建筑结构加抄固是一袭项复杂的工作,要考虑的因素很多。加固方法应从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面来选择。
(1)加固应尽可能做到不停产或少停产,因停产的损失往往是加固费用的几倍或几十倍。能否在负荷下不停产加固,取决于结构的应力应变状态。一般构件的内应力小于钢材设计强度的80%,且构件损坏变形等不是太严重时,可采用负荷不停产加固方法。
(2)加固方案要便于制作、施工,便于检查。
(3)结构制造组装应尽量在生产区外进行。
(4)加固应尽可能采用高强螺栓或焊接。
采用高强螺栓加固时,应验算钻孔截面削弱后的承载能力;采用焊接加固时,实际荷载产生的原有杆件应力最好在钢材设计强度60%以下,极限不得超过80%,否则应采取相应的措施才能施焊。
【上海本冶建设有限公司】就提供加固工程施工、加固工程设计、房屋质量检测、抗震技术研发应用一站式服务。
1.承接结构加固工程的施工单位,应具备相应等级的资质证书
由于结构加固工程面临的不确定因素远比新建工程多而复杂,因此必须由具备相应等级资质的施工单位和有资格(证书)的专业技术人员进行结构加固施工。
同时,此基本要求的目的也在于禁止施工单位超越本单位资质等级许可的范围承接工程项目,也禁止施工单位允许其他单位以本单位名义承接工程项目或层层分包的不负责任的现象。
2.针对加固设计特点,制定完善的施工技术方案
对于所承担的结构加固施工项目,施工单位应根据加固设计图纸和施工现场条件,作好施工组织设计,提出确保加固质量和安全的施工技术方案,并应经审批或经业主及监理单位认可。对于加固工程现场质量管理,应有相应的技术标准,健全的质量管系,施工质量控制与质量检验制度,安全制度以及综合评定施工质量水平的考核度。
此基本要求系根据国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001的相关规定制定的。其目的是使建筑结构加固工程便于按照其特点组织施工质量检验与验收,同时也便于建立相对独立的质量管理体系和质量保证体系,以利于运作。
此外,还规定了施工单位应在国家标准的基础上制定本企业的施工技术标准。因为只有这样,施工单位才能据以推行其最佳的全过程控制技术,也才能使它所推行的质量管理体系和质量控制与检验制度落到实处。
不少工程实践经验表明:本条提出的三位一体的现场管理方法是保证工程质量和企业效益所不可或缺的措施,施工单位应认真组织实践。
3.结构加固施工的全过程,应有可靠的安全措施
结构加固属于建筑结构二次施工,且被加固的构件隐含着安全隐患,其触发与否,在很大程度上取决于施工所采取的防护措施是否到位和及时。这一方面要靠施工单位认真落实设计单位所提出的安全措施,把工作做在结构加固施工的前面;另一方面则需依靠安全检查监督人员,通过各种实时监控手段进行观测,并及时采取措施排除事先未发现的不安全因素。只有这样,才能确保结构加固工程的安全。
这是什么选手的设计师啊?
可以把原来柱子加大截面,不需重新加柱子!
建筑加固设计则是为了提高建筑物的安全性、耐久性和适用性;对可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施。为了保证建筑加固设计的合理性,在建筑加固设计前必须要搜集一下几项资料。
1.搜集甲方加固需求并进行沟通
在做建筑加固设计方案之前要和甲方沟通加固需求,了解客户想要通过加固达到什么目的;只有沟通顺畅,确定目标后才能顺利完成后面的加固设计工作。
温馨提示:避免因为沟通不畅而倒是设计反复变更情况的发生!
2.搜集建筑原始设计、施工、竣工验收资料
通常建筑加固设计则是对建筑整体或局部进行加固设计,要想保证建筑的整体安全性,不可能只通过局部的图纸资料进行加固设计,必须搜集到建筑的原结构图、竣工验收等原始资料,只有这样才能够保证加固设计方案的合理性。
3.搜集建筑结构的鉴定报告
建筑结构受损则会给建筑物留下一定的安全隐患,要想保证建筑加固设计的合理性就必须充分了解建筑结构的实际情况;而建筑结构鉴定报告则是加固设计人员的重要参考依据,设计人员能够通过检测报告的结论与相关鉴定单位沟通,充分掌握现有建筑的情况,从而制定更加合理的加固设计方案。
4.搜集地勘报告资料
搜集地勘报告相关资料能够为加固设计提供一些详实的有关承载力计算的数据,这些数据将是在进行整体结构加固、地基基础加固等结构加固设计重要参考依据。
5.搜集施工现场资料
建筑加固设计要考虑的施工的可行性,因而要结合施工现场的实际情况和周边环境等因素进行加固设计,如施工现场是否具备加固设计施工的条件,这也是要求施工人员对了解施工现场的重要原因。
结构加固设计的一般步骤:
1、对原有大梁进行检测和验算,确定实际承载能力等参数。
2、加固初步设计。包括设计验算、确定加固方法、加固部位等,比如是采用增大截面还是体外预应力等等。
设计验算就比较复杂了。你就按照加固设计规范的要求做就行了,比如采用体外预应力加固,要计算所用预应力根数、张拉力等等。
3、加固施工图设计。施工图设计就是出图,将加固方法变现在图纸上,好让施工单位按图施工,施工图要保证详细、准确、全面。
4、设计概预算编制。概预算就是钱了,要看加固设计的造价,既要满足设计要求,又要满足业主要求,也就是性价比要合适。这个要有专门的造价人员编制。
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1.混凝土结构的修复加固设计应由富有经验的专业人士承担混凝土结构是否需要修复加固,应经结构可靠性鉴定,专家依据有关规范规程标准提出鉴定,鉴定意见书可做为混凝土结构加固设计的依据之一。由于混凝土结构修复加固设计所面临的不确定因素远比新建工程多而复杂,况且还要考虑业主的种种要求,因此,承担修复加固设计的人员除具有较强的结构理论、明晰的结构概念外,还应具备较为丰富的工程经验才能够全面系统地分析问题,提出较为合理的修复结构加固设计方案,实现修复加固的目的。并不是一般的结构工程师都能做好加固设计,新建筑设计做的好的工程师,经过一定研究和工程实践后才有可能做好加固设计。 2.修复加固设计应处理好构件与结构、局部与整体、临时与永久的关系当某些构件不满足要求时必须进行加固,但结构体系的加固往往会被忽视,加固设计人员应从整个结构体系安全的角度考虑。当个别构件加固不影响整体结构体系的受力性能时,可进行局部加固;结构整体不满足要求时,应对结构进行整体加固;临时加固的要求可以适当降低一些。混凝土结构的修复加固应在尽量少停产、不影响或少影响工作和生活的条件下进行。 3.修复加固的实施必须有科学的先后顺序通常应先治理后加固。由高温、高湿、冻融、冷脆、腐蚀、振动、温度应力、收缩应力、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏,在加固时,应采取有效的治理对策,从源头上消除或限制其有害作用,正确确定加固处理时机,使之不致对加固后的结构重新造成损坏。混凝土结构的修复加固一般应先卸载或部分卸载,卸载后按一定顺序实施加固。一般而言,应先加固后拆除;先加固后开洞;先基础后柱、梁和板;先重要构件,后次要构件,最后做好保护与防护。 4.加固设计还应注意复核混凝土结构的抗震能力,做好抗震加固设计地震区的结构或构件加固,除应满足承载力要求外,还应复核其抗震性能。结构加固后不应存在因局部加强或刚度突变而形成新的薄弱部位,同时还应考虑结构刚度增大或变化而导致地震作用效应的增大或变化的影响。在进行抗震加固设计时还注意以下一些问题:结构的刚度和强度的分布要均匀,避免出现新的薄弱层;竖向构件要连续,保证传力途径明晰与简单直接;增强构件或加固原有构件,均要考虑减少整个结构扭转效应的可能性;加强薄弱部位的抗震构造;要使结构的受力状态更加合理,防止构件发生脆性破坏,消除不利于抗震的强梁弱柱、强构件弱节点等不良受力状态;考虑建设场地的影响;加固后的结构要选择地震反应小的结构体系;对原有的不合理结构体系、传力途径等应尽量进行改良。 5.采用成熟的结构修复加固改造方法与技术在混凝土结构改造或修复加固设计时,要注意选用新材料、新工艺、应用成熟的新技术。应注意,必须采用经过正式鉴定的技术和产品,对于其它一些新产品和新技术应经过慎重研究和试验确定可靠后方可采用。 6.消除被加固结构的应力、应变滞后现象为适应被加固结构应力应变滞后现象,较为充分地发挥后加部分的潜力,加固结构所用钢材,一般应选用比例极限变形较小的低强度(I、II级)钢材。为提高二次组合结构结合面的粘结性能,保证新旧两部分能整体工作共同受力,加固结构所用水泥及混凝土要求收缩性小、最好微膨胀、与原构件的粘结性好、早期强度高,对加固结构所用化学灌浆材料及胶粘剂,要求粘结强度高、可灌性好收缩性小、耐老化、无毒或低毒。从受力情况分析,加固结构的新加部分,因应力、应变滞后而不能充分发挥其效能,尤其是当结构工作的应变应值较高时,受压构件和受剪构件,往往会出现原结构与后加部分先后破坏的各个击破现象,致使结构加固效果很不理想或根本不起作用,相反,加固时若进行卸荷,情况则不同,由于应力、应变滞后现象得以降低乃至消失。破坏时新旧两部分就可同时进入各自的极限状态,结构总的承载力可显著提高。卸荷加固承载力的计算,原则上仍按二次受力进行,但当卸荷达到一定程度,可近似简化为按一次受力组合结构计算,特别是以钢筋为主要承力的受拉、受弯及大偏心受压构件。卸荷可以是直接卸荷,也可以是间接卸荷。直接卸荷是全部或部分直接搬走作用于原结构上的可卸荷载;间接卸荷是用反向力施加于原结构,以抵消或降低原有作用效应。直接卸荷直观、准确,但可卸荷载量有限,一般只限于活荷载;间接卸荷量值无限,甚至可以使作用效应出现负值,间接卸荷有楔升卸荷和顶升卸荷,前者以变形控制,后者以应力控制。预应力加固法与卸荷合二为一,是将结构所受荷载,通过预应力手段部分地转移到新加结构上的一种方法。 7. 加固设计与新建筑的结构设计有很大的不同,应区别对待加固设计计算时,可考虑楼面活荷载的折减,钢筋混凝土现浇板的梁,核算其受弯承载力时,跨中应考虑现浇板有效受压翼缘宽度,跨中和梁端受压区钢筋的双筋梁作用框架梁核算端部承载力和裂缝时的弯矩值应取柱边值而不应取柱中值,各构件混凝土强度应按检测的实测值换算为设计值取用,采用计算机软件做整体内力分析后,必须对构件做局部验算。 8.力求与施工单位进行配合进行加固设计时,力求与承担施工的单位进行配合,根据该施工单位的经验和水平确定更合理的设计实施方案。如果在设计时不能确定施工单位,开工之前应就设计中的构造做法和施工要求与施工单位作交底和讨论,必要时进行方案调整和修改设计,以确保工程质量和降低造价。
粘贴纤维复合材加固修复混凝土结构技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘版贴于混权凝土表面,使碳纤维片材承受拉应力,并与混凝土变形协调,共同受力,达到提高构件承载能力的目的,起到结构补强和抗震加固的作用。广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固,以及桥梁、隧道、烟囱、筒仓等其它土木工程的加固补强。
20世纪50、60年代建造了大批钢筋混凝土厂房和公建、办公楼。这些房屋使用至今也有三十四十年的历史,由于使用维修不当或者建造质量原因,许多房屋存在这样或那样的问题,有些相当严重,危及结构安全。而由于土建投资大,所以尽管房屋存在一些问题,往往不会因此拆除重建,而是采用结构加固的办法,只要花少量的投资来维修、加固就可以恢复其承载力,确保安全使用。
另外,1.由于新的使用要求,房屋要改变用途或进行夹层等也需要对原结构进行加固。
2. 设计达到使用年限,或在现有的规范下原结构不能满足要求,经结构鉴定,需要加固。经过08年的四川地震,出了新的抗震规范,而原有建筑物不能满足现有的规范要求,那就需要进行抗震加固。
方法
编辑
国家规范《建筑结构加固工程施工质量验收规范》 《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》 《混凝土结构加固设计规范》上海同华特种土木工程有限公司为主编单位之一。
加大截面、增补钢筋、预应力、改变传力途径、改变受力体系、粘钢、包钢、粘贴碳纤维等。
对有裂缝的混凝土构件应先进行裂缝修补和化学灌浆,是否另外做加固补强,应根据实际情况,应根据实际承载力而定!
增补钢筋
植筋技术又称钢筋生根技术,在原有混凝土结构上钻孔,注结构胶,把新的钢筋旋转插入孔洞中。此技术广泛用于设计变更,增加梁、柱、悬挑梁、板等加固和变更工程。
钢筋螺栓锚固法
⒈施工准备施工前应认真阅读设计施工图,必须要将结构面清理干净,按设计图纸,放线标明钢筋锚固点的钻孔位置,钻孔位置标明后由现场负责人验线。
⒉钻孔按设计图纸要求明确螺栓锚固位置、成孔直径及锚固深度。
⒊清孔
⑴.钻孔完成后,将孔周围半径0.5米范围内灰尘清理干净,用气泵、毛刷清孔,此过程要作到三吹两刷,即吹孔三次、清刷两次,清刷完毕后,用棉丝沾丙酮,清刷孔洞内壁,使孔洞内最终达到清洁干燥;如遇较潮湿的情况,还须用加热棒,进行干燥处理。
⑵.若为水钻孔:用清水将孔内泥浆冲刷干净,用棉丝将孔擦净,等孔晾干后再进行下一道工序,如工期紧,可用加热棒进行干燥处理。
⑶.用干净棉丝将清洁过的孔洞严密封堵,以防有灰尘和异物落入。
⑷.现场负责人检查清孔工作,请总包及监理验收,做好隐检记录。
⒋钢筋清理
⑴.在钢筋端部相应位置做上标记,标示好除锈清理的长度范围;要求此长度范围大于要求锚固深度50mm。
⑵.启动磨光机,用钢丝刷将除锈清理长度范围内的钢筋表面打磨出金属光泽为止。
⑶.将除锈清理好的钢筋放在干燥处整齐码放。
⑷.用棉丝蘸丙酮,将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净。
⑸.将所有处理完的钢筋码放整齐,报请现场负责人检查。
⒌钢筋埋植
⑴.钢筋锚固用胶的配制。(具体配比使用方法参见相应产品说明,或听从现场负责人要求)要求:按比例配制且搅拌均匀。
⑵.如为盲孔钢筋埋植:将锚固用胶注入孔洞内2/3 即可;将处理好的钢筋,除锈清理端朝向孔洞,一边向同一方向旋转,一边缓慢将钢筋插入洞内,直至到达孔洞底部为止。此时,如无锚固用胶从洞内溢出,说明注胶量不够,须将钢筋拔出,重新注胶,再次插入钢筋,直至能使胶溢出洞口。
⑶.如为通孔钢筋埋植:先将处理好的钢筋插入孔内,孔两端用环氧砂浆封堵,封堵时,须在一端留出注胶孔,另一端留出出气孔;待环氧砂浆凝固后方可进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内,安装打胶嘴;将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内,直至另一端出气孔溢出胶为止;而后,用环氧砂浆或其它材料将注胶孔及出气孔封堵死。
⑷.如是垂直通孔植筋,前期步骤同第3条,注胶时应从孔底部的注胶口向上注胶,以孔上部出气口出胶为宜。
⑸.对已埋植好的钢筋要做好保护工作,如挂明显标志牌等。以防锚固用胶在固化时间内,钢筋被摇摆动或碰撞,影响埋植效果。
⑹.用棉丝蘸少许丙酮,清理工作面遗留的胶及清理工作面的垃圾。注意:在清理遗留胶的时候,要小心轻缓,不得对钢筋进行摇摆或碰撞。
⑺.报请现场负责人检查。
⒍成品保护在锚固用胶固化前应对埋植好的钢筋进行必要的违挡,固定;做好标示、标牌
粘钢
用粘结剂粘贴钢板补强、加固的钢筋混凝土结构构件,能大大提高其原设计承载力和抗破坏能力。这是因为粘贴钢板后,提高了原结构构件的配筋量,相应就提高了结构构件的抗拉、抗弯、抗剪等方面的力学性能,而这些性能是靠结构胶粘剂的良好粘结性能,把钢板与混凝土牢固地粘结在一起,形成整体,有效地传递应力,共同工作来保证的。
外包型钢加固
基本概念
包钢加固亦称粘结外包型钢加固法,钢筋混凝土梁柱外包型钢加固称之为包钢加固。当以乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法粘贴时,称之为湿式包钢加固。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。
技术特点
该法受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所;能不增大构件截面尺寸,大幅度地提高混凝土柱的承载力。
当地下水位高于设计基底0.8m以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基的加固处理应选用(重锤夯实法)。
粘贴碳纤维
将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料(单向连续纤维);用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
施工工艺:表面处理→涂刷底胶→修补找平→胶料配制→粘贴碳纤维→表面防护→检验
结构托换
结构托换技术是指对原有影响建筑使用功能的承重结构采用改变受力体系的方法进行的功能改造,目的是获得更大的理想使用空间。结构托换采用的方法一般为型钢托换、钢筋混凝土托换、桁架托换等。 地基基础托换技术是指因城市修建的地铁或地下隧道不可避免地从楼房底下穿过,为了避免拆除重建必须对地面上的楼房进行桩基托换。该技术主要是对地下隧道穿过需切断的楼房桩基,先在其承台附近采用梁式转换层将此部份桩基承受的上部荷载传递到隧道外侧的新建桩基础上,由托换梁—新加桩组成的托换结构体系代替。同时为了确保被托换楼房在断桩和隧道通过后不产生开裂、倾斜等破坏,采取了托换梁预应力张拉、千斤顶预顶、桩底注浆等技术,桩基托换可应用微型嵌岩钢管灌注桩、砼界面连接技术等多项专利技术。
加大截面
增大截面加固技术,也称为外包混凝土加固技术,它是增大构件的截面和配筋,用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性,也可用来修补裂缝等,这种加固技术适用范围较广,可加固板、梁、柱、基础和屋架等。根据构件的受力特点和加固目的的要求、构件几何尺寸、施工方便等可设计为单侧、双侧或三侧的加固,四侧包套的加固。 根据不同的加固目的和要求,此技术又可分为加大断面为主的加固,和加配筋为主的加固,或者两者兼备的加固。加大截面为主的加固,为了保证补加混凝土正常工作,亦需适当配置构造钢筋。加配筋为主的加固,为了保证配筋的正常工作,需按钢筋的间距和保护层等构造要求适当增大截面尺寸。加固中应将钢筋加以焊接,作好新旧混凝土的结合。
区别
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加固设计与新设计的区别在于其受到原构件的制约。加固设计除了要考虑安全和经济因素外,还应考虑实际受力情况,周围环境,施工的可行性。同一种方法对某种结构形式特别适用,而对于其他结构不一定适用。
问题
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现今加固市场,某些设计人员由于业务素质和专业水平有限,胡乱套用(滥用)别的加固方案,造成很多问题。
例如可是某些公司和技术人员由于业务素质缺乏,专业水平有限,套用别的加固图纸,滥做设计。不管工程是否适合,到处粘贴钢板和碳纤维。(因为粘钢粘碳纤维加固图纸大同小异)。
其实加固方法应根据实际情况来选用。
提醒
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根据碳纤维和粘钢的受力特征,用其来加固梁、板等受弯构件或者其他受拉构件特别有效,但是如果用其加固轴压构件或小偏压构件就不太合适。
建筑砖混结构加固方法:
1、地基基础常用加固方法
加大基础底面积法、基础补强注浆法、锚杆静压桩法、树根桩法等。加大基础底面积法适用于当既有建筑的地基承载力或基础底面积尺寸不满足设计要求的加固, 可采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积; 基础补强注浆法适用于基础因受不均匀沉降、冻胀或其它原因引起的基础裂损时的加固;锚杆静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土和人工填土等地基土加固及纠倾加固;树根桩法也称压浆灌注桩, 适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土和人工填土等地基土加固。
2、墙体常用加固方法
砂浆面层法、钢筋网砂浆面层法、钢筋混凝土板墙法。砂浆面层法适用于较小幅度提高承载力的静力加固和抗震加固;钢筋网砂浆面层法适用于较大幅度提高承载力的静力加固和抗震加固;钢筋混凝土板墙法, 形成砌体—混凝土组合墙, 适用于大幅度提高承载力的静力加固和抗震加固。后两种加固方法还能较大幅度提高墙体的变形性能。
3、砖柱常用加固方法
混凝土围套加固法、外包钢加固法。当截面抗弯承载力和抗剪承载力不足时, 可采用混凝土围套加固法;当截面抗弯承载力严重不足, 且不允许增大截面尺寸时, 可采用外包钢加固法。
4、混凝土梁常用加固方法
混凝土梁正截面粘钢加固、正截面加筋法加固、简支梁正截面碳纤维片材加固。这3种方法适用于提高正截面承载力;预应力螺杆加固梁斜截面: 这种方法适用于提高斜截面承载力;外包钢加固简支梁、预应力拉杆加固混凝土梁:这两种方法适用于同时提高正截面和斜截面承载力。
5、混凝土楼( 屋面) 板常用加固方法
在楼板受拉区粘钢加固、贴碳纤维片材加固, 这两种方法适用于提高正截面受弯承载力;当洞口边有集中荷载, 以及洞宽或直径>1000mm时, 洞口边应设梁。楼( 屋面) 板裂缝修补: 裂缝有已稳定、未稳定两种稳定状况, 应根据裂缝成因、裂缝宽度、裂缝深度、稳定状况、钢筋是否锈蚀、修补目的等, 选用不同的加固方法。裂缝加固方法有:表面处理法、灌浆法、填充法、表面涂渗透性防水剂。裂缝修补的目的增强防水性能、增强承载力、增强耐久性。