 外邊內(nèi)側(cè)沒有斜度,是平直的。這使得H型鋼的焊接拼接比工字鋼操作簡單,單位重量的力學性能更好,可以節(jié)省大量的材料和施工時間。 工字鋼截面受直壓力好,耐拉,但是截面尺寸因翼板太窄,不能抗扭。H鋼則反之,兩者各有優(yōu)劣。
H型鋼可用焊接或軋制兩種方法生產(chǎn)。焊接H型鋼是將厚度合適的帶鋼裁成合適的寬度,在連續(xù)式焊接機組上將翼緣和腹板焊接在一起。焊接H型鋼有金屬消耗大、不易保證產(chǎn)品性能均勻、尺寸規(guī)格受限制等缺點。因此,H型鋼以軋制方法生產(chǎn)為主。在現(xiàn)代化的軋鋼生產(chǎn)中,使用軋機軋制H型鋼。H型鋼的腹板在上下水平輥之間進行軋制,翼緣則在水平輥側(cè)面和立輥之間同時軋制成形。由于僅用軋機尚不能對翼緣邊端施以壓下,這樣就需要在機架后設置軋邊端機,俗稱軋邊機,以便對翼緣邊端給予壓下并控制翼緣寬度。在實際軋制操作中,把這兩座機架作為一組,使軋件往復通過若干次(圖2a),或者是令軋件通過由幾架機座和一兩架軋邊端機座組成的連軋機組,每道次施加一定的壓下量,將坯料軋成所需規(guī)格形狀和尺寸的產(chǎn)品。在軋件的翼緣部位,由于水平輥側(cè)面與軋件之間有滑動,軋輥的磨損比較大。為了保證重車后的軋輥能恢復原來的形狀,應使粗軋機組上下水平輥的側(cè)面以及與其相對應的立輥表面呈3°~8°的傾角。為修正成品翼緣的傾角,設置成品軋機,又叫精軋機,其水平輥側(cè)面與水平輥軸線垂直或有較小的傾斜角,一般不大于20′,立輥呈圓柱狀(圖2d)。
用軋機軋制H型鋼,軋件斷面可得到較均勻的延伸,翼緣內(nèi)外側(cè)軋輥表面的速度差較小,可減輕產(chǎn)品的內(nèi)應力及外形上的缺陷。適當改變軋機的水平輥和立輥的壓下量,便能獲得不同規(guī)格的H型鋼。軋機的軋輥外形,形狀簡單,壽命長,軋輥的消耗可大為減少。軋機軋制H型鋼的優(yōu)點是: 同一尺寸系列只有腹板和翼緣的厚度尺寸是變化的,其余部位尺寸都是固定不變的。因此,同一孔型軋制的同一系列H型鋼具有多種腹板和翼緣厚度尺寸規(guī)格,使H型鋼規(guī)格數(shù)量大為增加,為使用者選擇合適的尺寸規(guī)格帶來極大的方便。
在無軋機的情況下,有時為了滿足生產(chǎn)建設的急需,也可將普通二輥式軋機加裝立輥框架,組成孔型軋制H型鋼。用這種方式軋制H型鋼,產(chǎn)品尺寸精度低,翼緣同腹板之間難成直角,成本高,規(guī)格少,軋制柱材用H型鋼極為困難,故使用者不多。