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连接及节点加固方法详解

连接及节点的加固加固中的连接问题一般有两种情况：原有连接因承载力不足而进行的加固（即连接的加固，包括节点的加固）、加固件与原有构件的连接。连接的加固和加固件的连接方法应根据加固的原因、目的、受力状态、构造和施工条件，并考虑原有结构的连接方法而确定。可采用铆接、焊接、高强度螺栓连接和焊接与高强度螺栓混合连接的方法，铆接连接的刚度最小（普通螺栓连接除外），焊接连接刚度大整体性好，高强螺栓连接介于两者之间。加固连接方式选用必须满足既不破坏原结构功能，又能参与工作的要求。目前铆接由于施工繁杂已渐淘汰，焊接因不需要钻孔等工序往往被优先考虑选用，但焊接对钢材材性要求最高，在原结构资料不全、材性不明情况下，用焊接加固必须取材样复验，以保证可焊性。1、加固原则(1)钢结构加固连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状态、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。(2)在同一受力部位连接的加固中，不宜采用刚度相差较大的，如焊缝与铆钉或普通螺栓共同受力的混合连接方法，但仅考虑其中刚度较大的连接（如焊缝）承受全部作用力时除外。如有根据，可采用焊缝和摩擦型高强螺栓共同受力的混合连接。(3)加固连接所用材料应与结构钢材和原有连接材料的性质匹配，其技术指标和强度设计值应符合《钢结构设计规范》的规定。2、焊缝缺陷的修复对于连接焊缝的缺陷应根据情况选用不同的修补措施。对于焊缝成形不良，可以采用下列修补措施：用车削、打磨、铲或碳弧气刨等方法清除多余的焊缝金属或部分母材，清除后所存留的焊缝金属或母材不应有割痕或咬边。清除焊缝不合格部分时，不得过分损伤母材；修补焊接前，应先将待焊接区域清理干；修补焊接时所用的焊条直径要略小，一般不宜大于4mm;选择合适的焊接规范。当焊缝中或焊缝的热影响区有裂纹时，必须及时修补。承受静态荷载的实腹梁，若实腹梁与翼缘的连接焊缝有裂纹时，可沿焊接裂纹界限各向焊缝两端延长50mm.将焊缝金属或部分母材用碳弧气刨等刨去，然后选择正确的焊接规范、焊接材料，并采取预热、控制层间温度和后热等工艺措施进行补焊。另外，也可采用补焊短斜板的方法进行加固。斜板的长度应超出裂纹范围以外，超出的距离应不小于斜板的宽度。此时焊缝的裂纹可不清除，但应在裂纹两端钻止裂孔，以防裂纹进一步扩展。3、焊缝连接的加固采用焊缝进行加固一般适用于下列情况：一是原结构使用焊缝连接，或原结构虽不是焊缝连接，但加固处允许采用焊缝连接；二是使用焊接施工较方便时。焊缝加固应首先考虑增加焊缝长度来实现，其次考虑增加焊脚尺寸，或者同时增加焊缝长度和焊脚尺寸，或增加独立的新焊缝。（图1）所示为节点焊缝加固的一个示例。腹杆只用侧焊缝连接于节点板时，可以加设端焊缝（图1a）。如果加设端焊缝还不够，则可以加高原有焊缝（增加焊脚尺寸）。但加高焊脚只能在一定限度范围内，角钢肢尖焊缝最多不得超过角钢厚度，角钢肢背焊缝最多不得超过角钢厚度的1.2倍（图1b）当增大焊脚尺寸有困难时可以像(图1c）那样在加大节点板的基础上再加长焊缝。焊接杆件加长角焊缝还可以借助于短斜板，如(图2)所示，这种做法比加大节点板要简单得多。新增加固角焊缝的长度和焊脚尺寸或熔焊层的厚度，应由连接处结构加固前后设计受力改变的差值，并考虑原有连接实际可能的承载力计算确定。计算时应对焊缝的受力重新进行分析并考虑加固前后的焊缝的共同工作、受力状态的改变。焊接连接可以在卸荷状态下或负荷状态下用电焊进行。在完全卸荷状态下加固时，焊缝的强度计算和设计时相同，可按现行《钢结构设计规范》进行计算。而在负荷状态下用焊缝加固时，其承载力的计算如下：负荷下用焊缝加固结构时，应尽量避免采用长度垂直于受力方向的横向焊缝，否则应采取专门的技术措施和施焊工艺，以确保结构施工时的安全。负荷下用增加非横向焊缝长度的办法加固焊缝连接时，原有焊缝中的应力不得超过该焊缝的强度设计值，加固处及其邻区段结构的最大初始名义应力对于仅承受静力荷载或间接动力荷载作用的结构不得超过0.55fy.对于直接承受动力荷载或振动荷载的结构不得超过0.4fy.焊缝施焊时采用的焊条直径不宜大于4mm，焊接电流不超过220A,每焊道的焊脚尺寸不大于4mm，如计算高度超过4mm,宜逐次分层施焊；前一焊道温度冷却至100°C以下后.方可施焊下一焊道。对于长度小于200mm，的焊缝增加长度时，首焊道应从原焊缝端点以外至少20mm处开始补焊，加固前后焊缝可考虑共同受力，焊缝加固时，其承载力的计算也可以采用如下的方法进行计算：4、螺栓和铆钉连接的加固施焊时退出工作的焊接长度表铆接连接节点不宜采用焊接加固，因焊接的热过程