一、雙層壓瓦機預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展過程中的關(guān)鍵問題
盡管雙層壓瓦機預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)在工程實踐中得到了廣泛應(yīng)用，但目前為止僅有少數(shù)研究者對其在火災(zāi)中力學(xué)行為進行了初步的理論分析，未見有大型的足尺試驗研究結(jié)果。我們認為預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的抗火研究應(yīng)急需著重解決以下幾個方面的問題。
1、高強低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線高溫下和高溫后力學(xué)性能研究
近年來，研究者對預(yù)應(yīng)力高強鋼絲在高溫下的力學(xué)性能進行了研究，如南京理工大學(xué)的范進對36根預(yù)應(yīng)力鋼絞線試件在不同溫度下的力學(xué)性能進行了試驗，得到了鋼絞線極限強度、屈服強度、彈性模量隨溫度的變化規(guī)律，給出了其力學(xué)模型。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的胡瓊、張昊宇對預(yù)應(yīng)力鋼絲進行了抗火試驗，總結(jié)了預(yù)應(yīng)力鋼絲的各項高溫力學(xué)性能指標(biāo)的退化規(guī)律，并提出了適合于火災(zāi)條件下的預(yù)應(yīng)力鋼絲本構(gòu)關(guān)系模型。
盡管國內(nèi)外學(xué)者對預(yù)應(yīng)力鋼絲高溫力學(xué)性能己進行了一些研究工作，但研究對象是用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的普通松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲，不是預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)工程中占主導(dǎo)地位的高強低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，故還不能滿足預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的抗火分析要求。因此，開展高溫下和高溫后高強低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線的力學(xué)性能研究，總結(jié)其各項高溫力學(xué)性能指標(biāo)，并建立適用于火災(zāi)條件下的預(yù)應(yīng)力鋼絞線本構(gòu)關(guān)系模型，是預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的抗火分析的前提和基礎(chǔ)。
2、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)抗火性能試驗研究
火災(zāi)試驗研究是獲得結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中真實力學(xué)行為的唯一途徑，目前對彩鋼壓瓦機預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗火性能的研究主要是數(shù)值模型分析，缺少試驗數(shù)據(jù)的支持，因此有必要對預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)進行火災(zāi)試驗研究，以獲得預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在火災(zāi)中的真實力學(xué)行為如變形、應(yīng)力松弛、整體屈曲及局部屈曲等，其試驗結(jié)果對預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、火災(zāi)后預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力以及對現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)工程的加固具有指導(dǎo)的意義。
3、根據(jù)研究結(jié)果，提出預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計的實用公式和提高其抗火性能的工程措施
由于實用公式是預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計的理論依據(jù)，所以對試驗研究的結(jié)果和理論分析的結(jié)果進行對比分析，總結(jié)實用公式和影響其抗火性能的因素，對未來預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計和在工程實踐中提高其抗火性能有重大的意義。
預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)會越來越廣泛地應(yīng)用于大跨空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，有必要對各種形式的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的抗火性能、影響其抗火性能的因素以及火災(zāi)后剩余承載能力進行研究分析，這對預(yù)應(yīng)力雙層壓瓦機鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計，選擇合理的施工方案，確保火災(zāi)時的結(jié)構(gòu)安全，減少人民的生命財產(chǎn)損失具有重大的意義，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的抗火研究任重而道遠。
二、雙層壓瓦機鋼材料的加固措施
雙層壓瓦機鋼結(jié)構(gòu)有那么多的優(yōu)勢，但也存在著不少的缺陷，所以當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)完成之后要對其進行加固，以保證彩鋼雙層壓瓦機鋼結(jié)構(gòu)的可靠性和耐久性鋼結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)措施主要有三種：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；改變計算簡圖，增設(shè)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(yīng)力峰值；卸荷方法，增設(shè)臨時支柱或組成撐桿式結(jié)構(gòu)張緊其拉桿對屋架進行改變應(yīng)力卸荷。
另外，對雙層彩鋼壓瓦機鋼結(jié)構(gòu)進行加固之前，需要充分了解掌握該鋼結(jié)構(gòu)的具體信息和數(shù)據(jù)。需要該結(jié)構(gòu)原有的竣工圖、原有鋼材的材質(zhì)報告以及現(xiàn)場質(zhì)量檢驗的報告、原有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作和安裝驗收記錄、鋼結(jié)構(gòu)原有的設(shè)計計算書、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件破損情況的檢查報告、當(dāng)前實際荷載和加固后的荷載數(shù)據(jù)。
當(dāng)掌握這些具體的數(shù)據(jù)之后，就要對這些數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)實際損壞情況，選擇一項或幾項加固法對鋼結(jié)構(gòu)進行加固。
1、截面補強法
加固通常是在部分卸荷或全部卸荷狀況下進行，加固前后結(jié)構(gòu)幾何特性和受力狀況會有很大不同，因而需要根據(jù)結(jié)構(gòu)加固期間及前后，分階段考慮結(jié)構(gòu)的截面幾何特性、損傷狀況、支承條件和作用其上的荷載及其不利組合，確定計算簡圖，進行受力分析，找出結(jié)構(gòu)的可能最不利受力，以確保安全可靠。
2、改變計算簡圖
采用改變荷載分布狀況、傳力路徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固的方法。應(yīng)對被直接加固結(jié)構(gòu)進行承載能力和正常使用極限狀態(tài)的計算外，尚應(yīng)對相關(guān)結(jié)構(gòu)進行必要的驗算，并采取切實可行的合理的構(gòu)造措施，保證其安全。改變結(jié)構(gòu)計算簡圖加固的途徑：增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度；改變受彎構(gòu)件截面內(nèi)力；改變析架桿件內(nèi)力；與其他結(jié)構(gòu)共同工作形成混合結(jié)構(gòu)，以改善受力情況。
3、結(jié)構(gòu)的卸荷方法
通過增設(shè)臨時支柱或組成撐桿式結(jié)構(gòu)張緊其拉桿對屋架進行改變應(yīng)力卸荷。由于屋架從兩個支點變?yōu)槎嘀c，所以需進行驗算，特別應(yīng)注意應(yīng)力符號改變的桿件。臨時支承節(jié)點處的局部受力情況也應(yīng)進行核算，采取臨時措施防止支承點在平面外失穩(wěn)。當(dāng)下段柱需要加固甚至截斷拆換時，一般采用“托梁換柱”的方法，此時應(yīng)對兩側(cè)相鄰柱進行承載力驗算?？衫玫踯嚵鹤鳛橹c使托架卸荷。
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