В настоящее время методы усиления стальных конструкций можно свести к следующим:
1) Увеличение сечения элемента (например, метод склеивания стали);
2) Улучшение силовой системы конструкции (например, добавление балок и колонн);
3) Метод усиления с использованием предварительного напряжения.
Обычно используемые способы увеличения сечения включают увеличение высоты сечения, утолщение полки, изменение сечения с двутаврового на коробчатое и т.д. Основными методами увеличения сечения стальных конструкций являются склеивание стали или наклеивание углеродного волокна. Эти два метода наносят относительно небольшой ущерб самой конструкции, и в последние годы они быстро развиваются в Китае, а также их применение постепенно увеличивается, но в усилении стальных конструкций зданий они используются относительно редко, особенно срок службы при нормальной эксплуатации все еще вызывает вопросы. Кроме того, монтаж клееных стальных или углеродных волокон достаточно сложен, перед склеиванием необходимо обработать, отшлифовать и отполировать поверхность исходной конструкции. При воздействии динамических нагрузок или высоких температур может произойти отслоение.
Метод усиления, заключающийся в добавлении балок и колонн для улучшения силовой системы конструкции, может эффективно и значительно снизить влияние нагрузки на конструкцию, что позволяет обеспечить требуемую несущую способность, при этом затраты на такой метод невелики, а экономическая эффективность очень высока. Если к строительной конструкции не предъявляются какие-либо особые требования, то этот метод вполне осуществим, но он не подходит для конструкций, требующих больших пространств.
Метод усиления с использованием внешнего предварительного напряжения заключается в размещении арматуры предварительного напряжения за пределами сечения конструкции, подлежащей усилению, изменяя пути передачи нагрузки в конструкции и уменьшая влияние нагрузки на элемент, одновременно повышая несущую способность конструкции на основе исходной конструкции, улучшая деформационные свойства конструкции, снижая напряжения в стержнях, восстанавливая исходные технические функции поврежденных конструкций и удовлетворяя требования к новым условиям нагрузки и эксплуатации. Конструкция состоит из арматуры предварительного напряжения, труб, антикоррозионных материалов, поворотных блоков, анкеровочных систем и других компонентов.
Несмотря на то, что метод усиления стальных балок с использованием внешнего предварительного напряжения обладает преимуществами в плане эксплуатационных характеристик, экономичности и безопасности, на данном этапе накоплен ограниченный опыт исследований и практического применения, а его очевидная экономическая и социальная эффективность требует дальнейшего изучения.
