钢结构加固技术规范CECS77∶96样本.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：建筑物判定和加固委员会
　　同意单位：中国工程建设标准化协会
　　同意日期：1996年5月30日
　　序言
　　现同意《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，推荐给各相关单位使用。在使用过程中，请将意见及相关资料寄交四川省成城市一环路北三段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判定和加固委员会（邮编：610081），方便修订时参考。
　　中国工程建设标准化协会
　　1996年5月30日
　　1　总则
　　1.0.1 为使钢结构加固做到技术可靠、经济适用、施工简便和确保质量，特制订本规范。
　　1.0.2 本规范适适用于工业和民用建筑和通常构筑物钢结构因设计、施工、使用管理不妥，材料质量不符合要求，使用功效改变，遭受灾难损坏和耐久性不足等原所以需要对钢结构进行加固设计、施工和验收。对有特殊要求和特殊情况下钢结构加固，尚应符合对应专门技术标准要求。
　　1.0.3 钢结构加固前，应根据《工业厂房可靠性判定标准》和《民用建筑可靠性判定标准》等进行可靠性判定。
　　1.0.4 钢结构加固设计、施工及验收，除本规范要求外，尚应符合《钢结构设计规范》、《钢结构工程施工及验收规范》要求。
　　2　术语、符号和代号
　　2.1 术语
　　2.1.1 钢结构加固对已经有钢结构进行加强以提升其承载力、耐久性和满足使用要求。
　　2.1.2 待加固钢结构经可靠性判定需要进行但还未实施加固钢结构。
　　2.1.3 加固前结构、构件或原结构、构件实施加固前现有结构、构件。
　　2.1.4 加固后结构、构件实施加固完工后结构、构件。
　　2.1.5 结构名义应力按规范要求或由材料力学通常方法算得结构应力。
　　2.1.6 有效净截面、净截面扣除孔洞、锈蚀和损伤减弱失效后截面。
　　2.1.7 摩擦型高强度螺栓连接仅考虑由板件间摩擦力传输板件间作用力高强度螺栓连接。
　　2.1.8 扩展性裂纹长度或深度有可能不停增加裂纹。
　　2.1.9 脆断倾向性裂纹有使钢结构可能发生忽然脆性断裂裂纹。
　　2.2 符号和代号
　　2.2.1 作用和作用效应符号
　　F——集中荷载；
　　M——弯矩；
　　M0——构件加固前弯矩；
　　N——轴心力；
　　N0——构件加固前轴心力；
　　P——高强度螺栓预拉力；
　　V——剪力；
　　V0——构件加固前剪力。
　　2.2.2 计算指标
　　E——钢材弹性模量；
　　G——钢材剪切模量；
　　NE——欧拉临界力；
　　f——钢材抗拉、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——构件加固时正应力；
　　σf——垂直于角焊缝长度方向，按角焊缝有效截面计算焊缝正应力；
　　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——原构件毛截面面积；
　　Aon——原构件净截面面积；
　　As——构件加固部分截面面积；
　　At——构件加固后总截面面积，即Ao和Ａｓ之和；Ｉ——毛截面惯性矩；
　　Io——原构件毛截面惯性矩；
　　Is——构件加固部分截面惯性矩；
　　W——毛截面抵御矩；
　　Wn——有效净截面抵御矩；
　　Won——原构件净截面积抵御矩；
　　L——长度；
　　Loｏ——构件计算长度；
　　Lw——焊缝长度；
　　Lws——加固焊缝实际施焊段长度；
　　Ls——加固焊缝延续总长度；
　　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——压弯构件弯矩增大系数；
　　βmx、βty——压弯构件稳定计算等效弯矩系数；
　　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——轴心受力加固构件强度降低系数；
　　ηM——受弯加固构件强度降低系数；
　　ηEM——压（拉）弯加固构件强度降低系数；
　　φ——轴心受压构件稳定系数；
　　φb——梁或受弯构件整体稳定系数；
　　Ψ——系数。
　　3　加固基础标准及通常方法
　　3.1 通常要求
　　3.1.1 钢结构经可靠性判定需要加固时，应依据可靠性判定结论和委托方提出要求，由专业技术人员按本标准进行加固设计。加固设计内容和范围，能够是结构整体，亦能够是指定区段、特定构件或部位。
　　3.1.2 加固后钢结构安全等级应依据结构破坏后果严重程度、结构关键性和下一个使用期具体要求，由委托方和设计者按实际情况约定。
　　3.1.3 钢结构加固设计应和实际施工方法紧密结合，并应采取有效方法，确保新增截面、构件和部件和原结构连接可靠，形成整体共同工作。应避免对未加固部分或构件造成不利影响。
　　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要求：
　　3.1.4.1 对符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》荷载应按此规范要求取值；
　　3.1.4.2 对不符合《建筑结构荷载规范》要求或未作要求永久荷载，可依据实际情况进行抽样实测确定。抽样数应依据实际情况确定，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标准值；对未作要求工艺、吊车等使用荷载,应依据使用单位提供资料和实际情况取值。
　　3.1.5 加固钢结构可按下列标准进行承载能力及正常使用极限状态验算；
　　3.1.5.1 结构计算简图应依据结构作用荷载和实际情况确定；3.1.5.2 结构计算截面，应采取实际有效截面积，并考虑结构在加固时实际受力情况，即原结构应力超前和加固部分应变滞后特点，和加固部分和原结构共同工作程度；
　　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需验算。
　　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结构损坏，应提出其对应处理对策后再进行加固。
　　3.1.7 钢结构加固设计应综合考虑其经济效益。应不损伤原结构，避免无须要拆除或更换。
　　3.1.8 钢结构在加固施工过程中，若发觉原结构或相关工程隐蔽部位有未估计损伤或严重缺点时，应立即停止施工，并会同加固设计者采取有效方法进行处理后再继续施工。
　　3.1.9 对于加固时可能出现倾斜、失稳或坍毁等不安全原因钢结构，在加固施工前，应采取对应临时安全方法，以预防事故发生。
　　3.1.10 焊接钢结加固时，原有构件或连接实际名义应力值应小于0.55fy,且不得考虑加固构件塑性变形发展；非焊接钢结构加固时，其实际名义应力值应小于0.7fy。当现有结构名义应力值大于上述及本标准第5.1.4条要求时，则不得在负荷状态下进行加固。
　　3.2 加固工程序
　　3.2.1 加固工作应按图3.2.1程序进行。

　　3.2.2 依据结构可靠性判定结论和相关资料，由设计人员会同施工人员选择合适方案。
　　3.2.3 按选择合适方案进行加固设计，应考虑适宜施工方法及合理结构方法并依据结构上实际作用，进行承载能力、正常使用极限状态方面验算。
　　3.2.4 根据加固设计进行施工组织设计，施工时应采取有效方法确保质量和安全，并应遵照本标准及现行相关规范进行施工和验收。
　　3.3 加固通常方法及其选择
　　3.3.1 钢结构加固关键方法有：减轻荷载、改变计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等，当有成熟经验时，亦可采取其它加固方法。
　　3.3.2 钢结构加固时施工方法有：负荷加固、卸荷加固和从原结构上拆下加固或更新部件进行加固。加固施工方法应依据用户要求、结构实际受力状态，在确保质量和安全前提下，由设计人员和施工单位协商确定。
　　3.3.3 钢结构加固施工需要拆下或卸荷时，必需方法合理、传力明确、确保安全。关键方法有：
　　3.3.3.1 梁式结构，比如屋架，能够在屋架下弦节点下设临时支柱（图3.3.3－1）或组成撑杆式结构（图3.3.3－2）张紧其拉杆对屋架进行改变应力卸荷。此时，屋架应依据千斤顶或撑杆压力进行承载力验算，且应注意杆件内力是否变号或增大，如部分杆件、节点承载力不足时，卸荷前应对其进行加固。
　　3.3.3.2 柱子，可采取设置临时支柱（图3.3.3－3）或“托梁换柱”（图3.3.3－4）。采取“托梁换柱”时，应对两侧相邻柱进行承载力验算。
　　3.3.4 钢结构加固通常宜采取焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据是亦可采取焊缝和摩擦型高强度螺栓混合连接。当采取焊缝连接时，应采取经评定认可焊接工艺及连接材料。

　　3.4 材料
　　3.4.1 待加固钢结构，应对其材料质量情况进行评价：
　　3.4.1.1 依据设计文件、钢材质量证实书、施工统计、完工汇报、可靠性判定汇报等文档资料或样品试验汇报，对于待加固钢结构原材料性能指标给出评价；
　　3.4.1.2 假如没有充足文档资料，或给出数据不充足、不完全、有疑虑，或发觉有影响结构和材料性能缺点或损伤时，应按国家现行相关标准进行抽样检验；
　　3.4.1.3 对于符合现行国家标准要求钢材,其强度设计值应按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）要求取值,不然应按本标准3.4.1.1和3.4.1.2确定屈服强度数值除以抗力分项系数rR取值：f＝fy/rR，且抗力分项系数取1.1；
　　3.4.1.4 对于气相腐蚀钢结构构件，当其截面积损失大于25%，或其板件剩下厚度小于5mm时，其材料强度设计值尚应依据腐蚀程度乘以表3.4.1.4所列对应降低系数。对于特殊环境中腐蚀钢结构加固应专门研究确定。
　　 腐蚀程度降低系数　　　　　　　表3.4.1.4
腐蚀程度（按GBJ46－82分类）
降低系数
Ⅳ类（弱腐蚀）
Ⅴ类（中等腐蚀）
Ⅵ类（强腐蚀）
0.90
0.85
0.80

　　3.4.2 和待加固钢结构匹配连接强度设计值，应按本标准3.4.1要求对结构材料评定结果，按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）表3.2.1－4至表3.2.1－6取值），并应考虑其第3.2.2条要求对应折减系数。
　　3.4.3 钢结构加固材料选择，应按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）要求并在确保设计意图前提下，便于施工，使新老截面,构件或结构能共同工作，并应注意新老材料之间强度、塑性、韧性及焊接性能匹配，以利于充足发挥材料潜能。
4　改变结构计算图形加固
　　4.1 通常要求
　　4.1.1 改变结构计算图形加固方法是指采取改变荷载分布情况、传力路径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等方法对结构进行加固方法。
　　4.1.2 改变结构计算图形加固过程（包含施工过程）中，除应对被加固结构承能力和正常使用极限状态进行计算外，尚应注意对相关结构构件承载能力和使用功效影响，考虑在结构、构件、节点和支座中内力重分布，对结构（包含基础）进行必需补充验算，并采取切实可行合理结构方法。
　　4.1.3 采取改造结构计算图形加固方法，设计和施工应紧密配合，未经设计许可，不得私自修改设计要求施工方法和程序。
　　4.1.4 采取调整内力方法加固结构时，应在加固设计中要求调整内力（应力）或要求位移（应变）数值和许可偏差，及其检测位置和检验方法。
　　4.2 改变结构计算图形通常方法
　　4.2.1 对结构可采取下列增加结构或构件刚度方法进行加固：
　　4.2.1.1 增加支撑形成空间结构并按空间结构进行验算，例图4.2.1－1；
　　4.2.1.2 加设支撑增加结构刚度，或调整结构自振频率等以提升结构承载力和改善结构动力特征，例图4.2.1－2；
　　4.2.1.3 增设支撑或辅助杆件使构件长细比降低以提升其稳定性，例图4.2.1－3；
　　4.2.1.4 在排架结构中关键加强某一列柱刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷，例图4.2.1－4；

　　4.2.1.5 在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧拉索以加强结构刚度，图4.2.1－5。

　　4.2.2 对受弯构件可采取下列改变其截面内力方法进行加固：
　　4.2.2.1 改变荷载分布，比如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；
　　4.2.2.2 改变端部支承情况，比如变铰接为刚接，参见图4.2.2－2；

　　4.2.2.3 增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构，参见图4.2.2－3；

　　4.2.2.4 调整连续结构支座位置；
　　4.2.2.5 将构件变为撑杆式结构，例图4.2.2－5；
　　4.2.2.6 施加预应力，例图4.2.2－6。

　　4.2.3 对桁架可采取下列改变其杆件内方法进行加固：
　　4.2.3.1 增设撑杆变桁架为撑杆式构架，例图4.2.3－1
　　4.2.3.2 加设应力拉杆，参见图4.2.3－2。
　　4.2.4 必需时可采取方法使加固构件和其它构件共同工作或形成组合结构进行加固，比如使钢屋架和天窗架共同工作,参见图4.2.4；又如在钢平台梁上增设剪力键使其和混凝土铺板形成组合结构等。

5　加大构件截面加固
　　5.1 通常要求
　　5.1.1 采取加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已经有缺点和损伤情况。
　　5.1.2 加固构件受力分析计算简图，应反应结构实际条件，考虑损伤及加固引发不利变形，加固期间及前后作用在结构上荷载及其不利组合。对于超静定结构尚应考虑因截面加大，构件刚度改变使体系内力重分布可能。必需时应分阶段进行受力分析和计算。
　　5.1.3 被加固构件设计工作条件分类见表5.1.3
　　 构件设计工作条件类别　　　表5.1.3
类别
使用条件
Ⅰ
特繁重动力荷载作用下焊接结构
Ⅱ
除Ⅰ外直接承受动力荷载或振动荷载结构
Ⅲ
除Ⅳ外仅承受静力荷载或间接动力荷载作用结构
Ⅳ
受有静力荷载并许可按塑性设计结构

　　5.1.4 负荷下焊接加固结构,其加固时最大名义应力σomax应按表5.1.3划分结构类别预以限制：对于Ⅰ、Ⅱ类结构分别为︱σomax︱≤0.2fy和︱σomax︱≤0.4fy；对于Ⅲ、Ⅳ类结构为︱σomax︱≤0.55fy。通常情况下，对于受有轴心压（拉）力和弯矩构件，其σomax可按下列公式确定：

　　式中No，Mox，Moy——原构件轴力，绕x轴和y轴弯矩。
　　　　Aon，Woxn，Woyn——原构件净截面面积，对x轴和y轴净截面抵御矩。
　　　　αNx，αNy——弯矩增大系数。对拉弯构件取αNx＝αNy1.0；对压弯构件按式（5.1.4－2）和（5.1.4－3）计算

　　其中Ao，λx，λy——分别为原构件毛截面面积、对ｘ轴和ｙ轴长细比。
　　　　ωox，ωoy——原构件对x轴和y轴初始挠度,其值取实测值和按式（5.1.4－4）或（5.1.4－5）计算等效偏心距e（或e）之和。

　　其中No为原构件轴力；Noy、NoEx、NoEy；Monx和Mony分别用下列各式计算：

　　其中Ao为原构件毛截面面积。
　　5.1.5 加固后Ⅰ、Ⅱ类构件，必需时应对其剩下疲惫寿命进行专门研究和计算。
　　5.1.6 对负荷下加固后钢构件计算，按本规范第5.2、5.3节要求进行。对非负荷下加固后钢构件计算可参考本规范并按《钢结构件设计规范》（GBJ17－88）要求进行。
　　5.2 受弯构件加固
　　5.2.1 在主平面内受弯加固受弯构件，应按下式计算其抗弯强度：

　　式中Mx，my——绕加固后截面形心ｘ轴和ｙ轴加固前弯矩和加固后增加弯矩之和；
　　　　Wnx，Wny——对加固后截面ｘ轴和ｙ轴净截面抵御矩；
　　　　rx，ry——截机塑性发展系数，对Ⅰ、Ⅱ类结构取rx＝ry＝1.0；对Ⅲ、Ⅳ类结构，依据截面形状按《钢结构设计规范》（GBJ17－88），表5.2.1采取；
　　　　ηm——受弯构件加固强度折减系数；对Ⅰ、Ⅱ类焊接结构取ηm＝0.85，对其它结构取ηm＝0.9；
　　　　f——截面中最低强度等级钢材抗弯强度设计值。
　　5.2.2 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类结构受弯构件截面抗剪强度τ，组合梁腹板计算高度边缘处局部承压强度σc和折算应力可分别按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第4.1.2条、第4.13条、第4.1.4条计算；按塑性设计Ⅳ类构件，可按其第9.2.2条要求计算腹板抗剪强度，计算时钢材强度值取计算部位钢材强度设计值。
　　5.2.3 主平面内受弯加固构件，当不符合《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第4.2.1和4.2.2条要求时,可按其第4.2.2和4.2.3条要求计算其整体稳定性，但应将钢材抗弯强度设计值f改取钢材换算强度设计值f*（按5.3.6条要求取值）并乘以折减系数ηm。
　　5.2.4 组合截面板梁翼缘和腹板应按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第四章第三节要求设计和计算其局部稳定,对按塑性设计第Ⅳ类结构构件，其宽厚比尚应符合其第九章第9.1.4条表9.1.4要求。
　　5.2.5 所加固结构构件总挠ω通常可按下式确定：

　　式中ωo——初始挠度，按实测资料或加固时荷载由加固前截面特征计算确定；
　　　　ωw——焊接加固时焊接残余挠度，可按第5.2.6条确定；
　　　　△ω——挠度增量，按加固后增加荷载标准值和已加固截面特征计算确定。
　　总ωT值不应超出《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第3.3.3条表3.3.2要求限值。
　　5.2.6 焊接残余挠度ωw应专门研究或靠近似由下式确定：

　　式中δ——考虑加固件间断焊缝连续性系数，当为连续焊缝时，取δ＝1.0，当为是断焊缝时,取加固焊缝实际施焊段长度和延续长度之比；
　　　　hf——焊脚尺寸；
　　　　Ls——加固件焊缝延续总长度；
　　　　Lo——受弯构件在弯曲平面内计算长度，简支单跨梁时取梁跨度；
　　　　Io——原构件截面惯性矩；
　　　　yi——第i条加固焊缝至构件截面形心距离；
　　　　ξi——和加固焊缝处结构应力水平σoi相关系数，按表5.2.6取值；
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表5.2.6
σo/f
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
yξ
1.25
1.50
1.75
2.00
2.50
3.00
3.50
　　fy——为原构件钢材屈服强度标准值。
　　Ψi——系数，结构构件受拉和受压区全部有加固焊缝时取1.0，仅拉或压区有加固焊缝时取0.8，计算稳定性时取0.7。
　　5.3 轴心受力和拉弯、压弯构件加固
　　5.3.1 轴心受拉或轴心受压构件宜采取对称或不改变形心位置加固截面形式，其强度应按下列要求计算：

　　式中An——加固后构件净截面积；
　　　　f——截面中最低强度等级钢材强度设计值；
　　　　ηn——轴心受力加固构件强度降低系数。对非焊接加固轴心受力或焊接加固轴心受拉Ⅰ、Ⅱ类构件取ηn＝0.85；Ⅲ、Ⅳ类构件取ηn＝0.9。对焊接加固受压构件按公式（5.3.1－2）取值。

　　其中：σo为构件未加固时名义应力。当采取非对称或形心位置改变截面加固时，应按第5.3.2条公式5.3.2计算。
　　5.3.2 拉弯或压弯构件截面加固应依据原构件截面特征，受力性质和初始几何变形情况等条件，综合考虑选择合适加固截面形式，其截面强度应按下列要求计算：

　　式中N，Mx，My——分别为构件承受总轴心力，绕ｘ轴和ｙ轴总最大弯矩；
　　　　An，Wnx，Wny——分别为计算截面净截面面积，对ｘ轴和ｙ轴净截面抵御矩；
　　　　ωTx，ωTy——构件对x轴和y轴总挠度，按公式（5.2.5）计算；
　　　　rw，ry——塑性发展系数，对Ⅰ、Ⅱ类结构构件，取rx＝ry＝1.0；对Ⅲ、Ⅳ类结构构件按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）中表5.2.1采取；
　　　　ηEM——拉弯或压弯加固构件强度降低系数，对Ⅰ、Ⅱ类结构构件取ηEN＝0.85；Ⅲ、Ⅳ类结构构件取ηEN＝0.9；当N/An≥0.55fy时，取ηEM＝ηn（ηn见第5.3.1条）；
　　　　f——截面中最低强度等级钢材强度设计值。
　　5.3.3 实腹式轴心受压构件，当无初弯曲和损伤且对称或形心位置不改变加固截面时，其整体稳定性按下列要求计算：

　　式中N——加固时和加固后构件所受总轴心压力；
　　　　φA——轴心受压构件稳定系数，按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）附录三对应屈服强度钢材Ｃ类截面系数表格查取，或按其表后所附公式计算（计算时取fy＝1.1f*）；
　　　　A——构件加固后截面面积；
　　　　ηn——轴心受力加固构件强度降低系数，按第5.3.1条要求采取；
　　　　f*——钢材换算强度设计值，按第5.3.6条采取。
　　当构件有初始弯曲等损伤或非对称或形心位置改变加固截面引发附加偏心时，应按第5.3.4条加固压弯构件计算其稳定。
　　5.3.4 加固实腹式压弯构件，弯矩作用在对称平面内稳定性，应按下列要求计算：
　　（1）弯矩作用平面内稳定性：

式中N——所计算构件段范围内轴心压力；
　　　　φx——弯矩作用平面内轴心受力构件稳定系数，按第5.3.3条要求采取；
　　　　Mx——所计算构件段范围内最大弯矩；
　　　　rx——截面塑性发展系数，对Ⅰ、Ⅱ类构件取rx＝1.0，对Ⅲ、Ⅳ类构件按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）表5.2.1采取；
　　　　Wlx——弯矩作用平面内较大受压纤维毛截面抵御矩；
　　　　ηEM——压弯加固构件强度折减系数，按第5.3.2条要求采取；
　　　　ωx——构件对x轴初始挠度ωo及焊接加固残余挠度ωw之和，ωw按第5.2.6条确定；
　　　　βmx——等效弯矩系数，按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第5.2.2条要求采取；
　　　　f*——钢材换算强度设计值，按第5.3.6条要求采取。
　　　　NEx——欧拉临界力，按公式（5.3.4－2）计算；

　　其中A——加固后构件截面面积；
　　　　λx——加固后构件对截面ｘ轴长细比。对于轧制或组合成Ｔ形和槽形单轴对称截面,当弯矩作用在对称轴平面且使较大受压翼缘受压时，除按公式（5.3.4－1）计算外，尚应按下式计算：

　　式中W2x——对较小翼缘或腹板边缘毛截面抵御矩。
　　（2）弯矩作用平面外稳定性：

　　式中N——构件所受轴心压力；
　　　　φy——弯矩作用平面外轴心受压构件稳定系数，参考第５３３条要求采取；
　　　　A——加固后构件截面面积；
　　　　φb——均匀弯曲受弯构件整体稳定系数,按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）附录一第（五）项要求计算（计算时取fy＝1.1f*），对箱形截面可取φb＝1.4；
　　　　Mx——所计算构件段范围内最大弯矩；
　　　　βtx——等效弯矩系数，按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第5.2.2条第二项要求采取；
　　　　ωx——构件对ｘ轴初始挠度ωox和焊接残余挠度ωw之和。
　　5.3.5 弯矩作用在两个主平面内双轴对称加固实腹式工字形和箱形截面压弯构件，其稳定性按下列公式计算：

　　式中φx、φy——对强轴和弱轴轴心受压构件稳定系数，参考第5.3.3条要求确定；
　　　　φbx，φby——均匀弯曲受弯构件整体稳定系数；寸箱形截面取φbx＝φby＝1.4；对工字形截面，取φby＝1.0，φbx可按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）附录一第（五）项要求计算（计算时取fy＝1.1f*）；
　　　　Mx，My——所计算构件段范围内对强轴和弱轴最大弯矩；
　　　　NEx，NEy——构件分别对x轴和y轴欧拉临界力；
　　　　ωx——构件对x轴初始挠度ωox和焊接残余挠度ωwx和；
　　　　ωy——构件对y轴初始挠度ωoy和焊接残余挠度ωwy之和；
　　　　W1x，W1y——对强轴和弱轴毛截面抵御矩；
　　　　βmx，βmy——等效弯矩系数，按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第5.2.2条一款要求采取；
　　　　βtx，βty——等效弯矩系数，按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第5.2.2条二款要求采取。
　　5.3.6 加固构件整体稳定计算时，钢材换算强度设计值可按下列要求采取：
　　当fo≤fs≤1.15fo时，取f*＝fo；
　　当1.15fo<fs时，按式（5.3.6）计算确定：

　　式中fo，fs——分别为构件原来用钢材和加固用钢材强度设计值；
　　Ao，As——分别为加固构件原有截面和加固截面面积；
　　Io，Is——分别为加固构件原有截面和加固截面对加固后截面形心主轴惯性矩。
　　5.3.7 加固格构式轴心受压构件，当无初弯曲且对称加固截面时，可按第5.3.1条要求计算其强度；按第5.3.3条要求计算其稳定性，但对虚轴长细比应按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第5.1.3条计算取用换算长细比。
当构件有初始弯曲损伤或非对称加固截面引发附加偏心（包含焊接残余挠度ωw）时，应依据损伤和附加偏心实际情况,考虑为加固格构式压弯构件，分别按第5.3.8条、第5.3.9条、第5.3.10条或第5.3.11条计算其稳定性。
　　5.3.8 仅有绕虚轴（X轴）作用弯矩和初弯曲，附加偏心（ωx）加固格构式压弯构件，其弯矩作用平面内整体稳定性按下式计算：

　　Wlx＝Ix/yo，Ix为加固后截面对ｘ轴毛截面惯性矩，yo为由x轴到压力较大分肢轴线距离或到压力较大分肢腹板边缘距离,二者取较大者；φx、NEx由换算长细比确定，其它符号同公式（5.3.4－1）。
　　弯矩作用平面外整体稳定性可不计算，但应计算分肢稳定性。分肢轴力可按桁架弦杆，并考虑构件所受轴力、弯矩和弯曲损伤，附加偏心算得；对于缀板式构件分肢尚应考虑由剪力引发弯矩。

　　5.3.9 弯矩绕实轴作用，且无弯矩作用平面外初始弯曲损伤、附加偏心格构式压弯构件，其弯矩作用平面内和平面外稳定性计算均和加固实腹式压弯构件相同，但在计算弯矩作用平面外稳定性时，长细比应取换算长细比且φb取1.0。
　　5.3.10 弯矩作用在两个主平面和有双向初弯曲和附加偏心（ωw、ωy）加固双肢格构式压弯构件，其稳定性按以下要求计算：
　　（1）按整体计算：

　　φx、NEx按换算长细比并参考第4.3.3条中相关轴心受压稳定系数要求确定，其它符号同公式（5.3.5－1）。
　　（2）按分肢计算：
　　在N和My作用下，将分肢作为桁架弦杆计算其轴心力，My可按公式（5.3.10－2）和公式（5.3.10－3），分配给两肢（图5.3.10）,然后按第5.3.4条要求计算分肢稳定性。
　　分肢1：

　　分肢2：

　　式中I1，I2——分肢1，分肢2对y轴惯性矩；
　　　　y1，y2——My作用主轴平面至分肢1、分肢2轴线距离。

　　5.3.11 对实腹式轴心受压、压弯构件和格构式构件单肢板件应按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第五章第四节相关要求验算局部稳定性。
　　5.4 结构和施工要求
　　5.4.1 加大截面加固结构构件时，应确保加固件和被加固件能够可靠地共同工作、断面不变形和板件稳定性，而且要可能施工。
　　加固件切断位置应尽可能减小应力集中并确保未被加固处截面在设计荷载作用下处于弹性工作阶段。
　　5.4.2 在负荷下进行结构加固时，其加固工艺应确保被加固件截面因焊接加热，附加钻、扩孔洞等所引发减弱影响尽可能小，为此必需制订具体加固施工工艺过程和要求技术条件，并据此按隐蔽工程进行施工验收。
　　5.4.3 在负荷下进行结构构件加固，当︱σomax︱≥0.3fy，且采取焊接加固件加大截面法加固结构构件时,可将加固件和被加固件沿全长相互压紧；用长20～30mm间断（300～500mm）焊缝定位焊接后，再由加固件端向内分区段（每段小于70mm）施焊所需要连接焊缝，依次施焊区段焊缝应间歇2～5min。对于截面有对称成对焊缝时，应平行施焊；有多条焊缝时,应交错次序施焊；对于两面有加固件截面，应先施焊受拉侧加固件，然后施焊受压侧加固件；对一端为嵌固受压杆件，应从嵌固端向另一端施焊，若其为受拉杆，则应从另一端向嵌固端施焊。
　　当采取螺栓（或铆钉）连接加固加大截面时，加固和被加固板件相互压紧后，应从加固件端向中间逐次做孔和安装拧紧螺栓（或铆钉），方便尽可能降低加固过程中截面过大减弱。
　　5.4.4 加大截面法加固有两个以上构件静不定结构（框架、连续梁等）时，应首先将全部加固和被加固构件压紧和点焊定位，然后从力最大构件依次连续地进行加固连接，并考虑第5.4.2条和第5.4.3条要求。
　　6　连接加固和加固件连接
　　6.1 通常要求
　　6.1.1 钢结构加固连接方法，即焊缝、铆钉、一般螺栓和高强度螺栓连接方法选择，应依据结构需要加固原因、目标、受力状态、结构及施工条件，并考虑结构原有连接方法确定。
　　6.1.2 在同一受力部位连接加固中，不宜采取刚度相差较大，如焊缝和铆钉或一般螺栓共同受力混合连接方法，但仅考虑其中刚度较大连接（如焊缝）承受全部作用力时除外。如有依据可采取焊缝和摩擦型高强螺栓共同受力混合连接。
　　6.1.3 加固连接所用材料应和结构钢材和原有连接材料性质匹配,其技术指标和强度设计值应符合《钢结构设计规范》（GBJ17－88）中第2.0.5条、第3.2.1条和第3.2.2条要求。
　　6.1.4 负荷下连接加固，尤其是采取端焊缝或螺栓加固而需要折除原有连接，和扩大、增加钉孔时，必需采取合理施工工艺和安全方法，并作核实以确保结构（包含连接）在加固负荷下含有足够承载力。
　　6.2 焊缝连接加固
　　6.2.1 焊缝连接加固，可依次采取增加焊缝长度、有效厚度或二者同时增加措施实现。
　　6.2.2 新增加固角焊缝长度和焊脚尺寸或熔焊层厚度，应由连接处结构加固前后设计受力改变差值，并考虑原有连接实际可能承载力计算确定。计算时应对焊缝受力重新进行分析并考虑加固前后焊缝共同工作、受力状态改变和6.2.5条和6.2.6条要求。
6.2.3 负荷下用焊缝加固结构时，应尽可能避免采取长度垂直于受力方向横向焊缝，不然应采取专门技术方法和施焊工艺，以确保结构施工时安全。
　　6.2.4 负荷下用增加非横向焊缝长度措施加固焊缝连接时，原有焊缝中应力不得超出该焊缝强度设计值，加固处及其邻区段结构最大初始名义应力σomax不得超出5.1.4条要求。焊缝施焊时采取焊条直径小于4mm；焊接电流不超出220A；每焊道焊脚尺寸小于4mm；前一焊道温度冷却至100℃以下后，方可施焊下一焊道；对于长度小于200mm焊缝增加长度时,首焊道应从原焊缝端点以外最少20mm处开始补焊，加固前后焊缝可考虑共同受力，按6.2.6条要求进行强度计算。
　　6.2.5 负荷下用堆焊增加角焊缝有效厚度措施加固焊缝连接时，应按下式计算和限制焊缝应力：

　　式中σf，τf——分别为角焊缝有效面积（heLw）计算垂直于焊缝长度方向应力和沿焊缝长度方向剪应力；
　　　　η——焊缝强度影响系数，可按表6.2.5采取。 　　
　　 焊缝强度影响系数ηf　　　　　　　　　　　　　　　　　表6.2.5
加固焊缝总长度（mm）
≥600
300
200
100
50
≤30
ηf
1.0
0.9
0.8
0.65
0.25
0
　　6.2.6 加固后直角角焊缝强度按下列公式计算，并可考虑新增和原有焊缝共同受力作用：
　　6.2.6.1 在经过焊缝形心拉力、压力或剪力作用下：
　　当力垂直于焊缝长度方向时

　　当力平行于焊缝长度方向时

　　6.2.6.2 在多种力综合作用下，σf和τf共同作用处：

　　在公式（6.2.6－1）至公式（6.2.6－3）中：
　　σf——按角焊缝有效截面（heLw）计算，垂直于焊缝长度方向应力；
　　τf——按角焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向剪应力；
　　he——角焊缝有效厚度，对于直角角焊缝等于0.7hf，hf为较小焊脚尺寸；
　　Lw——角焊缝计算长度，对每条焊缝其实际长度减去10mm；
　　fwf——角焊缝强度设计值，依据加固结构原有和加固用钢材强度较低钢材，按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）表3.2.1－4确定。
　　6.2.7 当仅用增加焊缝长度，有效厚度或二者共同措施不能满足连接加固要求时，可采取附加连接板（图6.2.7措施,附加连接板能够用角焊缝和基础构件相连（图6.27a）；也可用附加节点板和原节点板对接（图6.2.7b、c），不管采取何种方法，全部需进行连接收力分析并确保连接（包含焊缝及附加板件、节点板等）能够承受多种可能作用力。

　　6.3 螺栓和铆钉连接加固
　　6.3.1 螺栓或铆钉需要更换或新增加固其连接时，应首先考虑采取适宜直径高强度螺栓连接。当负荷下进行结构加固，需要拆除结构原有受力螺栓、铆钉或增加、扩大钉孔时,除应设计计算结构原有和加固连接件承载能力外,还必需校核板件净截面面积强度。
　　6.3.2 当用摩擦型高强度螺栓部分地更换结构连接铆钉，从而组成高强度螺栓和铆钉混合连接时，应考虑原有铆钉连接收力情况，为确保连接收力匀称，宜将缺损铆钉和和其相对应部署非缺损铆钉一并更换。
　　6.3.3 当用高强度螺栓更换有缺损铆钉或螺栓时，可选择直径比原钉孔小1～3mm高强度螺栓，但其承载力必需满足加固设计计算要求。
　　6.3.4 用摩擦型高强度螺栓加固铆钉连接混合，可考虑两种连接共同受力工作，但高强度螺栓承载力设计值可按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）第7.21条至第7.2.5条相关要求计算确定。
　　6.3.5 用焊缝连接加固螺栓或铆钉连接时，应按焊缝承受全部作用力设计计算其连接，不考虑焊缝和原有连接件共同工作，且不宜拆除原有连接件。
　　6.4 加固件连接
　　6.4.1 为加固结构而增设板件（加固件），除须有足够设计承载能力和刚度外，还必需和被加固结构有可靠连接以确保二者良好共同工作。
　　6.4.2 加固件和被加固结构间连接，应依据设计受力要求经计 算并考虑结构