在钢结构厂房体系中,檩条作为屋面荷载传递的关键次构件,其承载性能直接影响厂房整体结构安全。当檩条出现承载力不足、节点失效或变形超标等问题时,需及时开展加固作业。本文结合《钢结构设计标准》(GB 51022-2015)及工程实践,系统梳理檩条加固的核心技术要点。

一、檩条加固的必要性判定

1. 承载力不足场景

  • 屋面新增荷载(如光伏组件、检修平台)导致檩条实际受力超过设计值,经验算满足γ₀S≤Rγ₀为结构重要性系数,为荷载效应组合值,为构件承载力设计值)不成立;

  • 钢材锈蚀导致截面有效面积减少,根据《钢结构锈蚀评定标准》(YB/T 4937-2021),锈蚀等级达 级及以上时,需进行承载力复核。

2. 结构变形超标

  • 檩条跨中挠度超过规范限值(简支檩条为 L/250,连续檩条为 L/300为檩条跨度),且卸载后无法恢复;

  • 檩条出现侧向屈曲迹象,如腹板局部鼓曲、翼缘失稳。

3. 节点连接失效

  • 檩条与刚架、支撑的连接螺栓松动或断裂,螺栓抗剪承载力不满足设计要求;

  • 焊接节点出现裂纹(经超声波探伤检测,裂纹长度超过焊缝长度的 10%),或焊缝高度不足设计值的 80%

二、主流加固方法及技术参数

1. 截面加固法(适用于承载力严重不足)

  • 角钢 / 槽钢加固:在檩条上下翼缘或腹板外侧焊接等截面角钢(如 L50×5)或槽钢(如 [10),焊缝高度≥6mm,且需对焊接区域进行预热(当钢材厚度≥20mm 时,预热温度 80-120℃),避免冷裂纹产生;

  • 缀板连接要求:加固件与原檩条间需设置缀板,间距≤1.5 倍檩条高度,缀板厚度≥6mm,确保加固截面整体受力。

2. 粘贴碳纤维布(CFRP)加固(适用于轻度承载力不足)

材料选型

选用抗拉强度≥3400MPa 的 T700 级碳纤维布,配套环氧基胶粘剂(粘结强度≥2.5MPa);

施工工艺

a.打磨檩条表面至露出钢材本色,清除油污、锈迹;

b.涂刷底胶,厚度 0.2-0.3mm,固化后粘贴碳纤维布,采用滚筒加压排除气泡;

c.涂刷面胶保护,碳纤维布层数≤2 层,单层厚度 0.111mm,加固后需进行粘结面空鼓检测,空鼓率≤5%

3. 增设支撑体系(适用于侧向稳定性不足)

檩间支撑

在檩条侧向设置圆钢(φ12-16)或角钢(L40×4)撑杆,间距≤6m,两端采用螺栓与檩条可靠连接,形成三角形稳定体系;

拉条优化

将原单拉条改为双拉条,或在拉条中间增设套管,控制檩条侧向位移,拉条预拉力值需满足设计要求(通常为 15-20kN)。

三、施工质量控制与验收要点

1. 前期准备

  • 加固前需对檩条进行全面检测,包括截面尺寸测量、钢材材质复验(采用光谱分析)、节点连接状态检查,形成检测报告;

  • 根据检测结果制定专项加固方案,明确加固方法、材料规格、施工顺序及安全措施,方案需经结构工程师审核。

2. 施工过程管控

  • 加固材料进场需验收,核查质量证明文件,碳纤维布、胶粘剂需进行见证取样送检;

  • 焊接作业需由持证焊工操作,焊接过程中采用测温仪监控层间温度(不超过 250℃),焊后进行外观检查,必要时进行磁粉探伤(MT)检测;

  • 粘贴碳纤维布时,环境温度需控制在 5-35℃,相对湿度≤80%,雨天或大风天气不得露天施工。

3. 验收标准

  • 承载力验收:加固后檩条经荷载试验(分级加载至设计荷载的 1.2 倍,持荷 1h),跨中挠度≤L/300,且无可见裂缝;

  • 外观验收:焊缝表面无气孔、夹渣,碳纤维布粘贴平整,无空鼓、起皱,节点连接螺栓扭矩值符合设计要求(采用扭矩扳手检测)。

四、工程应用注意事项

1.加固作业需设置临时支撑,避免施工过程中檩条受力过大导致失稳;

2.对于腐蚀环境下的檩条,加固后需涂刷防腐涂料(如氟碳漆),干膜厚度≥120μm,提高耐久性;

3.加固完成后,需建立定期检查制度,每 3 年对檩条及连接节点进行一次检测,及时发现并处理潜在问题。

檩条加固是钢结构厂房维护的重要环节,需严格遵循规范要求,结合工程实际选择合理的加固方案,确保加固效果满足结构安全使用要求。如需进一步技术交流,可在评论区留言探讨。

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