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浅议结构加固设计

发布于:2025-02-13 11:00:13 来自:建筑结构/结构资料库

来源:结构菜鸟人生

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作者:木子青见

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安全与耐久始终是工程领域不变的追求。随着建筑使用年限的增长、使用功能的变更或是自然灾害的侵袭,许多既有结构面临着性能退化、承载力不足乃至安全隐患等问题。另外,大基建 增量发展已经成为过去,存量的规划和建筑更新的的形式才是今后建设的大基调。 在此背景下, 结构改造 加固 作为一门集工程技术、材料科学及创新思维于一体的综合性学科,显得尤为重要。

从结构加固的迫切原因入手,剖析其在延长建筑寿命、提升安全性能、实现功能改造等方面的重要性。深入剖析加固设计背后的力学原理,揭示力的传递、分布与平衡在加固工程中的关键作用。通过详细阐述加固程序的每一个步骤,包括现状评估、加固方案设计、材料选择与施工监督等,对加固工作有一个基础认识。

在加固原则方面,我们将强调经济性、可行性与安全性三者之间的平衡,确保加固方案既能有效解决问题,又符合成本控制与可持续发展的要求。方案比选环节,将通过具体案例,展示不同加固技术的优劣与适用场景,在复杂多变的工程实践中做出合理决策。

0 1      
结构加固原因      

  • 设计基础资料和设计方法不准确,导致设计出来的建筑物存在着         安全问题
  • 施工方法的错误、施工管理的不善及偷工减料等原因,使建筑物存在         质量问题
  • 由于高湿酸碱环境、温差、冻融等影响以及地震、流沙等自然灾害的作用导致建筑物发生         严重损坏
  • 设计规范的修订和设计         标准的提高         ,按原规范标准设计的结构将不能满设计标准的要求
  • 原有建筑物使用         功能和要求的改变         ,需要对其进行改造、加固

0      
加固的力学原理      


1、受压构件    
  • 提高构件材料单位面积上的受压承载能力
    • 提高材料的密度(置换混凝土)
    • 对构件进行约束
  • 增加建筑结构构件的受力截面面积
2、受弯构件    
  • 提高构件受压、受拉截面面积,同时在受拉区增加抗拉强度高的材料
  • 减小建筑受弯构件受弯作用力的长度
  • 在受拉区增加抗拉强度高的材料,常见加固方式有碳纤维加固、粘钢加固、预应力加固等
3、抗剪构件(抗震加固)    
  • 柱、梁、剪力墙增加箍筋、碳纤维箍带、钢板箍等
  • 砖墙钢筋混凝土加固、碳纤维加固、钢板加固等


0             加固程序            

1、收集资料
  • 建筑结构原有的设计施工资料,特别是竣工和验收资料

  • 涉及基础加固的还应提供勘察报告

2、检测鉴定
  • 关于检测与鉴定
    • 检测报告一般仅对检测参数进行评定,是否满足验收规范及设计要求

    • 鉴定报告是在检测报告的基础上,增加结构计算内容,并考虑设计规范中相关构造要求等综合评定建筑物(构筑物)的安全性、抗震性及使用性。

    • 加固设计前需要做鉴定报告,审图公司也是认鉴定报告的。如果无需审图,仅给设计方提供相关数据的,也是可以出检测报告的,这个需要和设计方沟通。

  • 鉴定需要做原结构可靠性鉴定和抗震鉴定
  • 对功能调整后的结构状态评估
3、加固方案
  • 根据建筑物的使用要求和可能的施工条件确定加固方案
4、加固设计
  • 特别注意加强新老结构之间的连接,保证协同工作,并注意被加固结构在施工期间的安全
5、加固施工
6、验收归档

 
0       4      
        加固原则    
  • 先鉴定后加固
  • 总体受力协调
    • 加强薄弱部位的抗震构造,防止构件发生脆性破坏
    • 结构刚度分布均匀,避免出现新的薄弱部位;
    • 加固十字梁中其中一根梁(增大截面法)时,受力模式变为主次梁受力。
    • 个别构件加固后引起刚度和强度分布情况的变化,应从整个结构体系安全的角度来考虑。
  • 充分利用原结构承载能力
    • 尽可能保留原有结构,减少拆除的工作量,减少加固工作量
  • 荷载、材料据实
    • 结构、构件的尺寸,对原有部分应根据鉴定报告采用原设计值或实测值;对新增部分,可采用加固设计文件给出的名义值
    • 作用组合的效应设计值和组合值系数以及作用的分项系数,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》确定
0           5        
          加固方案比选
  • 增大截面
    • 缺点
      • 现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小
    • 优点
      • 施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验
  • 置换混凝土
    • 缺点
      • 同样存在施工的湿作业时间长的缺点
    • 优点
      • 适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固
      • 与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空
  • 外包型钢
    • 缺点
      • 用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于高温场所
    • 优点
      • 适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固
      • 受力可靠、施工简便、现场工作量较小
  • 粘碳纤维
    • 缺点
      • 需要专门的防火处理
    • 优点
      • 碳纤维轻、薄,不需要大型施工机械,运输储存、施工简便,同样工程量,粘贴碳纤维施工工期短,大约是粘钢的40%。
      • 碳纤维和钢材相比,不锈蚀,也不易被有害介质腐蚀,耐久性好。
      • 碳纤维布具有柔韧性,能够包裹复杂外形的构件,在并非很光滑的结构建筑的钢筋表面基本有效粘贴率也可以达到100%;而粘贴钢板很难达到,相应的验收标准仅达到70%
  • 粘钢
    • 缺点
      • 加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平
    • 优点
      • 同时提高结构的强度和刚度,在达到同样力值的情况下,钢材截面要大的多,所以粘钢加固提高构件刚度的幅度要超过碳纤维加固;
      • 钢板上可以焊接锚筋,也可钻孔设植筋锚固,所以粘钢加固的锚固方式较粘碳纤维灵活
      • 施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响
  • 预应力加固
    • 缺点
      • 加固后对原结构外观有一定影响,不能用于温度在60°C以上环境中,也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构
    • 优点
      • 适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固
      • 能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,可不采取卸载措施
  • 增设支点加固
    • 缺点
      • 易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间,原结构构件存在二次受力影响
    • 优点
      • 适用于对使用空间和外观效果要求不高的梁、板、桁架等水平结构构件的加固
      • 受力明确、简单可靠
  • 钢筋网水泥砂浆面层
    • 缺点
      • 现场施工的湿作业时间长,养护期长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物使用面积有一定的减少
    • 优点
      • 适用于各类砌体墙、柱的受压、受剪及抗震加固,也可用于增强砌体墙的抗裂性能
      • 施工简单、适应性强,加固费用较低,砌体加固后承载力有一定提高,并具有成熟的设计和施工经验
  • 增设圈梁构造柱
    • 缺点
      • 现场施工的湿作业时间长,养护期长,对生产和生活有一定的影响
    • 优点
      • 能有效改善结构整体性,提高抗震性能
         
0           6        
          加固设计流程
  • 按改扩建方案建模

  • 输入原有钢筋、鉴定后混凝土强度

  • 确认受力不足位置

  • 选择加固方案

  • 输入加固方案

  • 绘制加固图纸

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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