工程结构加固的基本方法概述及工程应用

工程结构加固的基本方法概述

及工程应用

专业：土木工程

班级：08204

姓名：彭*

学号：*************

工程结构加固的基本方法概述及工程应用

1、建筑物需要加固改造的主要原因

一是当建筑物超过或达到设计基准期(一般为50年)时,从理论上讲,结构已经老化,不宜继续服役,因而需要对其加固。例如,诞生于上世纪50年代的建筑物大多已超过了预定的设计基准期,但由于种种原因,这些建筑物至今仍在使用。而要继续使用这些建筑物,就必须对其进行加固处理,否则就有可能产生严重后果。

二是随着生产的发展和人们生活水平的提高,人们对现有建筑物的功能感到不能满足新的使用要求。或者因土地资源的有限和地价、拆迁费用的高昂,使得人们越来越多地把目光投向了对旧的建筑物的修缮与改造。与新建建筑物相比,对原有建筑物进行加固和现代化改造不仅见效快,而且其造价仅为新建建筑物的30%～60%,经济效益和社会效益是显而易见的。

三是有些建筑物质量低劣,需要加固处理。例如,上世纪80年代以来,因经济发展迅速和当时的技术立法、工程管理跟不上,使得部分建筑设计和施工水平低下,质量难以保证,如不及早加固,后果不堪设想。

四是自然灾害的破坏。风灾、水灾、火灾和地震等。我国是一个多自然灾害的国家,2/3以上的大城市处于地震带,很多城镇曾经遭受过水灾或流沙等灾害。据统计,风灾每年损坏房屋30余万间,火灾平均每年约3.6万起,直接经济损失约5亿元。仅1976年发生的唐山大地震倒塌和严重破坏的房屋就有656136间之多, 共计10501056㎡,分别占唐山房屋总间数的96.17%和总面积的96.06%。自然灾害的破坏重者可使建筑物毁于一旦,轻者会降低结构的安全性和耐久性。因此,有必要对受损建筑物进行必要的维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。

2、建筑结构加固的原则及方法

2．1、建筑结构加固的原则

建筑结构的加固与改造应遵循先鉴定后加固的原则。加固方案应合理可靠、经济实惠、方便施工,尽量减少对原有建筑的损坏。

2.2、建筑结构加固的方法

2.2.1、砌体结构加固方法

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

A、适用于砌体结构的直接加固方法一般为

1)钢筋混凝土外加层加固法。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是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。

2)钢筋水泥砂浆外加层加固法。该法优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3)增设扶壁柱加固法。该法优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载

力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。

B、适用于砌体结构的间接加固方法一般为

1)预应力撑杆加固法。该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠；适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。

2)无粘结外包型钢加固法。该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。

2.2.2、砌体结构构造性加固

1)增设梁垫加固。当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设梁垫进行加固。

2)增设圈粱加固。当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固。

3)砌体局部拆砌：当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

4)砌体裂缝修补：在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。

2.2.3、混凝土结构加固方法与技术

A、增大截面加固法

对钢筋混凝土结构而言,增大截面法是通过采用同种材料(钢筋混凝土)来增大原混凝土结构截面面积,从而达到提高结构承载能力的目的。当梁、柱构件抗力不够时,常采用增大截面法,

其优点如下:

1)施工技术成熟,便于施工；

2)质量好,可靠性强；

3)提高抗力及构件刚度的幅度大,尤其对柱增加稳定性较大。增大截面、增加刚度,首先要考虑分析整体结构,不能仅为局部加大而加大,这样会引起整体结构的局部薄弱层发生重大事故。此外,加大截面法还有一些不利因素,使用时要予以考虑。

1)因构件质量和刚度变化较大,结构固有频率会发生变化,因此,应避免使结构加固后的固有频率进入地震或风震的共振区域,造成新形式的破坏；

2)现场湿作业工作量大,养护时间较长,对生产和生活有一定的影响；

3)构件的截面增大后对结构的外观以及房屋或桥梁净空也有一定的影响。增大截面加固法主要使用于梁、板、柱、墙等一般结构。

B、外包钢加固法

外包钢加固法是一种以角钢外包于构件四角,角钢之间用缀板连接的加固方法。外包钢加固法分干式和湿式两种情况。

1)湿式外包钢法是在型钢与原构件之间用乳胶水泥或环氧树脂等粘结,使新旧材料之间有较好的协同工作能力,其整体性好,但湿作业工作量大；

2)干式外包钢法是型钢与原构件之间无任何粘结,有时虽填以水泥砂浆,但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递,型钢与原构件不能整体工作,彼此只能单独受力。与湿式外包钢相比,干式外包钢施工更为简便,但承载力提高不如湿