结构加固改造之整体结构加固

3 加强结构整体性、稳定性
双曲拱桥 预制混凝土块连接波肋
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3 加强结构整体性、稳定性
局部整体性----砌体钢筋混凝土板墙加固
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图源自 03SG611《 砖混结构加固与修复》图集 F-19
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3 加强结构整体性、稳定性
砌体结构 钢拉杆--代替内墙圈梁
图 内廊式校舍钢拉杆加固
选自《09SG619-1 房屋建筑抗震加固（中小学校舍抗震加固）》图集
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图8.4.32 高强度钢拉杆
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结构加固改造理论与技术
第四节
结构整体加固
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同济大学 土木工程学院
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第四节
结构整体加固
整体加固改造原因 改变竖向力传力路径 加强结构整体性、稳定性 改变侧向力传力路径（刚度比值） 改变节点连接特性 托换改造加固
新增剪力墙 新 增 剪 力 墙
新增剪力墙
图8.4.30 增设剪力墙加固法
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5 改变节点连接特性
钢结构—利用拉压性能相同 连续梁—增加支座、调整跨度
（a）
（b） 图 增加支座
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（c）
（d）
图调
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5 托换改造加固
混凝土 减小梁截面高
浙江平湖嘉和花苑商办2#楼屋面梁减小截面高度改造
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5 托换改造加固
砌体 拆除承重墙
施工从两端开始，分段对称凿除托梁高度部 位的墙体，每凿除一段砖墙( 约300mm) 后 ，立即用端部焊有钢板的单根型钢( 或钢管 ) 顶撑在墙中。沿着托梁轴向，先安装托梁 两端的纵筋和箍筋、梁柱节点和梁施工缝处 的加强钢筋，立模，浇混凝土。3 天后，再 拆除托梁高度部位的中间墙体，按照设计要 求焊接接长墙体内托梁还该配置的钢筋，立 模，浇混凝土。待混凝土达到设计强度之后 ，方可拆除托梁下部的墙体。
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1 整体加固改造原因
整体加固原因
年久失修、灾害破坏、使用功能变化 安全性（承载力）、适用性（振动、挠度）
整体改造原因
使用面积—拆除隔墙 视野遮挡--无柱空间
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（a）拔柱前 ） 拔柱后
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（b 3
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2 改变竖向传力路径
增加支点 刚性支点法 弹性支点法
图8.4.27 刚性支点 加固
1-原结构；2-加固件
图8.4.28 弹性支点 加固
1-原结构；2-加固件
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3 加强结构整体性、稳定性
女儿墙、填充墙、隔墙、震损构件
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3 加强结构整体性、稳定性
钢结构 增加屋面支撑—空间结构
1
1
图8.3.3.2 增加屋盖支撑以增加空间刚度
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3 加强结构整体性、稳定性
钢结构 增加构件稳定性
（a）上弦加固（平面内稳定性）
（b）斜腹杆加固（平面内稳定性）
图8.3.3.4 加固上弦、腹杆
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3 加强结构整体性、稳定性
图8.4.15 型钢托换方案
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5 托换改造加固
砌体 拆除承重墙
图8.4.16 过梁端部托换示意图
在需要换梁的洞口两侧或相连 洞口的隔墙上，采用每隔300mm左右 用钢制的支托将上部墙体支撑，然 后再砸掉所须换梁的其余部分后绑 扎钢筋，用膨胀混凝土浇注重新设 计的过梁。拆模后检查新浇过梁达 到要求后拆除其余旧过梁或旧隔墙 。
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5 改变节点连接特性
钢结构 简支梁—相邻铰接点变成刚节点
(a)
(b)
图8.3.3.7 柱顶（屋架支座）处由铰接改变为刚接
（a） 加固前；
（b）加固后
图8.3.3.8 支座处由铰接变为刚接
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图 铰接点变为刚接点示意图
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5 托换改造加固
混凝土 预应力托梁拔柱
图8.4.22 梁下U形梁
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5 托换改造加固
混凝土 预应力托梁拔柱
图8.4.23 抽柱后控制传力途径
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5 托换改造加固
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2 改变竖向传力路径-竖向荷载高效地传递给竖向承重构件
增加构件
方法--原结构的构件与构件间增设一个新的构件
（如两榀屋架间加设一榀新的屋架，两个大梁间
增设一个新梁，柱网间加设一个新柱等）
原理--减少作用在原构件上的荷载
适用性--该方法一般适用于单层工业厂房，或增
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3 加强结构整体性、稳定性
局部整体性 砌体与框架的连接
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4 改变侧向力传力路径（刚度比值）
钢结构 加强柱列
混凝土结构 框架结构加强为框剪结构、框支结构
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寸和配筋不宜小于规定 • 圈梁要与砌体墙有效连结 除在浇圈梁前连接处墙面应刷洗干净，保证圈梁混凝土和砖墙的粘结外，可选
用普通锚栓、钢筋混凝土销键或其他连结件。
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3 加强结构整体性、稳定性
砌体结构 圈梁
图8.4.31 砌体结构外加圈梁
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4 改变侧向力传力路径（刚度比值）
钢结构 加强柱列
F
F
（a）加固前
（b）加固后
图8.3.3.6 加Βιβλιοθήκη Baidu某一列柱
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4 改变侧向力传力路径（刚度比值）
混凝土结构 框架结构加强为框剪结构、框支结构
大
图8.4.24 预应力加固法
(a) 简支梁；(b)框架连续梁（折线式）；(c)桁架下弦加预应力；(d)钢架和三铰拱
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2 改变竖向传力路径
施加预应力---等效荷载的观点—跨中的弹性支点 混凝土结构
大东港区码头因堆载超载过大，致使码头横梁严重开裂。某单位曾用“粘贴碳纤维布
5 托换改造加固
混凝土 托梁拔柱 减小梁截面高
砌体 拆除承重墙
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5 托换改造加固
混凝土 预应力托梁拔柱
图8.4.17 叠合预应力梁
图8.4.18 预应力束—原梁组合结构
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混凝土 增加梁截面拔柱
图8.4.23河源市文福花园综合楼
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河源市文福花 园综合楼位于广东省 河源市区，其楼建筑 层数共八层，为框架 结构体系，平面内横 向柱距为4.0m，纵向 柱距为6.0m。拟将首 层横向两根柱拆除, 使梁跨度增大为8.0m ，设计采用大截面转 换梁支撑上部荷载， 并在端部加腋处理。
法”对横梁进行了二次加固，但横梁的裂缝仍无法解决，主要是超载严重时横梁内的
非预应力钢筋将产生很大的塑性变形，这种变形在码头卸载以后不能回缩回去，它阻
碍了大梁裂缝的闭合。用“无粘结钢绞线体外预应力加固法” 取得了很好的效果。
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3 加强结构整体性、稳定性
设新构件后不影响使用要求的多层房屋的楼面梁
、柱的加固。
优点--该方法施工时不破损原结构，因此施工安
全。
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2 改变竖向传力路径
增加支点 原理—增加支座减小计算跨度 适用性--外观和使用功能要求不高的结构加固 经常用于抢险工程 曾加结构刚度，减小挠度和振动 优点--简单、可靠、易拆卸 缺点--易损害建筑物的原貌和使用功能，可能减小使 用空间。
• 外加柱宜在平面内对称布置；通高布置 • 外加柱应与圈梁或钢拉杆连成闭合系统；与现浇钢筋混凝土楼、屋盖
或原有圈梁可靠连接；
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3 加强结构整体性、稳定性
砌体结构 构造柱
图 选自《09SG619-1 房屋建精筑品抗课震件加固（中小学校舍抗震加固）》图集
图8.4.14 双梁托换方案
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5 托换改造加固
砌体 拆除承重墙
施工时，将支承柱撑紧托梁 ； 通过化学锚栓将支承柱的翼缘与纵墙 连接，形成组合柱; 同时将基础加固并与支承柱连接牢固 ； 同样地，在托梁顶部通过化学锚栓与 楼板连接，形成组合梁。
2 改变竖向传力路径
增加支点 刚性支点法 弹性支点法
图8.4.29 阳台板受力模型 (a)原阳台板（一端固定，另一端自由）；(b)加固后阳台板（一端固定，另一端铰接
）
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2 改变竖向传力路径
桁架下设撑杆
(a)
(b)
(c)
图8.3.3.23 撑杆构件加固屋架 （a）拉杆锚固柱上；（b）拉杆锚固无间支座处；（c）拉杆锚固中间节点处
图8.4.13 单托梁托换方案
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5 托换改造加固
砌体 拆除承重墙
地基与基础处理→端支承柱→ 另一端支承柱→板下双托梁→混凝 土养护→结构监测→拆墙→室内装 修。
在双托梁之间设置穿越内墙对 拉的短肩梁（销栓），间距通常为 1000mm，上部墙荷载依照砌体平拱 原理将力经短肩梁传给托梁。
砌体结构 增设墙段或现浇混凝土边框柱使墙体 闭合
图源自 03SG611《 砖混精结品构课加件固与修复》图集 F-19
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3 加强结构整体性、稳定性
砌体结构
构造柱
• 在房屋四角、楼梯间和不规则平面的转角处设置，在内外墙交接处隔 开间或每开间设置；
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2 改变竖向传力路径
桁架下设撑杆
（a）轴力最大值2.9 （b）轴力最大值1.9 图8.3.3.11 桁架变为撑杆式结构
桁架的弹性支点法-等效为普通梁
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2 改变竖向传力路径
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3 加强结构整体性、稳定性
砌体结构 圈梁
• 增设的圈梁宜在楼、屋盖同一平面内闭合 在阳台、楼梯间等圈梁标高变换处，应有局部加强措施；变形缝两侧
的圈梁应分别闭合； • 圈梁应现浇 其混凝土强度等级不应低于C20，钢筋可采用Ⅰ级或Ⅱ级钢，截面尺
5 托换改造加固
混凝土 预应力托梁拔柱
图8.4.19 叠合梁
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图8.4.20 预应力吊索—屋面传力空间结构
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5 托换改造加固
混凝土 预应力托梁拔柱
图8.4.21 捆绑预应力梁
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设置拉（杆）索 原理：拉索有预应力—双向弹性支点 拉索无预应力--单向弹性支点
图8.4.42 设置拉杆加强结构刚度 (a) 加强输电支架的刚度；(b)减小悬臂端的挠度；(c)减小梁的跨度
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2 改变竖向传力路径
施加预应力---等效荷载的观点—跨中的弹性支点 混凝土结构：混凝土受压性能好；梁高大可以提供的等效竖向荷载