某體育場看臺膜結(jié)構(gòu)的加固方案

某體育場看臺膜結(jié)構(gòu)的加固方案

某體育場看臺膜結(jié)構(gòu)為骨架式索膜結(jié)構(gòu)，看臺總長度為101m，寬度為23.6m。在原有設(shè)計中，柱子和析架上下弦的鋼結(jié)構(gòu)牌號為Q345鋼，而在實際施工中，由于施工管理的問題，構(gòu)件采用了Q235鋼。由于Q235鋼和Q345鋼的強度設(shè)計值相差比較大,施工完成后的看臺在惡劣荷載工況下可能會發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，有必要按實際施工狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)校核,提出可行的結(jié)構(gòu)加固方案。由于看臺膜結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工完成，包括索膜結(jié)構(gòu)和下部鋼結(jié)構(gòu)，這給結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方案帶來一定的難度。通過對施工現(xiàn)場的調(diào)研和初始設(shè)計的研究，提出了以下幾種加固方案。

1.碳纖維加固：在看臺膜結(jié)構(gòu)支撐鋼柱的外緣粘貼碳纖維布。由于柱為壓彎構(gòu)件，而碳纖維能承受較大的拉應(yīng)力，承受壓應(yīng)力較小，對柱的承載力提高不大。

2.鋼管混凝士：在Ф630*18的立柱中灌注混凝土，形成鋼管混凝土。此加固方案對看臺膜結(jié)構(gòu)柱子的抗壓承載力有很大提高，對抗彎承載力只有一定提高，但存在兩個問題：1）由于鋼結(jié)構(gòu)已施工完成，在鋼柱中灌注混凝土很難保證混凝土的密實度，必須在灌注結(jié)束后，進(jìn)行超聲波檢測；2）灌注混凝土勢必在柱頂封板上開口，灌注結(jié)束要重新對開口進(jìn)行封死，其中的焊縫對封板的承載力有影響。

3.鋼結(jié)構(gòu)柱外緣包鋼構(gòu)件：在看臺膜結(jié)構(gòu)柱子的外壁焊接鋼構(gòu)件，增大柱截面，提高抗壓彎承載力。在外壁焊接槽鋼和角鋼，有棱角突起，影響使用功能，視覺效果也不好。故選擇在外壁焊接鋼板，鋼板與立柱外壁通過塞焊連接成一個整體。

4.鋼結(jié)構(gòu)柱外重新焊接Q345新構(gòu)件，以替換原有的Q235構(gòu)件，看臺膜結(jié)構(gòu)新構(gòu)件的尺寸比原有構(gòu)件大，而且在節(jié)點上和其他構(gòu)件焊接。該方案中原有構(gòu)件基本可以視為不承力構(gòu)件，新構(gòu)件即為設(shè)計方案中的Q345構(gòu)件。新構(gòu)件按軸線剖成兩半，到看臺膜結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場包裹在原有構(gòu)件的外緣，然后進(jìn)行焊接。該方案的優(yōu)點在于不用進(jìn)行塞焊，工藝較簡單。

5.在看臺膜結(jié)構(gòu)中增加新構(gòu)件，如支撐和張拉索。