




结构加固设计应该坚持的基本原则
混凝土结构的修复结构加固设计是对混凝土结构实施修复与加固达到预期的***重要环节,修复加固设计应坚持的基本原则如下:
1混凝土结构的修复加固设计应由富有经验的***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,***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***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)应考虑***少,***快,技术上可行,不影响交通,有较好的耐久性等方面的要求。
2修复结构加固设计应处理好构件与结构、局部与整体、临时与的关系
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。混凝土梁增大截面加固技术关键在于新、旧混凝土能否共同整体工作,核心是结合面剪力能否有效地传递。
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***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,***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
***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***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***,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***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。用临时支架加固时,改变了原简支梁的受力体系,支点处将产生弯矩,故必须进行受力验算。
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、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、***或低毒。机房设备用房的楼板荷重应依设备重量而定,通常应大于或等于800Kg/㎡。
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***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。***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。2修复结构加固设计应处理好构件与结构、局部与整体、临时与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。
卸荷结构加固承载力的计算,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。推荐阅读:建筑加固改造工程中需要注意的细节和问题
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。此种加固方法的优点主要是对增大梁的强度和刚度和稳定性是效果明显的和有保障的。
7结构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。植筋后进行非破损性拉拔试验,用来检测工作状态下的植筋质量,检测的数量是植筋总数的10%。
8力求与施工单位进行配合
进行结构加固设计时,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。鉴定报告是作为结构加固设计改造的一项重要依据,设计人员通过报告的结论、与鉴定相关机构沟通,掌握既有建筑的现状情况,为结构加固设计做好准备。相关阅读:关于混凝土结构直接建筑加固方法
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钢筋混凝土及预应力混凝土连续板桥
常见病害有:
(1)钢筋混凝土连续板桥各跨中附近板底由下而上的多条竖向裂缝,横向有可能贯通,属弯曲裂缝,表明抗弯能力不够;
(2)钢筋混凝土连续板桥各墩顶处桥面开裂,桥下渗水,一般都横向贯通,裂缝可有一条到多条,可由活荷载引起,也可由墩台不均匀沉降引起,说明负弯矩较大,支点截面抗弯能力不足;
(3)各跨中附近板底出现纵向裂缝,要么是钢筋混凝土板底横向钢筋配置不足,要么是混凝土保护层太薄,预应力筋周围混凝土局部应力过大,或是混凝土中的添加剂等原因使钢筋生锈,导致沿钢筋产生裂缝;
(4)跨中下挠,要么是施加的预应力不足,要么是跨中钢筋混凝土板底竖向裂缝过多过宽导致刚度降低,挠度增大。
上述病害可选的加固方法有;
(1)对板底裂缝,当缝宽超过规范要求时,可采用粘贴钢板或粘贴纤维复合材料法加固;
(2)对墩顶处桥面开裂,可采用在负弯矩区的混凝土铺装层内增设受拉普通钢筋或预应力钢筋,提高支点截面抗弯能力;
(3)预应力加固法,在板底设转向托架,按折线形布束张拉,此法对各种因受力产生的病害均有利;
(4)改变结构体系法,如在跨中或跨中附近增设斜支撑,解决跨中下挠过大,或预应力不足,但应增强支撑截面负弯矩区的受拉钢筋。
桥梁加固的基本原则和特点
旧桥梁的加固是一种借增大或维修桥梁构件来提高局部或整体桥梁承载能力和耐久能力的措施。因此桥梁加固技术一般以不改变原有的建筑样式为基本原则。一般进行桥梁加固的基本原则是:
1)一般应以不更改结构形式为原则,避免不必要的构件拆除和更换。
2)应考虑***少,***快,技术上可行,不影响交通,有较好的耐久性等方面的要求。
3)应对结构现有材料性能进行检测,通过实测评定材料的实际强度等级。
4)需考虑加固所处空间、结构损伤程度、修补后的耐久年限等。
5)应考虑***后建筑物的总体效应和重新分布的受力状态。
旧桥的维修加固与新修的桥梁相比有不少特点:一是旧桥的维修加固的工作难度要比新建时大。维修加固旧的桥梁必须在不影响正常交通运行的情况下进行。二是桥梁的维修加固工作不应改变原有结构的样式。三是旧桥梁的维修与加固更经济合理。随着交通运输业日益繁忙,桥梁耐久性和承载能力逐渐的不能满足要求,通常解决旧桥上述问题的方案有两种选择:一种是拆除旧桥重新建造新桥,另一种是对旧桥进行加固、维修。一种方案施工费时、费力,且造价较高,而第二种方案工程量少,施工工期短,所需费用少,可见,对旧的桥梁进行加固、维修在满足承载能力和安全性能的前提下具有很好的经济效益,桥梁加固,而且还节省***减少人力、物力。7检测试验在植筋施工前,要对所用钢筋及植筋胶进行现场拉拔试验,以确定钢筋及植筋胶是否符合设计要求。
桥梁的技术改造
桥梁结构的安全度是以结构的强度、刚度、稳定性及耐久性等指标来衡量的,也就是说,公路桥梁加固,桥梁结构必须满足基本的承载能力功能的要求。桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用其上的荷载,使桥梁结构构件或其连接构造不致产生***;结构各部分应具有足够的刚度,以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲变形;构件的截面必须有适当大小的截面尺寸,以使其在承受荷载时不发生屈曲而丧失稳定性。T型梁桥截面转换加固是桥梁维修加固中较为简便的方法,可进行桥下施工,工作量较小。
对桥梁结构物不仅要保证结构具有整体强度、刚度及稳定性,而且必须保证结构各组成构件具有足够的强度、刚度及稳定性,同时结构物必须具备良好的工作性能及足够的耐久性。但是,桥梁结构由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性以及计算假定的近似性等原因,其实际安全度往往是一个不确定值。但在实际工程中,也有它自身的缺点:涉及到施工工艺相对其他加固方法较多,现场湿作业大,周期长,造价相对较大,对现场生产和生活有一定影响。
有的桥梁由于设计与建造年代久远,原设计荷载标准偏低,公路桥梁加固,现时运行重车增多、行车密度增加而不适应;有的桥梁由于采用的桥型结构不当或设计计算假定不尽合理,导致结构实际受力状态与计算假定不完全相符;有的桥梁在施工时由于质量控制不严、管理不善而造成不应有的缺陷;有的则因不注意经常性的检查、维修整治导致结构产生缺陷而不能维持正常的工作条件等。3)应对结构现有材料性能进行检测,通过实测评定材料的实际强度等级。