浅谈既有建筑鉴定与改造加固（三十）
钢结构抗震加固
王锁军
奥福科技有限公司
（原北京蓝图工程设计有限公司）
应读者朋友的要求，本文讲一讲 钢结构工程抗震加固 ，恰好文章可凑足三十篇。
一：为什么抗震鉴定、加固规范无钢结构工程相关内容
国家及地区抗震鉴定、加固规范都没有谈到钢结构工程抗震鉴定及加固的内容（北京地标《建筑抗震加固技术规程》仅仅提到了单层钢结构厂房抗震加固），仅对钢结构工程 非抗震可靠性鉴定和非抗震加固 有相应规定，详见《民用建筑可靠性鉴定标准GB50292-2015》和《钢结构加固设计标准GB51367-2019》。文九“钢结构的可靠性鉴定”及文十五“钢结构加固”对可靠性鉴定（非抗震）和非抗震加固有较详细的论述。
为什么抗震鉴定及抗震加固没有钢结构工程的内容呢？我觉得主要有以下几个原因。
1、2000年以前一般民有建筑很少采用钢结构。钢结构工程主要用于工业厂房，大跨度公共建筑等，所以目前一般民有建筑钢结构工程需要进行抗震加固的很少
2、钢结构抗震加固相对于砖混、钢筋混凝土结构来说，其难点不在抗震加固上，而在于钢结构本身设计上。
比如对于一个钢框架结构，我们可以建模按规范进行 地震组合下 的结构及构件分析，根据分析对钢结构构件和节点不足之处进行加固。我在文十五已经讲过 非抗震钢结构构件和节点加固 ，均可以采用附加焊接、节点增加螺栓、加掖、牛腿等加固，抗震结构构件及节点并无不同之处。有些工程仅靠加固构件和节点无法解决时，可以改变结构体系，比如增加柱、支撑、予应力等，这个和非抗震钢结构加固也没什么不同。不同的是结构受力分析时是否考虑了地震作用，当然构造措施也应该相应满足，其满足的手段和非抗震加固手段也无本质的不同。
而对砖混、混凝土结构其抗震、非抗震加固区别就有着本质的不同，我猜上述几条是规范没有单独列出钢结构抗震加固的原因。
3、钢结构抗震加固真正的难点，还在于钢结构设计本身，换句话说，你对新建钢结构设计及抗震设计掌握了，既有建筑钢结构抗震加固也就基本没问题了。因为钢结构构件及节点的可焊性和装配性，比较容易的找到加固方案，但对于砖混结构和混凝土结构却不是这样，即使你做了大量的新建结构，如果对既有建筑的加固和抗震加固不熟悉的话，仍然无法胜任。
4、钢结构加固与新建钢结构设计也有显著的不同，但这个不同不是因为抗震与非抗震加固造成的，是因为钢结构工程自身的固有特点。
二：钢结构工程加固的特点
本系列文十五对此已有论述，我们再归纳一下：
1、可以比较方便的 改变结构受力体系 ，比如增加支撑、增加柱、增加支点、斜柱、斜撑、抗推桁架等等，这和新建钢结构原理差不多， 只是需要考虑新旧结构受力关系、新增构件在二次受力时，能否发挥作用、原荷载和二次加载、施工阶段的稳定和强度验算等。
2、如果不改变整体结构体系，仅对钢结构构件和节点层面进行加固，加固方法也比较容易实现。当柱、梁、桁架、受拉杆等构件断面强度和构件整体稳定性不足时，我们有很多种办法增加其断面板材尺寸（焊接、螺栓连接、粘接钢板等）。 节点强度不够时 ，同样我们可以采用加大节点板材厚度、加掖、增设牛腿、加焊、增加高强螺栓等方法。
钢结构加固时，如果能够做到 卸除大部分外部荷载 ，则钢结构加固和新建结构几乎相同，只是注意：
A、原构件缺陷和损伤已得到有校补强。
B、原构件钢材强度设计值应根据可靠性鉴定给出的强度数值。
C、当采用焊接方法加固时，新老构件的可焊性已得到确认。
D、计算构件稳定时，应按新旧钢材折算强度。
上述内容均可在《钢结构加固设计标准GB51367-2019》中找到。
3、如在负载下进行加固，应该先计算原结构构件的应力（名义应力），对于名义应力超过规范规定时，不得采用焊接。我个人觉得焊接是最方便的加固手段，此时应该卸载或临时支撑，以使结构名义应力符合可焊得要求范围之内。
4、对于压弯构件的整体稳定的验算，按《钢标》计算，只是新旧钢材的综合的强度应该按规范要求折算为
。当新增钢材不大于旧钢材的1.15倍时，可以按旧钢材的强度指标，当大于1.15倍时，应该按新旧钢材面积、强度指标和惯性矩进行折算。
5、《钢结构加固设计标准》给出了 粘贴钢板增大断面法 。显然只能对板材件进行粘钢板加固，大大限制了加固能力，加固能力的提高有限，规范要求不能超过30%。钢材本来很方便焊接，而粘钢法用费力却效果不好的方法加固，所以不是通常的加固方法。
6、 外包钢筋混凝土加固法 。一般应用于钢柱的加固，这样就变成了钢骨柱，钢骨柱计算非常复杂，加固钢骨柱计算就更复杂了。实际上，我们在选择加固方法的时候，一定要考虑整体结构形式。对于大部分纯钢结构来说，外包混凝土加固变成钢骨构件，往往会使结构整体刚度发生突变，一般情况下不是一个好的选择，这种加固方法应该归入改变结构受力体系范围之内。
7、 钢结构予应力加固法 是比较先进也比较复杂的加固方法。《钢结构加固标准》把这种方法归入了 间接加固法 。予应力加固方法需要设计师对钢结构在予应力作用下的受力状态非常清楚，采用基本结构概念进行设计。
2022年8 月18日
参考文献：
1：钢结构加固设计标准。
2：本系列文十五《钢结构工程加固》。