本文聚焦高強(qiáng)度鋼材加固案例分析，介紹了高強(qiáng)度鋼材在加固工程中的應(yīng)用背景，其憑借優(yōu)良性能為結(jié)構(gòu)加固提供新選擇，詳細(xì)闡述多個(gè)實(shí)際案例，包括不同類型建筑如橋梁、房屋等的加固情況，分析在案例中，高強(qiáng)度鋼材如何依據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與受力狀況進(jìn)行合理布置，從材料選型到施工工藝，展現(xiàn)其提升結(jié)構(gòu)承載能力、改善抗震性能等方面的顯著效果，同時(shí)探討了應(yīng)用過程中面臨的挑戰(zhàn)，如連接節(jié)點(diǎn)處理、施工精度要求等，并針對(duì)這些問題提出相應(yīng)解決策略。

一、璽苑重鋼別墅中的高強(qiáng)度鋼材應(yīng)用案例分析

• 整體穩(wěn)固性方面
  • 璽苑重鋼別墅選用經(jīng)過特殊冶煉和熱處理工藝的高強(qiáng)度鋼材，這種鋼材具有更高的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，使得別墅在結(jié)構(gòu)上具有非凡的穩(wěn)固性。例如，在承受重壓和拉力時(shí)能夠表現(xiàn)出色，保證別墅在各種惡劣的氣候條件和自然環(huán)境下都能保持出色的穩(wěn)定性。
• 韌性方面
  • 其采用的高強(qiáng)度鋼材良好的韌性，讓鋼材在受力時(shí)能夠發(fā)生一定的塑性變形，從而吸收和分散外部力量，有效保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的完整性。在別墅的設(shè)計(jì)過程中，建筑師和工程師根據(jù)所在地的氣候特點(diǎn)、地質(zhì)條件以及使用需求精心挑選適合的高強(qiáng)度鋼材，并通過科學(xué)的設(shè)計(jì)和施工方法將其融入別墅各個(gè)角落，包括墻體、屋頂、梁柱等關(guān)鍵部位，這些部位經(jīng)過精密計(jì)算和設(shè)計(jì)，確保了別墅在極端天氣下的穩(wěn)定性和安全性。
• 輕質(zhì)化方面
  • 高強(qiáng)度鋼材的輕質(zhì)化特點(diǎn)為別墅帶來諸多優(yōu)勢(shì)。相比傳統(tǒng)建筑材料，重量更輕，減輕了別墅的整體負(fù)荷。這不僅有利于降低建筑成本，還提高了別墅的抗震性能和耐久性。在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，輕質(zhì)化的鋼結(jié)構(gòu)能夠減少慣性力對(duì)建筑的破壞，為居民爭取更多的逃生時(shí)間。
• 耐久性和維護(hù)性方面
  • 該別墅使用的高強(qiáng)度鋼材具有優(yōu)異的耐腐蝕性和防火性能，能夠在各種惡劣環(huán)境下保持穩(wěn)定性能。同時(shí)，這種鋼材易加工，可方便地進(jìn)行切割、焊接等加工操作，提高了施工效率和質(zhì)量，并且鋼材的可回收性也帶來了環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

二、中信大廈中的高強(qiáng)度鋼材應(yīng)用案例分析

• 結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)條件
  • 中信大廈為超高層建筑，塔樓地上108層，結(jié)構(gòu)高度528m；地下7層。位于北京市朝陽區(qū)，抗震設(shè)防烈度為8度等特定設(shè)計(jì)條件。其結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系由外框筒、內(nèi)部核心筒組成，巨柱位于角部并貫通至結(jié)構(gòu)頂部等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。在這樣的超高層結(jié)構(gòu)中研究超高強(qiáng)鋼的應(yīng)用具有代表性。
• 高強(qiáng)度鋼材對(duì)結(jié)構(gòu)性能影響方面
  • 在小震工況下，對(duì)超高強(qiáng)度鋼筋和超高強(qiáng)度鋼材在鋼管混凝土巨柱加斜撐 - 鋼板混凝土剪力墻的筒中筒的結(jié)構(gòu)體系中等強(qiáng)度替換時(shí)，分析其對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能的影響。同時(shí)統(tǒng)計(jì)了筏板、樁基礎(chǔ)、鋼管混凝土巨柱、斜撐、鋼板剪力墻中鋼材的用量變化。計(jì)算大震工況下材料替換對(duì)抗震性能的影響。例如采用直接分析應(yīng)力比控制法針對(duì)典型巨柱截面進(jìn)行分析，結(jié)果顯示采用超高強(qiáng)度鋼筋和超高強(qiáng)度鋼材，可使結(jié)構(gòu)在滿足小震和大震抗震性能要求前提下，大幅減少用鋼量。
• 規(guī)范對(duì)比與特殊情況方面
  • 對(duì)比了中國、美國、歐洲規(guī)范中鋼構(gòu)件寬厚比限值，整體處于相同量級(jí)。典型巨柱截面直接分析結(jié)果和理論計(jì)算吻合，但需配合構(gòu)件試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。美國規(guī)范中根據(jù)延性等級(jí)要求調(diào)整寬厚比要求的方法，為超高強(qiáng)鋼替換材料時(shí)采用更為寬松的寬厚比限值提供了參考和借鑒依據(jù)。并且要注意，對(duì)于抗側(cè)力構(gòu)件如巨柱、巨型斜撐采用高強(qiáng)鋼替換后滿足抗震規(guī)范要求，但對(duì)于抗震相關(guān)構(gòu)件如斜撐、剪力墻連梁等，采用高強(qiáng)鋼可能構(gòu)件延性降低、抗震性能降低，與設(shè)計(jì)目標(biāo)相違背的情況需要重視。

三、亞的斯亞貝巴博萊國際機(jī)場T2航站樓加固中的高強(qiáng)度鋼材應(yīng)用案例分析（未明確使用高強(qiáng)度鋼材，但屬于鋼結(jié)構(gòu)加固案例可供參考鋼結(jié)構(gòu)加固思路）

• 結(jié)構(gòu)問題方面
  • 該機(jī)場T2航站樓屋面的正放四角錐螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)經(jīng)多年使用及擴(kuò)建后，出現(xiàn)明顯下?lián)稀⒙菟ㄋ蓜?dòng)與螺栓球之間有空隙、桿件脫落、套筒裂紋、局部桿件壓彎等重大安全隱患，現(xiàn)場采用腳手架臨時(shí)支撐起屋面網(wǎng)架。
• 加固方案方面
  • 某教授團(tuán)隊(duì)最初認(rèn)為在原有網(wǎng)架基礎(chǔ)上加固無操作性建議拆除重建，但后續(xù)相關(guān)公司接手后打破僵局。在網(wǎng)架腹腔內(nèi)增設(shè)鋼梁支承于砼柱上，使網(wǎng)架作為荷載作用在新增鋼梁上，新增鋼梁作為屋頂承重構(gòu)件，網(wǎng)架變?yōu)?m跨的單向傳力的自承重結(jié)構(gòu)。這表明在鋼結(jié)構(gòu)加固中，可以通過改變結(jié)構(gòu)受力體系的方式進(jìn)行加固，對(duì)于高強(qiáng)度鋼材加固案例在思路上有一定的借鑒意義，例如在考慮高強(qiáng)度鋼材加固時(shí)也可以從改變結(jié)構(gòu)體系等方面入手設(shè)計(jì)方案。

高強(qiáng)度鋼材在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

高強(qiáng)度鋼材的耐腐蝕技術(shù)研究

鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能評(píng)估

高強(qiáng)度鋼材的成本效益分析