工程結(jié)構(gòu)鑒定與加固

混凝土受彎構(gòu)件加固設(shè)計(jì)報(bào)告人：秦磊混凝土加固結(jié)構(gòu)受力特征加固時(shí)原混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)受力，并產(chǎn)生一定的應(yīng)力應(yīng)變，加固屬于二次受力，而加固一般都是在未卸載或部分卸載的情況下進(jìn)行的，原結(jié)構(gòu)已經(jīng)存在著一定的應(yīng)力應(yīng)變，所以加固的部分并不能馬上承受荷載，只有在荷載發(fā)生變化時(shí)，才能協(xié)助原結(jié)構(gòu)共同分擔(dān)荷載。這樣新加結(jié)構(gòu)部分的應(yīng)力應(yīng)變始終滯后于原結(jié)構(gòu)，新、舊結(jié)構(gòu)不能同時(shí)達(dá)到應(yīng)力峰值，發(fā)生破壞時(shí)，新加部分可能并不能達(dá)到自身的承載能力極限。同時(shí)，如果原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力和變形較大，則新加部分的應(yīng)力將處于較低水平，承載潛力不能充分發(fā)揮，起不到應(yīng)有的加固效果。加固一般規(guī)定(八點(diǎn))1加固前必須由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行可靠性鑒定和加固設(shè)計(jì)；加固范圍可小(一個(gè)構(gòu)件)可大(整棟建筑)，但必須考慮結(jié)構(gòu)整體性；2加固后結(jié)構(gòu)安全等級由委托和設(shè)計(jì)方共同確定；3加固設(shè)計(jì)與施工應(yīng)緊密配合，并保證新老構(gòu)件共同工作；4加固設(shè)計(jì)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，避免不必要的拆除或更換；5加固施工時(shí)應(yīng)采取必要的臨時(shí)安全措施；6加固后結(jié)構(gòu)使用年限由設(shè)計(jì)和業(yè)主協(xié)商確定，一般宜按30年考慮；7使用粘結(jié)方法或聚合物加固的結(jié)構(gòu)應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)(10年)；8未經(jīng)鑒定或設(shè)計(jì)許可，不得改變加固后結(jié)構(gòu)用途和使用環(huán)境。加固設(shè)計(jì)計(jì)算原則(13點(diǎn))1結(jié)構(gòu)分析方法一般采用線彈性分析方法；2應(yīng)進(jìn)行規(guī)定的承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和驗(yàn)算；3結(jié)構(gòu)上作用應(yīng)調(diào)查和檢測核實(shí)(可引用可靠性鑒定結(jié)論)；4結(jié)構(gòu)上作用效應(yīng)計(jì)算簡圖應(yīng)符合實(shí)際；5作用效應(yīng)組合、組合值系數(shù)、分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按荷載規(guī)范確定，并應(yīng)考慮荷載偏心、結(jié)構(gòu)變形、溫度作用等附加內(nèi)力；6結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸對原有部分采用實(shí)測值，設(shè)計(jì)部分采用名義值；7原砼強(qiáng)度等級和鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值一般應(yīng)采用現(xiàn)場檢測結(jié)果推定的標(biāo)準(zhǔn)值(砼強(qiáng)度等級可采用鉆芯或回彈法，并應(yīng)進(jìn)行齡期修正)；加固設(shè)計(jì)計(jì)算原則(13點(diǎn))8加固材料質(zhì)量和性能(標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定9承載力驗(yàn)算應(yīng)考慮應(yīng)變滯后特點(diǎn)及新老結(jié)構(gòu)共同工作的程度10相關(guān)構(gòu)件及地基基礎(chǔ)必要驗(yàn)算(結(jié)構(gòu)質(zhì)量增大、荷載傳遞路線變化)11地震區(qū)結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固尚應(yīng)符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和抗震加固規(guī)范(質(zhì)量和剛度變化)12使用膠粘劑或參有聚合物(改性瀝青、聚合物砂漿等)加固設(shè)計(jì)尚應(yīng)進(jìn)行原結(jié)構(gòu)驗(yàn)算(確保偶然事件發(fā)生后，防止加固結(jié)構(gòu)的加固部分失效，要求原結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有一定的安全保證；要求原結(jié)構(gòu)構(gòu)件能承擔(dān)n倍恒載標(biāo)準(zhǔn)值作用)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值/永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值≤1，n=1.2；可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值/永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值≥2，n=1.5;1<可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值/永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值<2，n按線性內(nèi)插法確定加固材料標(biāo)準(zhǔn)值的確定(抽樣檢查)加固材料標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度平均值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算系數(shù)nα＝0.05時(shí)的k值nα＝0.05時(shí)的k值c=0.99c=0.95c=0.90c=0.75c=0.99c=0.95c=0.90c=0.754－5.1453.9572.680153.1022.5662.3291.9915－4.2023.4002.463202.8072.3962.2081.93365.4093.7073.0922.336252.6322.2922.1321.89574.7303.3992.8942.250302.5162.2202.0801.869103.7392.9112.5682.103502.2962.0651.9651.811抽樣試樣數(shù)置信水平(度)正態(tài)分布分位值結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定荷載標(biāo)準(zhǔn)值一般按現(xiàn)行荷載設(shè)計(jì)規(guī)范確定自重標(biāo)準(zhǔn)值＝單位自重標(biāo)準(zhǔn)值×實(shí)際尺寸(或結(jié)構(gòu)詳圖尺寸)按現(xiàn)行荷載規(guī)范采用現(xiàn)場抽樣確定荷載規(guī)范無規(guī)定自重變異較大的懷疑原設(shè)計(jì)值與實(shí)際有顯著差異屋面加固施工荷載低于現(xiàn)行規(guī)范的采用現(xiàn)行規(guī)范高于現(xiàn)行規(guī)范的采用實(shí)際荷載施工荷載過大的宜采取措施降低雪(風(fēng))載和樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值＝規(guī)范規(guī)定值×考慮目標(biāo)使用年限的修正系數(shù)φa下一目標(biāo)使用年限10年20年30－50年雪載或風(fēng)載0.850.951.0樓面活載0.850.901.0現(xiàn)場抽樣確定自重標(biāo)準(zhǔn)值方法試樣數(shù)量不少于5個(gè)。其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時(shí)自重標(biāo)準(zhǔn)值試樣平均值試樣標(biāo)準(zhǔn)差試樣數(shù)量抽樣數(shù)量影響系數(shù)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時(shí)ntntntnt52.1381.89151.76301.7062.0291.86201.73401.6871.94101.80251.71≥601.67對于非結(jié)構(gòu)的購配件，或?qū)χ谱鞒两涤杏绊懙臉?gòu)件若其自重效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時(shí)應(yīng)取其自重標(biāo)準(zhǔn)值gk,sup＝0。加固方法及配合技術(shù)直接加固法間接加固法增大截面法置換砼加固法外粘型鋼加固法粘貼鋼板加固法粘貼纖維復(fù)合材加固法繞絲加固法高強(qiáng)鋼絲繩－聚合物砂漿外層加固法外加預(yù)應(yīng)力加固法增設(shè)支點(diǎn)加固法混凝土結(jié)構(gòu)加固法裂縫修補(bǔ)技術(shù)錨固技術(shù)阻銹技術(shù)加固配合技術(shù)增大截面加固法設(shè)計(jì)規(guī)定適用范圍：鋼筋混凝土受彎(梁板)和受壓構(gòu)件的加固原砼要求：不應(yīng)低于C10(現(xiàn)場檢測結(jié)果)新砼要求：高于原砼一個(gè)等級且不低于C20界面處理和粘結(jié)質(zhì)量要求：符合規(guī)范規(guī)定可按整體截面處理基本假定：同《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單、經(jīng)驗(yàn)豐富、受力可靠、加固費(fèi)用低缺點(diǎn)：濕作業(yè)工作量大、養(yǎng)護(hù)期長、占用建筑空間多增大截面加固法的優(yōu)缺點(diǎn)加固形式砼構(gòu)件加固形式四周外包單側(cè)加厚三側(cè)外包雙側(cè)加厚柱四面加固四面加固單面加固雙面加固梁四面加固壓區(qū)加固拉區(qū)加固雙側(cè)加固三側(cè)加固受彎構(gòu)件正截面加固拉區(qū)加固加固方法壓區(qū)加固現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范疊合式受彎構(gòu)件抗裂度驗(yàn)算承載力計(jì)算裂縫寬度驗(yàn)算撓度驗(yàn)算驗(yàn)算結(jié)果表明，僅需增設(shè)混凝土疊合層即可滿足承載力要求時(shí)，也應(yīng)按照構(gòu)造要求配置受壓鋼筋和分布鋼筋受彎構(gòu)件正截面加固(拉區(qū)加固)原受壓鋼筋受壓屈服新增受拉鋼筋受拉屈服知識點(diǎn)：增大截面后的相對界限受壓區(qū)高度新增鋼筋位置處按平截面假定確定的初始應(yīng)變值，當(dāng)新增鋼筋與原鋼筋采用短鋼筋焊接時(shí)，可近似取h01=h0，εs1=εs0初始彎矩標(biāo)準(zhǔn)值M0k作用下原受拉鋼筋的應(yīng)變值受彎構(gòu)件正截面加固(拉區(qū)加固)原受拉鋼筋不屈服，應(yīng)重新驗(yàn)算新增鋼筋強(qiáng)度利用系數(shù)，取0.9受彎構(gòu)件斜截面加固截面最小尺寸驗(yàn)算條件（同砼設(shè)計(jì)規(guī)范）受彎構(gòu)件斜截面加固當(dāng)拉區(qū)增設(shè)配筋混凝土層，并采用U形箍與原箍筋逐個(gè)焊接時(shí)焊于原箍筋上新增U形箍單面焊≥10d雙面焊≥5d新增U形箍新增箍筋植箍筋用結(jié)構(gòu)膠錨固植筋方式埋設(shè)U形箍≥10d≥3d新增混凝土強(qiáng)度利用系數(shù)，取0.7受彎構(gòu)件斜截面加固當(dāng)增設(shè)鋼筋混凝土三面圍套，并采用加錨式或膠錨式箍筋時(shí)孔中用結(jié)構(gòu)膠錨固膠錨式箍筋膠錨式箍筋螺栓(螺帽擰緊后加點(diǎn)焊)鋼板加錨式箍筋加錨式箍筋≥120mm新增混凝土強(qiáng)度利用系數(shù)，取0.7相關(guān)構(gòu)造要求新增砼層最小厚度，板≥40mm，梁柱采用人工澆注時(shí)≥60mm，采用噴射砼施工時(shí)≥50mm。加固用的鋼筋應(yīng)采用熱軋鋼筋。板受力筋直徑≥8mm；梁受力筋直徑≥12mm；柱受力筋直徑≥14mm，加錨式箍筋直徑≥8mm；U形箍筋直徑與原箍筋相同；分布鋼筋直徑≥6mm.連接短筋d≥20mm連接短筋原鋼筋新增鋼筋Φ6聯(lián)系鋼筋連接短筋l1≥5d，短筋中距l(xiāng)2≤500mm，新增鋼筋與原鋼筋凈距≥20mm

外粘型鋼加固法一般規(guī)定適用范圍：需要大幅度提高截面承載力和抗震能力的鋼砼梁柱加固粘結(jié)要求：采用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑灌注；計(jì)算假定：加固后承載力和截面剛度按整截面計(jì)算，剛度EI近似值綴板角鋼原柱綴板與角鋼焊縫注膠防護(hù)層受彎構(gòu)件加固計(jì)算采用外粘型鋼加固混凝土梁時(shí)，應(yīng)在梁截面的四隅粘貼角鋼，若梁的受壓區(qū)有翼緣或樓板時(shí)，應(yīng)將梁頂面兩隅的角鋼改為鋼板。符合構(gòu)造規(guī)定時(shí)其正截面和斜截面承載力可以按照粘貼鋼板加固法的方法進(jìn)行計(jì)算，但是應(yīng)將對應(yīng)鋼板截面面積改為角鋼截面面積。

粘貼鋼板加固法概述及一般規(guī)定粘貼鋼板加固法是在混凝土構(gòu)件表面用建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，使鋼板與混凝土牢固地形成一體，以達(dá)到結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)作用特點(diǎn)：施工工藝簡單、速度快，對生產(chǎn)和生活影響小。被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場實(shí)測混凝土強(qiáng)度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不得低于1.5MPa粘貼鋼板加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)將鋼板受力方式設(shè)計(jì)成僅承受軸向應(yīng)力作用。采用粘貼鋼板對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。適用范圍：適用于承受靜力作用的一般受彎及受拉構(gòu)件；以環(huán)境溫度不超過60℃，相對濕度不大于70%及無化學(xué)腐蝕的適用條件為限，否則應(yīng)采取有效防護(hù)措施。破壞特征試驗(yàn)表明，粘貼鋼板加固梁破壞時(shí)，粘貼在梁底的鋼板可以達(dá)到屈服強(qiáng)度。在適筋范圍內(nèi)，隨著荷載的增加，加固梁在鋼板和梁中原筋屈服后因混凝土被壓碎而破壞。注意：若鋼板端部與混凝土撕脫，則此類加固梁破壞時(shí)，粘貼于梁底的鋼板未達(dá)到屈服強(qiáng)度，沒有明顯的預(yù)兆，端頭鋼板突然被撕脫，致使梁中原筋應(yīng)力突增，很快進(jìn)入強(qiáng)化階段而脆性破壞。粘貼鋼板應(yīng)力滯后:粘貼鋼板在以后的受力過程中存在著應(yīng)力滯后現(xiàn)象，因?yàn)橐话闶窃诓恍遁d的情況下進(jìn)行加固的，原梁中的鋼筋中已有一定的應(yīng)力存在，而所粘貼的鋼板僅在后加荷載作用下產(chǎn)生應(yīng)力。因此，當(dāng)原筋屈服時(shí)鋼板往往尚未屈服，而當(dāng)鋼板屈服時(shí)加固梁的撓度及裂縫會發(fā)展得很快。

外粘鋼板加固計(jì)算方法(1)、受彎構(gòu)件正截面加固計(jì)算：受彎構(gòu)件外粘鋼板加固計(jì)算簡圖考慮二次受力影響時(shí)，受拉鋼板強(qiáng)度有可能達(dá)不到設(shè)計(jì)值而引起用的折減系數(shù)，當(dāng)其值大于1.0時(shí)，取為1.0考慮二次受力影響時(shí)，受拉鋼板的滯后應(yīng)變，按式-1計(jì)算，若不考慮則取0式-1：加固前受彎構(gòu)件驗(yàn)算截面上作用的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算影響系數(shù),查《砼加固規(guī)范》

外粘型鋼(角鋼或槽鋼)加固法構(gòu)造規(guī)定：

優(yōu)先采用角鋼,角鋼厚度不應(yīng)小于5mm,角鋼邊長,對梁和桁架不應(yīng)小于50mm,對柱不應(yīng)小于75mm。沿梁、柱軸線方向設(shè)扁鋼（箍板）或綴板與角鋼焊接。箍板或綴板截面不應(yīng)小于40mmX4mm，間距不應(yīng)大于20r(r為單根角鋼截面的最小回轉(zhuǎn)半徑)，且不應(yīng)大于