《结构加固原2学时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结构加固原2学时（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工程鉴定分析与加固工程鉴定分析与加固建建 筑筑 工工 程程 诊诊 治治 技技 术术姜洪斌姜洪斌 博士博士 副教授副教授哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨工业大学土木工程学院第五章第五章 结构加固原理和方法结构加固原理和方法5 51 1结构加固基本原则和概念结构加固基本原则和概念一、结构加固的主要任务一、结构加固的主要任务1确保建筑物安全性确保建筑物安全性2满足使用要求满足使用要求3保证建筑物应有的耐久性保证建筑物应有的耐久性4有利于正常施工有利于正常施工二、结构加固的特点二、结构加固的特点1危险性危险性2复杂性复杂性3多样性多样性4风险性风险性三、结构加固的基本原则三、结构加固的基本原则1必须进
2、行结构现状的可靠性鉴定必须进行结构现状的可靠性鉴定2明确按什么安全等级进行加固明确按什么安全等级进行加固3充分考虑新旧结构的协同工作问题充分考虑新旧结构的协同工作问题4充分考虑原结构因损伤产生的附加应力、传力系统的改变充分考虑原结构因损伤产生的附加应力、传力系统的改变5. 结构加固尽量保留有利用价值的构件，避免不必要的拆除或更换结构加固尽量保留有利用价值的构件，避免不必要的拆除或更换6. 加固设计要便于施工，注意新旧构件的可靠连接，保证协同工作加固设计要便于施工，注意新旧构件的可靠连接，保证协同工作7. 尽量注意原建筑物的使用要求和美观尽量注意原建筑物的使用要求和美观8. 避免反复拆除加固避免
3、反复拆除加固四、结构加固的几个基本概念四、结构加固的几个基本概念 1.1.新旧材料共同工作问题新旧材料共同工作问题 a.a.一次受力加固结构：一次受力加固结构： 原构件卸载后，经加大截面加固后，再共同承受外荷载的加固原构件卸载后，经加大截面加固后，再共同承受外荷载的加固 结构。效果较好、后加截面可直接受力。结构。效果较好、后加截面可直接受力。 结合面抗剪问题：结合面抗剪问题：二次捣灌的砼在结合面粘结抗剪强度远低于二次捣灌的砼在结合面粘结抗剪强度远低于 整浇砼的抗剪强度整浇砼的抗剪强度 高结合面抗剪能力配置抗剪钢筋（件）高结合面抗剪能力配置抗剪钢筋（件）例如：梁截面加高例如：梁截面加高 b.b.
4、二次受力加固结构：二次受力加固结构： 原构件不卸荷，截面已有一定应力情况下进行加固，这在工程原构件不卸荷，截面已有一定应力情况下进行加固，这在工程上是绝大多数情况。这时，后加的截面很难充分发挥作用，只上是绝大多数情况。这时，后加的截面很难充分发挥作用，只有在新增加荷载后，新加砼截面才能开始受力。有在新增加荷载后，新加砼截面才能开始受力。 “应变滞后应变滞后”： 二次受力加固结构中，由于原构件已经受力，已经产生应力和二次受力加固结构中，由于原构件已经受力，已经产生应力和变形。在新加荷载作用下原构件将继续加大应力和变形，则对变形。在新加荷载作用下原构件将继续加大应力和变形，则对于新加的材料，其应变
5、将始终滞后于原构件的应变，整个构件于新加的材料，其应变将始终滞后于原构件的应变，整个构件破坏时，新加材料的应变仍然较低。破坏时，新加材料的应变仍然较低。 “应力超前应力超前”： 和上述情况相对应，二次受力加固结构中原结构的应力始终高和上述情况相对应，二次受力加固结构中原结构的应力始终高于新加材料部分的应力，称为。在原结构达到极限状态时，新于新加材料部分的应力，称为。在原结构达到极限状态时，新加材料的应变还较低。在无卸荷措施情况下，新加部分材料难加材料的应变还较低。在无卸荷措施情况下，新加部分材料难以充分发挥其潜力。以充分发挥其潜力。2.2.加固结构中材料强度利用系数加固结构中材料强度利用系数
6、3.3.建筑结构技术改造的荷载与抗力建筑结构技术改造的荷载与抗力 改造往往引起承重体系上荷载的变化改造往往引起承重体系上荷载的变化 验算原有结构构件承载力时应根据实测材料强度等级验算原有结构构件承载力时应根据实测材料强度等级 4.4.压密多年地基承载力的提高压密多年地基承载力的提高 5 52 2结构加固基本原理结构加固基本原理结构加固综合性应用技术。结构加固综合性应用技术。损伤多样性加固方法各种各样损伤多样性加固方法各种各样保证恢复结构使用功能经济性、施工方便、美观保证恢复结构使用功能经济性、施工方便、美观一、套箍强化原理一、套箍强化原理柱、墙柱、墙 加固原理：加固原理：在墙柱外围用比较强的材
7、料做成外套包住，为被加固构在墙柱外围用比较强的材料做成外套包住，为被加固构 件提供侧向约束，赖以间接提高被加固构件承载能力。件提供侧向约束，赖以间接提高被加固构件承载能力。加固对象：加固对象：柱、墙柱、墙加固形式：加固形式：配筋抹灰层筒箍、钢筋砼筒箍、钢筒箍配筋抹灰层筒箍、钢筋砼筒箍、钢筒箍 配筋抹灰层筒箍配筋抹灰层筒箍 钢筋砼筒箍钢筋砼筒箍 钢筒箍钢筒箍 例某砖混结构宿舍楼的轴心受压砖柱：例某砖混结构宿舍楼的轴心受压砖柱： 截截面面尺尺寸寸ab=370490mm，高高3.9m，采采用用MU7.5砖砖，M5混混合合砂砂浆浆砌砌筑筑。轴轴向向力力设设计计值值N1=200KN，已已安安全全使使用用
8、十十余余年年，没没有有损损伤伤。由由于于加加层层，需需加加大大其其轴轴向向力力至至N2=500KN，拟拟采采用用钢钢筋筋砼砼筒筒箍箍加加固固，箍箍筋筋8间间距距100mm；纵纵筋筋88；砼砼C20，套套层层厚厚60mm。套套层层上上、下下部部分分均均未未能能做做到到良良好好接接触触传传力力，要要求求验验算算其其安全性。安全性。 1.原有构件安全性检查。原有构件安全性检查。2.钢筋砼筒箍加固后验算钢筋砼筒箍加固后验算 钢筋含钢率钢筋含钢率查表查表按公式计算按公式计算 二、内拱卸荷原理二、内拱卸荷原理墙墙充分利用砌体或砼墙体由于自身的刚性而存在内拱作用卸荷。充分利用砌体或砼墙体由于自身的刚性而存在
9、内拱作用卸荷。墙体上如何开洞？（大、中、小）墙体上如何开洞？（大、中、小）直接开洞直接开洞 加过梁后开洞加过梁后开洞 适当支撑后开洞适当支撑后开洞 哈尔滨汽轮机厂的哈尔滨汽轮机厂的1号厂房，要在号厂房，要在12m柱距的侧墙开挖一个柱距的侧墙开挖一个7m宽宽进设备的大门洞。方案进设备的大门洞。方案: 1.先做梁、后做柱最后拆墙形成门洞。先做梁、后做柱最后拆墙形成门洞。 2.门过梁应分两次，先后施工半个梁宽。剩半个墙厚承担荷载，门过梁应分两次，先后施工半个梁宽。剩半个墙厚承担荷载，3.待半梁砼有一定强度后再开挖另外半梁的墙体。待半梁砼有一定强度后再开挖另外半梁的墙体。 4.施工柱子局部开挖墙体窄条
10、，以能满足柱施工即可施工柱子局部开挖墙体窄条，以能满足柱施工即可 以上的施工过程中多处利用了墙体的内拱卸荷原理，简化施工，以上的施工过程中多处利用了墙体的内拱卸荷原理，简化施工，节省大量支顶费用又能达到安全可靠的效果节省大量支顶费用又能达到安全可靠的效果 三、卸荷加固原理三、卸荷加固原理梁板梁板加固时进行卸荷，降低原结构的应力、应变水平，新加部分的应力加固时进行卸荷，降低原结构的应力、应变水平，新加部分的应力应变滞后现象也相应得以降低，加固结构承载力可显著提高。应变滞后现象也相应得以降低，加固结构承载力可显著提高。直接卸荷、间接卸荷、增设支点、减小跨度直接卸荷、间接卸荷、增设支点、减小跨度 齐
11、齐哈尔华安机械厂齐齐哈尔华安机械厂2112 厂房加固：厂房加固：对大型屋面板采用预应力拉杆的方法进行加固，经试验检测，该屋对大型屋面板采用预应力拉杆的方法进行加固，经试验检测，该屋面板承载能力能满足要求，只是大肋高度较小，刚度稍差，一部分面板承载能力能满足要求，只是大肋高度较小，刚度稍差，一部分屋面板的挠度超出规范的限值，我们在大肋跨中设螺栓支顶设备，屋面板的挠度超出规范的限值，我们在大肋跨中设螺栓支顶设备，用人工扳手顶升的办法减少挠度值，达到加固目的用人工扳手顶升的办法减少挠度值，达到加固目的. 黑龙江省税务学校教学楼加固工程：黑龙江省税务学校教学楼加固工程：门厅交叉大梁节点处增设钢管砼柱支
12、点进行加固。为了使新加柱能门厅交叉大梁节点处增设钢管砼柱支点进行加固。为了使新加柱能够较好地发挥作用，在柱头预留一段长度安装支顶装置，用人工扳够较好地发挥作用，在柱头预留一段长度安装支顶装置，用人工扳手方法使钢管砼柱与交叉梁底面紧密接触并建立一定的预压应力。手方法使钢管砼柱与交叉梁底面紧密接触并建立一定的预压应力。 武汉民众乐园武汉民众乐园V形旧楼改造以及大庆某工程加固：形旧楼改造以及大庆某工程加固：采用小吨位千斤顶使新加柱子卸掉一部分上部荷载。为此，在柱头采用小吨位千斤顶使新加柱子卸掉一部分上部荷载。为此，在柱头或柱脚安一个型钢滑槽，内置千斤顶，当施顶预定的压力值时，焊或柱脚安一个型钢滑槽，
13、内置千斤顶，当施顶预定的压力值时，焊死滑槽，抽掉千斤顶，再用砼灌实。死滑槽，抽掉千斤顶，再用砼灌实。四、预应力加固原理四、预应力加固原理一）钢拉杆加固原理一）钢拉杆加固原理在构件的受拉区施加预应力相当于在构件受拉区外加一个偏心压在构件的受拉区施加预应力相当于在构件受拉区外加一个偏心压力，使构件产生反向弯矩，既可以达到对原构件卸荷的目的又能与力，使构件产生反向弯矩，既可以达到对原构件卸荷的目的又能与原构件共同承担更大的荷载。原构件共同承担更大的荷载。 原理图：原理图：1、拉杆所需承担的轴向拉力、拉杆所需承担的轴向拉力 2、计算拉杆的截面面积、计算拉杆的截面面积Ap当拉杆紧贴梁底当拉杆紧贴梁底当拉
14、杆不紧贴梁底当拉杆不紧贴梁底3、横向张拉量、横向张拉量值计算值计算 需要的预应力控制应力值需要的预应力控制应力值con可用横向张拉方法实现，横向张拉可用横向张拉方法实现，横向张拉量量值按下式计算。值按下式计算。a对于无撑棍水平拉杆对于无撑棍水平拉杆b 对于设置撑棍水平拉杆对于设置撑棍水平拉杆 二）下撑式预应力拉杆加固原理二）下撑式预应力拉杆加固原理 采用下撑式预应力拉杆进行加固的方法应用十分广泛，效果也比采用下撑式预应力拉杆进行加固的方法应用十分广泛，效果也比较好，俗称元宝筋加固法。一般用于钢筋砼梁板构件的加固。其较好，俗称元宝筋加固法。一般用于钢筋砼梁板构件的加固。其工作原理类似于预应力钢拉杆加固方法，只不过在梁端部将钢拉工作原理类似于预应力钢拉杆加固方法，只不过在梁端部将钢拉杆弯起，还能对梁端抗剪进行加固。杆弯起，还能对梁端抗剪进行加固。 三）预应力撑杆加固原理三）预应力撑杆加固原理 利用砼柱四角预先安置的弯折型钢，用柱横向施压的方法使型钢撑利用砼柱四角预先安置的弯折型钢，用柱横向施压的方法使型钢撑直，则型钢产生了预压力达到了卸荷加固的目的。直，则型钢产生了预压力达到了卸荷加固的目的。
