工程结构鉴定与加固技术.docx
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工程结构鉴定与加固技术.docx
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工程结构鉴定与加固技术
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工程结构鉴定与加固技术
本课程的主要容:
◆概述
◇加固改造的必要性
◇加固改造涉及的主要容
◆结构可靠性检测与鉴定
◇使用环境对材料的影响
◇结构材料的一般检测方法
◇结构可靠性鉴定
◆结构(构件)加固设计
◇基本原则及一般方法
◇砼结构加固设计
◇砌体结构加固设计
◇钢结构加固设计
◇地基基础加固设计
◆抗震加固及增层改造的结构体系
◇组合墙结构体系
◇整体式外套结构体系
◇分离式外套结构体系
◆加固改造中的投资决策
◇现有建筑的评估
◇投资决策分析
.专业资料.
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◆工程实例
1.概述
1.1结构加固改造的必要性
1.1.1结构的缺陷
☆计算模式—理论计算和实际的差异
☆环境作用—物理、化学和生物等对材料的损伤,老化
☆人为因素—设计、施工和使用不当
☆意外灾害—风、火、水、地震等
☆规修订—标准的提高
1.1.2建筑业发展的趋势
★建筑业的发展大致可以分为三个时期:
☆战后重建(新建)—规模大、标准低
☆新建与维修改造并重
☆以维修改造为重点—
现有建筑的规模和功能不能满足要求;
新建费用高时间长,而改造工期短,投资少,效益高。
★对建筑业来说,21世纪是维修改造的世纪!
据美国劳工部门预测,维修改造业是最受欢迎的九大行业之一。
1.2加固改造学的容
1.2.1结构现状的可靠性评价
★现有建筑结构(材料)寿命的预测
★结构(构件)残余承载力的分析
.专业资料.
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★结构及结构材料的检测
★现有房屋的鉴定方法
1.2.2结构加固改造方法的研究
1.2.3加固改造后结构体系的分析
1.2.4加固方案的(评价)确定
★没有不可加固的结构,没有包打天下的加固方法,适才适用!
★方案可行性分析时应考虑:
☆安全性—施工和使用期间的安全
☆施工方便—工期、施工难度
☆适用性—使用要求、环境要求、空间要求等
☆经济性
2.结构可靠性检测与鉴定
2.1使用环境对材料的影响
2.1.1动力荷载对材料的影响
2.1.2火灾、高温对材料的影响
2.1.3腐蚀介质对材料的影响
2.1.4冻融对材料的影响
2.2结构材料的一般检测方法
2.2.1结构体系的调查
2.2.2砼结构材料的检测
2.2.3砌体结构材料的检测
.专业资料.
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2.2.4钢结构材料的检测
2.2.5地基基础的检测
2.3结构可靠性鉴定
2.3.1可靠性鉴定方法及程序
★鉴定分类☆正常使用性鉴定
☆安全性鉴定
☆可靠性鉴定
★鉴定程序及工作容
委托
初步调查
鉴定目的、围和容
详细调查
补充调查
安全性或使用性鉴定
可靠性评定
适修性评定
鉴定报告
☆初步调查包括:
资料、历史、现场和鉴定计划
☆详细调查包括:
结构情况、使用条件、地基基础
结构损伤、材料性能、必要的验算和检测等
☆可靠性评定包括:
安全性、使用性和可靠性评级。
按构件、子单元和鉴定单元分四级
.专业资料.
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☆适修性评级:
按构件、子单元和鉴定单元分四级
2.3.2结构的鉴定等级及标准
★分级容
☆构件安全性鉴定分级:
根据承载力、构造连结、不适于承载的位
移或裂缝等四个检查项目进行评定,分为au,bu,cu,du四级。
☆子单元的安全性鉴定分级:
民用建筑的第二层鉴定评级,包括地基
基础、上部结构和维护结构。
分为Au,Bu,Cu,Du四级。
☆民用建筑鉴定单元分级:
按子单元的安全性进行鉴定,分为Iu,
IIu,IIIu,IVu四级。
★分级标准
☆Iu(Au或au):
安全性符合鉴定标准要求,承载能力正常,可不采取处理措施。
☆IIu(Bu或bu):
安全性略低于鉴定标准要求,尚不影响承载能力,可能有少数构件应采取处理措施。
☆IIIu(Cu或cu):
安全性不符合鉴定标准要求,影响承载能力,应采取处理措施,且可能有个别构件(子单元)须立即采取措施。
☆IVu(Du或du):
安全性严重不符合鉴定标准要求,已不能正常承载,须立即采取处理措施。
2.3.3(砼)构件安全性鉴定评级
☆构件及其连接承载力评定标准
评定标准
构件类别R/0S
au级bu级cu级du级
.专业资料.
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主
要
构
件
1.0
0.95
0.9
<0.9
一
般
构
件
1.0
0.95
0.85
<0.85
☆构造与连接评定标准
评定标准
检查项目au级或bu级cu级或du级
连接或节点符合规标准不符合规标准
基本无缺陷有严重缺陷
受力预埋件合理,无变形损坏明显缺陷,变形损坏
2.3.4子单元安全鉴定评级
第二层次,包括:
地基基础、上部承重结构和维护系统
★地基基础(包括:
地基、桩基和地基稳定性及基础和桩)
☆按地基或桩基(变形)评定
Au级:
不均匀沉降满足标准,无沉降裂缝变形等
Bu级:
不均匀沉降满足标准,有轻微沉降裂缝(W<1.5mm)
Cu级:
不均匀沉降不满足标准,连续2月速度>2mm/月,有沉降裂缝
(砌体W<10mm;预制构件间W<5mm)。
Du级:
不均匀沉降不满足标准,连续2月速度>2mm/月,有沉降裂缝
(砌体W>10mm预制构件间W>5mm),发展明显。
☆按地基(承载力)评定(有必要且有条件时)
☆按基础评定
抽查部分基础,按各基础所评等级评定该种基础;
有多种基础时,应分别评定后,取最低一个等级。
.专业资料.
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☆按桩评定
单桩评定按构件评定;
一个承台所含群桩,按单桩结果综合(a,b,c,d的比例);
多承台时,取各承台最低一个等级。
☆按地基稳定性评定—滑动史、滑动迹象等
★上部承重结构
☆每种主要构件安全性等级—根据a,b,c,d的比例综合☆每种一般构件安全性等级—根据a,b,c,d的比例综合☆结构整体性等级—根据结构、支撑和圈梁的布置、构造等☆不适于继续承载的结构侧向位移
★维护系统的承重部分
2.3.5鉴定单元可靠性评级
在用房屋鉴定要点
鉴定报告
可靠性鉴定适修性鉴定
鉴定单元安全性鉴定鉴定单元正常使用性鉴定
子单元安全性鉴定子单元正常使用性鉴定
地基基础上部承重结构维护系统
.专业资料.
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检查项目或构件
承载力构造连接变形腐蚀其它
2.4结构寿命的预测
3.结构加固设计
3.1结构加固的基本原则和一般方法
3.1.1结构加固的特点及基本原则
一、加固的特点
★施工方面:
☆场地狭窄,设备使用、操作困难
☆工期短,甚至不停止使用。
★设计方面:
☆对原有结构(构件)的评价和利用;
☆新旧结构(构件)的连接、新旧材料的连接;
☆对相邻结构(构件)的影响;
☆施工的可操作性等。
二、加固的基本原则
★全面了解原有结构及结构材料
★结构方案应技术可靠、经济合理、方便施工
★减少对原有建筑的损伤,尽量利用原有结构的承载能力★加固时,应加强对实际结构的检查,并随时消除隐患。
3.1.2加固方法及选择
.专业资料.
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一、直接加固法
直接加固法是通过一些加固措施,直接提高构件截面承载力等。
★加大截面加固法
采用同种材料,对原构件进行加固。
★外包(钢)加固法
采用异种材料(高强度材料,如钢材等)对原构件进行加固。
★预应力加固法:
采用异种材料(钢筋等),通过预应力使其与原构件共同受力
★辅助结构加固法
采用异种材料进行体外加固。
如直接用型钢或钢构架与原构件
形成组合结构,采取措施使其共同工作。
★外部粘钢加固法
用结构胶把钢板粘结在原构件的表面。
★FRP(FiberReinforcedPlastic)加固法
用结构胶把FRP(纤维增强塑料)粘结在原构件的表面
★其他加固法
二、间接加固法
间接加固法是通过一些措施,改变结构传力途径,减少荷载效应。
★增设构件加固法
在原有构件之间增加一个新构件,减少原有结构的受荷面积。
★增设支点加固法
在梁、板、柱等构件上增设支点,减少计算跨度(长度)。
★增加结构整体性加固法
.专业资料.
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通过支撑等构造措施使多个构件形成整体,整体破坏的概率小
★改变结构刚度比加固法
改变刚度比,调整结构的力分布。
★其他加固法
3.2砼结构加固设计
3.2.1砼受弯构件的加固
一、加大截面加固法
★受压区加现浇砼层加固法
☆方法—在钢筋砼受弯构件受压区加砼现浇层
☆原理—增加截面有效高度,扩大截面面积
☆效果—提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度
☆受力特点—同二阶段受力的钢筋砼叠合受弯构件
☆计算方法—同叠合受弯构件
☆注意问题—新旧砼强度不同;新加部分与原构件可靠连接;
叠合面抗剪承载力计算。
☆设计思路—确定现浇砼层厚度验算正截面承载力并确定受压
钢筋的数量判断结果是否合理验算斜截面和叠合面承载力。
.专业资料.
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受压区加现浇层加固梁计算简图
★增大主筋面积加固法
☆方法及原理—增大受拉主筋面积
☆效果-提高构件正截面抗弯能力和截面刚度
☆受力特点—当加固时不进行完全卸载时,加固后构件属二次受
力构件,新加钢筋的应力和应变均滞后与原钢筋;
当加固施工时采用完全卸载时,属一次受力构件,
新加钢筋与原钢筋应力和应变将同步发展。
☆计算方法—近似地按照一次受力构件计算,但应考虑实际二次
受力和二次施工协同工作不如一次施工好等原因
引起的新加受力钢筋强度得不到充分发挥的不利
影响,对新加钢筋强度进行折减。
☆注意的问题—界线破坏受
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