基于C＃的工程主体结构改造加固的研究

'基于C#的工程主体结构改造加固的研究ResearchofRenovationaboutEinforcedMainBuildingStructureBasedonC#研究生：张荣海指导教师：贾连光教授赵德平教授学科领域：建筑与土木工程二〇一五年十二月 分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文基于C#的工程主体结构改造加固的研究作者姓名：张荣海入学年份：2013年9月指导教师：贾连光教授学科领域：建筑与土木工程申请学位：工程硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：王连广答辩委员会组成：王连广单明秦桂娟党永勤许峰金路李明论文评阅人：杨金贤金路 硕士研究生学位论文摘要I摘要目前，中国的建筑市场已从迅速兴建时期迈向了创新建设与维修发展齐迈步的重要阶段，许多二十世纪七、八十年代建造的房屋、桥梁等工程结构，由于年代久远、缺少基本的修葺维护，并且随着时间推移，用户对于建筑工程的使用功能也会发生新的的需求。建筑工程的功能更改会导致原结构承载能力不能满足国家现行规范的要求。此外，部分建筑物也会受到所处地理位置和文化因素等诸多方面原因的影响。从国家经济发展情况的现状考虑，从节约成本的角度出发，拆除建筑物已经不是所有问题的最优解决方案了。因此，对于建筑工程的改造加固在国内建筑市场的需求日益加强。随着计算机的发展，人们的生活从传统的生活模式转变为了互联网模式，使我们的生活发生了翻天覆地的变化。计算机在建筑工程广泛使用，功能也越来越强大。将建筑工程改造加固与计算机软件相结合，改变最初的计算模式，这样可以使加固工程师从繁复的计算中解脱出来，有时间去做更多更深入的加固研究。同时，人们不断地利用各种手段开发适合不同建筑功能的计算机软件，使得建筑工程的受力分析更加精准、专业。本文以某医院工程结构检测及加固为背景，对老旧建筑结构采用传统的加固方法和现代加固方法相结合，并对加固后的整体结构进行深入分析，得出具有工程意义的结论，为今后类似工程加固设计提供参考。主要工作包括：对国内建筑结构加固的现状及发展进行分析，对建筑工程结构改造加固的使用方法进行分类总结；以沈阳某医院工程改造加固为背景，按照委托方的需求进行前期分析，制定检测方案，并做好相应准备工作；根据检测结果，对检测数据进行详尽的分析，并选取适宜的改造加固软件，根据现行国家相关规定标准对建筑工程进行整体结构受力分析，为建筑结构加固分析评定提供参考依据；研究并确定加固方案，并该结构在改造加固前和模拟改造加固后，采用PKPM软件进行结构分析及承载力验算，对验算结果进行分析，为建筑结构加固分析评定提供参考依据；通过对建筑工程改造加固计算数据的记录，设计融合全新编程技术和开发语言为一体的新型改造加固后的结构分析系统，同时通过系统对数据进行及时分析，以便实现基础施工到竣工后监测过程的智能化和信息化。关键词：分混凝土框架结构；结构分析；计算机；C#语言；加固设计 II摘要硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractAtpresent,China"sconstructionmarkethasfromtherapidconstructionperiodtowardstheinnovativeconstructionandrepairQidevelopmentstrideimportantstage,manytwentiethcenturyseven,inthe1980s,theconstructionofhouses,bridgesandstructures,becausetheageisremote,repairthebasiclackofmaintenance,andwithtime,usagefunctionfortheconstructionprojectwillnewdemand.Thefunctionalchangesoftheconstructionengineeringwillleadtotheoriginalstructurecarryingcapacitycannotmeettherequirementsofthecurrentnationalstandards.Inaddition,someofthebuildingswillalsobeinfluencedbythegeographicalpositionandculturalfactors,andmanyotherfactors.Fromthecurrentsituationofnationaleconomicdevelopmentconsiderations,fromthepointofviewofsavingcost,theremovalofbuildingsisnotthebestsolutiontoallproblems.Therefore,thestrengtheningoftheconstructionprojectinthedomesticconstructionmarketdemandisincreasing.Withthedevelopmentofcomputer,people"slifefromthetraditionalmodeoflifetotheInternetmode,sothatourlifehaschangedalot.Computerintheconstructionofawiderangeofuse,functionismoreandmorepowerful.Thecombinationofarchitecturalengineeringandcomputersoftwareisacombinationofcomputersoftware,whichcanchangetheoriginalcalculationmode,sothatthereinforcementengineerscanbefreedfromthecomplicatedcalculation.Atthesametime,peoplecontinuetousevariousmeanstodevelopthecomputersoftwarewhichissuitablefordifferentbuildingfunctions,whichmakesthestressanalysisofbuildingengineeringmoreaccurateandprofessional.Basedonthedetectionandreinforcementofahospitalengineeringstructure,thispaperusesthetraditionalstrengtheningmethodandmodernstrengtheningmethod,andanalyzestheoverallstructureoftheoldbuildings,anddrawsaconclusionoftheengineeringsignificance.Themainworkincludes:analysisofthecurrentsituationanddevelopmentofbuildingstructurereinforcement,theusemethodofbuildingengineeringstructurereconstruction,andthebackgroundofShenyangahospital,accordingtotheneedsoftheclient,andmakeadetailedanalysis,accordingtotherelevantprovisionsoftheexistingnationalstandardsforbuildingstructureanalysis,andthestructureanalysisandthebearingcapacityofthebuildingstructureanalysis,andtoprovidereferenceforbuildingstructurereinforcement.Basedontherecordoftheconstructionengineeringreconstructionandstrengtheningcalculationdata,designandintegrationofnewprogrammingtechnologyanddevelopmentlanguageasoneofthenewtypeofstructuralanalysissystem,andtimelyanalysisofdatathroughthesystem,inordertoachievethebasicconstructiontothecompletionoftheposttestprocessofintelligentandinformation.Keywords:Concreteframestructure;structuralanalysis;computer;C#language;reinforcementdesign IVAbstract硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文目次I目次摘要..................................................................................................................................................IAbstract..........................................................................................................................................III第一章绪论..................................................................................................................................11.1中国建筑结构改造加固的现状及发展..........................................................................11.2建筑结构改造加固的方法.............................................................................................31.2.1直接加固法...........................................................................................................31.2.2间接加固法...........................................................................................................51.3计算机编程语言.............................................................................................................71.3.1编程语言...............................................................................................................71.3.2C#程序设计语言....................................................................................................81.3.3计算机编程语言在建筑工程中的应用................................................................91.4研究内容与研究方法......................................................................................................9第二章工程概况与结构检测与鉴定..........................................................................................112.1工程概况........................................................................................................................112.2结构检测方案...............................................................................................................122.2.1工程检测内容......................................................................................................122.2.2现场检测所用仪器..............................................................................................122.2.3检测方法..............................................................................................................132.3结构承载力验算............................................................................................................182.4抗震鉴定........................................................................................................................182.5可靠性鉴定....................................................................................................................192.5.1可靠性鉴定评级的层次和等级划分..................................................................192.5.2安全性鉴定评级..................................................................................................192.5.3正常使用性鉴定评级..........................................................................................212.5.4可靠性鉴定评级..................................................................................................222.6本章小结........................................................................................................................22第三章框架结构改造后结构分析..............................................................................................233.1工程改造部位................................................................................................................233.2改造加固的技术原则....................................................................................................243.3工程加固运算软件的选取............................................................................................243.3.1SAP2000软件..................................................................................................253.3.2PKPM软件.......................................................................................................253.4承载力验算所依据的规范标准...................................................................................26 II目次硕士研究生学位论文3.5验算基本条件............................................................................................................263.6恒荷载值和活荷载值的选取....................................................................................273.6.1恒荷载..............................................................................................................273.6.2活荷载..............................................................................................................273.7工程加固前结构整体分析........................................................................................273.7.1结构自振周期.................................................................................................273.7.2位移.................................................................................................................273.8本章小结....................................................................................................................30第四章工程框架结构加固......................................................................................................314.1案例建筑工程各种构件的加固选定........................................................................314.2施工相关位置详图及施工步骤................................................................................314.2.1构件增设法（增设剪力墙）加固法..............................................................314.2.2增设钢梁、梁包钢、粘碳纤维加固法..........................................................324.3改造加固后结构整体分析........................................................................................404.3.1该工程自振周期.............................................................................................404.3.2位移.................................................................................................................414.3.3构件承载力验算..............................................................................................414.3.4PKPM模型立面图..........................................................................................434.3.5加固后抗震性能分析（静力弹塑性推覆分析Pushover）..........................444.4本章小结....................................................................................................................47第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计........................................................495.1系统介绍...................................................................................................................495.2开发环境的选择........................................................................................................495.2.1.NET框架........................................................................................................505.2.2C#语言..............................................................................................................515.2.3数据库技术的应用.........................................................................................515.3基于C#的加固改造结构计算系统..........................................................................525.3.1总体设计..........................................................................................................525.3.2数据存储..........................................................................................................535.3.3详细设计..........................................................................................................545.4本章小结...................................................................................................................63第六章结论........................................................................................................................656.1结论.........................................................................................................................636.2展望.........................................................................................................................63参考文献....................................................................................................................................67作者简介....................................................................................................................................69 硕士研究生学位论文目次III致谢..............................................................................................................................................72 IV目次硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文ContentsIContentsAbstract.............................................................................................................................................IAbstract..........................................................................................................................................IIIChapter1Introduction.....................................................................................................................11.1StatusquoanddevelopmentofChina"sbuildingstructuretransformationandstrengthening....................................................................................................................11.2Methodsforstrengtheningtheconstructionofbuildingstructures..................................31.2.1Directreinforcement...............................................................................................31.2.2Indirectreinforcement............................................................................................51.3Computerprogramminglanguage....................................................................................71.3.1Programminglanguage...........................................................................................71.3.2C#programminglanguage.....................................................................................81.3.3Applicationofcomputerprogramminglanguageinbuildingengineering.............91.4Researchcontentandresearchmethods...........................................................................9Chapter2Engineeringsurveyandidentification...........................................................................112.1Engineeringsurvey.........................................................................................................112.2Structuredetectionscheme.............................................................................................122.2.1Engineeringdetection...........................................................................................122.2.2Fieldtestequipment..............................................................................................122.2.3Detectionmethod..................................................................................................132.3Checkingcalculationofstructurebearingcapacity.......................................................182.4Seismicidentification.....................................................................................................182.5Reliabilityappraisal........................................................................................................192.5.1Reliabilityevaluationoftheratingofthelevelf...................................................192.5.2Safetyappraisalrating..........................................................................................192.5.3Safetyappraisalrating..........................................................................................212.5.4Reliabilityevaluation............................................................................................222.6Summary........................................................................................................................22Chapter3Thestructuralanalysisoftheframestructureafter........................................................233.1Engineeringreconstructionsite......................................................................................233.2Technicalprinciplesoftransformationandstrengthening.............................................243.3Selectionofengineeringreinforcementoperationsoftware..........................................243.3.1SAP2000..............................................................................................................253.3.2PKPM...................................................................................................................253.4Thebearingcapacitycalculationofthestandard...........................................................263.5Checkingbasiccondition...............................................................................................263.6Selectionofconstantloadandliveloadvalues..............................................................273.6.1Constantload........................................................................................................27 IIContents硕士研究生学位论文3.6.2Liveload.........................................................................................................273.7Theoverallanalysisofthestructureofengineeringreinforcement.........................273.7.1Structureselfvibrationcycle...........................................................................273.7.2Displacement...................................................................................................273.8Summary............................................................................................................30Chapter4Theconstructionoftheframework............................................................................314.1Caseofconstructionofvariouscomponentsofthereinforcementoftheselected..314.2Theconstructiondrawingandconstructionstepsrelatedposition...........................314.2.1Componentaddingmethod(additionalshearwall)reinforcementmethod....314.2.2Additionalsteelbeam,LiangBaogang,bondedcarbonfiberreinforcementmethod...........................................................................................................................324.3Theoverallanalysisofthestructuraltransformationandstrengtheningstructure..404.3.1Thenaturalvibrationperiodoftheproject......................................................404.3.2Displacement...................................................................................................414.3.3Checkingcalculation.......................................................................................414.3.4PKPMModel......................................................................................................434.3.5Analysisofseismicperformanceofreinforcement(AnalysisofstaticelasticplasticPushover)...........................................................................................444.4Summary..................................................................................................................47Chapter5BasedonC#theresearchanddesignofthestructureofthereinforcementandreconstruction.........................................................................................................495.1System......................................................................................................................495.2Developmentenvironmentchoice............................................................................495.2.1.NETframework..............................................................................................505.2.2C#language.....................................................................................................515.2.3Applicationofdatabasetechnology................................................................515.3C#basedreinforcementandreconstructionstructurecalculationsystem...............525.3.1Overalldesign..................................................................................................525.3.2Datastorage.....................................................................................................535.3.3Detaileddesign................................................................................................545.4Summary..................................................................................................................63Chapter6Conclusions..............................................................................................................656.1Conclusions..............................................................................................................636.2Outlook.....................................................................................................................63Reference.......................................................................................................................................67AuthorIntroduction.......................................................................................................................69Thanks............................................................................................................................................72 硕士研究生学位论文第一章绪论1第一章绪论随着我国社会经济的快速发展，城镇改造的步伐也在不断的加快，人们对日常生活的需求不仅仅局限于温饱，也对生活品质的要求有进一步的提高。“家”的概念在国人的心中自古便根深蒂固，家可以是狭义的居所，也可以是我们工作休息的场所，它的意义很广，却是人们不断追求的根脉，在中国人眼中，“家”永远都离不开思想中的建筑构造。所以根据中国如今的具体国情，对建筑的后期修葺、维护、改造就变得十分重要。因为建筑的发展不能仅仅依靠扩建、新建，这需要投入大量的资金和人力物力，与国家的发展对策相违背。对既有建筑的技术改造是十分必要且有用的，将新项目与老项目改造相互结合，采用因地适宜的技术方针，是发展进步，强国富民的必经之路[1]。计算机技术的发展日新月异，人们的思维已经快要更不上技术的更新速度了。经过计算机技术的几代发展之后，它在我们生活中的各个领域里都形成了一套比较完善的应用体系，方便了日常的生活和工作[2]。如果将计算机编程技术与加固行业相结合，哪怕只是做一个很小的改变，也许就可以使建筑加固技术有一个质的飞跃，也可以使技术人员从繁复的计算公式之中解脱出来，将时间投入到更深入的研究中去。1.1中国建筑结构改造加固的现状及发展中国建筑加固结构改造是伴随着建筑行业的兴起而发展起来的，它的出现是由于国内现有的大量年代久远的房屋和建筑。在20世纪的六十年代，中国建造了大批钢筋混凝土厂房、住房、办公楼，各种建筑物的总面积至少在90亿m2以上，其中绝大多数是混凝土结构、木结构和砌体结构，这些建筑使用时间较长，大部分已经超过了设计的使用年限[3]。同时，随着我国对建筑物的各项标准修订，抗震规范的要求也在不断的提高，这就造成一部分地区的老式房屋达不到现行规范的标准，从而需要对其进行加固处理。据不完全统计，我国有大约四分之一的县镇级老式住宅存在安全隐患，并且城市的住宅结构有逐渐向老龄化阶段发展的趋势[4]。其中的一部分建筑由于损坏严重其承载力已经不满足国家现行规范要求，对人们的生活安全造成威胁。但由于重新进行土建投资过大，从节约成本的角度出发，尽管房屋存在这样那样的一些问题，但不会因此拆除重建，而是选择采用对建筑结构进行加固的方法来使得老房屋安全性和使用性满足国家现行规范标准，确保其可以让人们正常使用。此外，由于专业技术不精准，在勘察、监理、施工过程中会出现一些技术方面的问题，在少部分新建成和正在建的工程项目初期就隐藏了不同程度的质量安全风险。对于这样的建筑物，如果不及时的采取补救措施，对其进行加固，很可能会导致安全事故。或者既有建筑需要改变其用途或进行接层等也需要对原结构进行加固。由于我国需要改造加固的建筑物逐渐增加，所以我国每年要投入大量财力和物力用于对这类建筑物进行修复改造，促进了建筑改造加固业的发展，形成了一个巨大的市场[5]。所以，对于建筑行业较为低迷时期加固行业仍具有相对的发展空间。 2第一章绪论硕士研究生学位论文图1.1沈阳某建筑接层加固施工图图图1.2广西某厂房粘贴钢板加固图Fig1.1ShenyangabuildingtoFig1.2Guangxiafactorytostrengthenstrengthentheconstructionplanthesteelsheet相比较而言，国外的建筑加固改造行业发展是十分迅速的，在建筑行业中所占比例举足轻重。从第二次世界大战结束到现在为止，经历了70年的时光，建筑及建筑服务行业在这70年中经历了几个阶段：第一阶段是大规模建造阶段；第二阶段是部分创新建造与修葺改造齐迈步阶段；第三阶段是旧建筑改造加固阶段[6]。欧美等经济发达国家从上世纪60年代就处于第三阶段了，它们将建设的重点从创新建造转移到对旧建筑的大规模改造加固之上。例如，英国在1975年-1980年期间，新建工程的数量和国家的投入费用相比之前都有所减少，而建筑维修改造的工程项目却在逐年的增加，1978年使用的改造经费是1965年的3.76倍，而到了2002年时，英国的建筑维修改造工程已经达到了建筑工程总量的1/3；瑞典在2003年时，对于建筑改造加固的投资已经占到建筑行业总投资的50%；在美国，新建筑业开始萧条，而维修改造业兴旺发展，美劳工部报道说，2000年后旧房维修改造业成为最受欢迎的九类行业之一[7]。国家的投资方向当然也就决定了科研的方向。由政府出面组织开展研究和技术开发工作也显示了经济发达国家对既有建筑物的重视，日本建设省从1981年至1984年用四年时间组织进行了提高建筑物使用寿命的技术开发项目，以防为主，从建筑立法、设计、施工和改造四个方面入手，解决建筑物的寿命问题，并已制订了一系列法令和标准。从90年代后期开始，在建筑业总投资中，发达国家的建筑加固改造所占1比重不断增加，本世纪初期已超过新建建筑。而我国目前处于第二阶段，并逐渐进入第三阶段。通过实际的工程经验，我们对传统的加固方法已经在思维中形成了一种既有的模式，许久以来，人们一直按照经验和制定的章程来对建筑进行修复、改造和加固[8]。也许在这个过程中，使用的方法并不实用，或者如果通过深入的探索和研究能够找到更好的解决方法，但是人们被固有的思维所牵绊，致使工程改造和加固的效率提高不上去。这也是加固技术发展畏步不前的一个原因。在我国加固方法已经形成了比较全面的技术体系和工艺，但还是不能满足我国经济日益发展的需求[9]。施工技术存在的问题尚多、建筑中的技术含量得不到提升、新的技术推广步伐缓慢，与发达国家相比存在较大差距。有些新型材料及新型的施工工艺均得不到因地适宜的应用，是目前的加固方法所欠缺的。 硕士研究生学位论文第一章绪论3建筑改造加固的本质是通过对建筑物补强使其安全性和使用性得到相对应的提高，但与新建工程相比，建筑的改造加固又有其不同特性：改造加固的工程与新建相比，加固的工程需对其受损、失修、缺陷等部位进行划分，较为严重的进行拆除清理。对于改造加固工程需要对原结构进行检测、验算给出结构适应性判断，确实需要进行加固时再进行加固计算，再综合考虑其刚度、强度、再续使用寿命、施工所需预算等[10]。由于施工现场的条件特殊性，部分改造加固工程现场受到条件的约束及不可予可知的因素，会导致加固施工中断施工无法继续，所以前期加固工程全面考虑是有必要的。1.2建筑结构改造加固的方法1.2.1直接加固法1.2.1.1增大截面加固法当混凝土构件承载力较差，刚度不满足规范要求时，采用增大构件的截面尺寸和配筋数量从而提高其强度和刚度的一种基本加固形式被称为增大截面加固法，其施工较于简便而被广泛应用于梁、板、柱等混凝土构件的加固，增大截面加固法分为四周全包、单侧加厚、双侧加厚、三侧加厚等加固方式[11]。详见图1.3。图1.3增大截面加固法Fig1.3Increasingsectionreinforcementmethod 4第一章绪论硕士研究生学位论文增大截面加固法能提构件各项性能，如轴压比，抗剪承载力和抗弯承载力等参数，其优点为取材方便、原理易懂、施工简单、对构件的承载力有较大的提高[12]。其缺点在于构件的截面尺寸增大影响外观及空间要求，养护周期较长，施工现场湿作业需求量相对较大，对人们生活及生产有一定影响。增大截面加固法在设计及施工中对新旧混凝土连接处必须进行着重考虑，确保新旧混凝土的结合完好，新增钢筋锚固符合规范要求。1.2.1.2外部粘贴加固法通过结构胶将钢板、玻璃钢、碳纤维、芳纶纤维等加固材料粘贴于构件需要加固部位的表面处，使加固材料和混凝土构件形成为一个构件，从而达到提高结构的承载能力的一种加固方式[13]。详见图1.4、图1.5。外部粘贴加固法其优点在于施工周期短、无湿作业、施工配套工具少、操作灵活简便、加固后对原结构的截面尺寸增加较少，其中碳纤维等特殊材料更具有较好耐久性和抗腐蚀性等特点。其缺点在于当温度大于60℃时，结构胶将受到高温失效，所以在施工时不应在高温环境中施工。结构胶在长期受力会使得自身发生松弛，为避免使其承载力受到影响，可以采取锚固措施来减小其受到的影响。图1.4粘贴纤维复合材加固法图图1.5粘贴钢板加固法Fig1.4BondedfiberreinforcedcompositematerialFig1.5Bondedsteelplatereinforcementmethod1.2.1.3外包钢加固法外包钢和粘钢的区分在于焊接，外包钢法是在构件的周围包以钢板或者型钢的加固方法，使得外部钢板或者型钢与原有构件的共同作用，以此来提高构件的承载力和刚度的一种加固方法[14]。详见图1.6。适用于可以较小增大截面同时又要大幅提高其承载力的建筑构件加固，常被应用于梁、柱、墙部位的加固方法。外包钢加固分为湿式外包钢法和干式外包钢法两种： 硕士研究生学位论文第一章绪论5（1）湿式外包钢法用乳胶水泥浆、环氧树脂等粘结材料以灌浆方式使得角钢粘贴在加固构件的周围，用缀板焊接，确保结合面的完好，使外包钢与加固构件成为共同受力构件的一种加固方式。其加固后整体性较好，能较大提高构件自身的性能。（2）干式外包钢法即用型钢直接包于构件表面，型钢与加固构件之间没有任何连接，采用水泥、砂浆进行填塞的一种加固方式，其加固后整体性得不到统一，虽然可以提高构件的延性，但较于湿式外包钢法略为逊色，其优点在于施工较为简单，无湿作业[15]。图1.6外包角钢加固法Fig1.6Anglesteelreinforcementmethod外包钢加固可以大幅度提高构件的抗压性和抗弯性，适用于受弯构件或偏心受压构件的加固，在外包方式上宜采用湿式外包钢进行加固[16]。1.2.1.4灌浆加固法灌浆法一般应用于边坡、路面及地基采用压送设备把不同化学原料的灌浆料灌注入构件裂缝、空鼓或沉降部位的一种加固方式[17]。一般灌浆料通常是以强度较高的材料作为骨料如（英砂、金刚砂）等，水泥充当结合剂使用。1.2.2间接加固法间接加固法是根据原有结构体系的客观条件，通过一些技术措施，改变结构传力途径，减少被加固构件的荷载效应，从而提高结构使用的安全度[18]。根据结构传力途径改变的不同性质，主要有以下几种加固方法：1.2.2.1构件增设加固法增设构件就是在原有受力构件之间增加新的构件（如增设墙体、扶壁柱、钢结构屋盖的水平支撑、柱间的垂直支撑等），使得结构整体性、承载力有较大的提高。详见图1.7。 6第一章绪论硕士研究生学位论文图1.7增设扶壁柱加固法图图1.8支点增设加固法Fig1.7ThereinforcementmethodofFig1.8Additionalreinforcementmethodaddingwallsupportingcolumn1.2.2.2支点增设加固法支点增设法一般通过减小计算跨度来提高其承载力的加固方法，较多应用在梁、板等受弯构件上。详见图1.8。1.2.2.3构件替换加固法许多建筑构件由于损坏、侵蚀、材料性能较差，修补往往起不到加固的理想效果，所以构件替换成为较为理想的加固方法，如砖构件用混凝土替换、木制构件用钢构件替换的方法。详见图1.9。图1.9更换构件Fig1.9Replacementmember1.2.2.4托梁换柱加固法托梁换柱是托屋架拔柱、托梁拆墙及托梁拔柱几种加固方式的总称，该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除或更换柱子和墙的一种加固方法[19]。这种加固法不同于一般加固方法，对原结构施加体外预应力属主动受力加固，在被加固建筑构件上施加等效相反的荷载，达到平衡，因其结构内力发生改变，对建筑结构的整体性影响较大。 硕士研究生学位论文第一章绪论71.3计算机编程语言1.3.1编程语言随着科学技术的发展，计算机应用在人们的生活中已经得到普及，在办公室、居住地、公共场所，随处可见与计算机相关联的物品。我们的生活被互联网真的互联了起来。隐藏在计算机背后的是强大后台数据及应用数据处理。编程语言就像计算机的嘴巴一样，表达着计算机的诉求，或者说是程序员通过编程语言来实现应用诉求。计算机编程语言指的是机器语言、汇编语言及高级语言[20]。这三种类型都是纯粹的编程语言。（1）机器语言机器语言也被称为原生码，是纯粹的机器代码，这些代码是一种由CPU直接解读的指令集，这种构成指令集的体系就是机器语言。机器语言是完全由二进制代码所组成的，运行效率高，但是实用性很弱。（2）汇编语言汇编语言是面向机器的程序设计语言，是一种低级语言，主要应用于硬件操作及一些高要求的程序优化等底层场合。虽然汇编语言已经不被广泛的应用，但是对于汇编语言的学习是很多必要的，只有了解了汇编语言的编译原理，才能更清晰计算机是如何运行的，它是计算机程序语言的前身设计。8086汇编、Win32汇编、.NET的汇编都是汇编的经典之作。（3）高级语言高级语言的语言基础就来源于人们日常生活中使用的语言，这样不仅使程序设计员容易操作，也增强了程序得可读性，即便是刚学习计算机语言的人，也能很快的理解程序的含义，这也是高级语言发展迅速的一个重要原因[21]。高级语言虽然运行效率要低于机器语言和汇编语言，但是语言有能够被人们所接受和使用的特点，所以实用性能远远高于机器语言和汇编语言。在大规模的应用软件开发设计中，高级程序语言成为大多数人不二的选择。高级程序语言包括Basic、Pascal、ObjectPascal、C、C++、C#、Java、ASP、ASP.NET、SQL等等。Basic是微软公司在上个世纪80年代推出程序设计语言，它的出现颠覆了计算机软件设计的世界，推进了计算机软件设计的进程，将程序员从繁复的代码中解救出来，这样就有更多的时间和精力来研究程序结构设计[22]。随着时间技术发展，又相继出了Basic的改进版VisualBasic和VisualBasic.NET，使Basic在功能性上有了质的飞跃。Pascal语言于60年代末被设计出来，并以电脑先驱帕斯卡的名字命名，Pascal语言结构严谨，语法精准，被誉为“诗篇一样的结构”，ObjectPascal和Delphi是它的改进版本。C语言是CPL语言的进化版本，于上个世纪60年代由贝尔实验室的研究员无意间研究出的编程语言。C语言具有灵活、简单的特性，易于教学，方便使用，是所有计算机程序员入门学习的一门程序语言。C++是C语言的改进版本，在保留了C的优点之后，添加了面向对象的这个涵义，就是这一小点的改变，使它在大型软件开发上游刃有余。 8第一章绪论硕士研究生学位论文C#继承了C与C++的强大功能，是一个具有潜力的新生代程序语言，在互联网高速发展的现代，拥有得天独厚的优势以及微软的强大技术支持，它的发展前景是最被看好的。1.3.2C#程序设计语言C#别称为C-SHARP，于2000年6月在微软职业开发者论坛(PDC)上首次被推出，2001年被正式发布[23]。它是一种高级编程语言，具有安全、稳定、通用、简单等多种性能，在编程语言中，一直是优雅的典范，它使用的运行环境为.NETFramework。C#在编程语法和运行方式上与Java都很相似，同样具有单一继承、接口等特点[24]。但是，作为微软公司的.NETwindows的应用主角，C#与Java又有多处差异，最主要的区别就是C#与组件对象模型是直接集成的，而Java是间接集成的。C#是C语言与C++的衍生物，对它俩而言既是继承也是发扬。它拥有C及C++的强大编程功能，实现了很多高级程序设计。也将C与C++中繁复的设计去除，方便使用者的学习与应用，在一定意义上而言，做到了“取其精华，去其糟粕”。同时，C#综合了VB简单的可视化操作和C++的高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。程序员可以在MICROSOFT.NET这个服务平台域中通过C#语言迅速有效的编写应用程序，这是一次革命性的科技发展，对于使用者、开发商乃至社会群体而言，一个充满商机和个性化的时代就这样有“预谋”的到来了。C#是微软深思熟虑后推出的一款设计语言，集万千功能于一身，是一项关于软件开发及工程的最新研究成果，能够应用的领域越来越宽泛。虽然很多人都认为C#只是Java的另一种诠释，但是，C#确实发展的越来越好，已经超越了Java的实用领域，无论是版本控制方面还是安全管理方面，C#较Java都是更胜一筹。在当代人们的生活模式中，产品设计的未来发展方向并不完全取决于产品的技术功能，一些产品附带的因素也会促使它走向成功。例如，UNIX操作系统，它是一个多用户、多任务，具有强大功能的操作系统，支持多种处理器框架，即便是这样一个技术卓越的产品设计，最终也还是输给了Windows操作系统的优雅界面。所以，虽然C#对于嵌入式设备软件开发上没有绝对优势，但是在网络服务方面，C#的即时编译和本地代码Cache方案却具有强大的功能和实用性。而且C#正在以自己的特质及优势逐渐被大家认识和喜爱，它一旦像C++一样普及，就会成为编程语言中的公共标准。这样对于软件开发商也是有百利而无一害的，因为他们既节省了Java的许可证费用，也拜托了微软的网络控制，对于这样的结果，那些一直反对微软的用户和开发商应该也是不反对的[25]。微软正是通过这样的方式达到了自己的目的。现在在所有的软件设计程序语言中，对于网络服务领域，C#是最有能力与Java竞争控制权的，这是C#拥有的巨大优势[26]。除此之外，如果C#和类似VB这种传统通用快速开发工具相比较的话，那么C#会赢得轻而易举，因为VB这类开发工具就像是鸡肋一样——“食之无味，弃之可惜”。在微软，C#占据了它们曾经的光环，又由于自身的结构漏洞， 硕士研究生学位论文第一章绪论9使之乱事缠身，不知所谓。设计者在最初的设计中都是追求完美的，但是任何设计都会存在问题，C#也有它自身的缺点。首先，C#的运行是有基础的，它必须在.NET运行库中运行，但是.NET是XP发行以后的部分版本才有，所有很多使用较旧版本的Windows用户是无法使用的，这是C#推广的最大弊端[27]。其次，由于C#的可用的运行库和组件是特定的，选择对象较少，所以缺少了丰富的第三方软件库使用，这个问题除了需要技术员的技术支持外，还需要各软件开发商的支持和理解[28]。第三，微软的Windows平台虽然已经成为软件平台中的龙头，但是有利有弊，微软的名声并不好，现在出现了很多反微软的联盟者，这使C#的使用也受到了一定的限制。但是对于软件开发商而言，开发软件最重要的还是技术成熟度，越成熟就越好使用，所以好用的程序语言最终还是会成为开发商的首要选择。C#将不可避免地崛起，在Windows平台上成为主角。非常有趣的是，C#、C++及Java等这些软件开发语言的语法都很相似，因为JAVA和C#都是从C++之中演变应运而来的。而其余的软件开发程序语言也会在自己的征程中继续努力前行，不过在市场竞争份额中，它们将不可避免的受到严重的冲击。通过以上的介绍，C#的优势一览无余，而且技术已经发展趋于成熟，如果将C#编程语言与改造加固结构计算系统相结合，那么无形中将减轻土木工程师繁复的计算压力，使之从中解放出来，从而有更多的时间对改造加固的建筑有其他更深层次的研究。1.3.3计算机编程语言在建筑工程中的应用计算机技术的发展速度可以用日新月异来形容，从1946年世界第一台电子数字计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生到现在大规模和超大规模集成电路计算机的产生，短短的70年间，我们的生活因为计算机的存在被彻底改变了。计算机技术被应用于娱乐、教学、工作等各个领域，在我们身边无处不在。建筑工程行业也毫不例外，计算机的管理程序、辅助设计等先进的技术手段，为建筑工程设计、施工、管理提供了便利，从某种角度而言，计算机技术的涉入是建筑工程技术提高的重要因素[29]。如何实现计算机技术应用，最终还是要依靠计算机编程语言来实现。现在已经有很多成熟的程序语言被应用于建筑工程之中。例如，MATLAB语言，它是一款数学软件，应用MATLAB语言的数值计算，可以对建筑结构抗震工程中的一些实际问题进行研究分析和编程计算；以Delphi编程语言和计算机为辅助工具，利用Delphi编程语言对建筑工程招投标阶段的模糊综合评标法的数据进行处理，得出直方图，从而能进行更形象、更直观的分析判断；AutoCAD依靠其强大的使用功能和简便易懂的操作方法被广大的工程技术人员所喜爱，LISP编程语言作为它重要的开发工具使AutoCAD的功能更加完善和丰富，在众多CAD软件中占有一席之地。1.4研究内容与研究方法以沈阳某主体结构改造加固工程针对其框架结构房屋局部改造加固为给出背景，对由 10第一章绪论硕士研究生学位论文于改造引起的结构性能弱化和性能降低的钢筋混凝土框架结构，从安全、经济、便于施工等几方面对整体上对结构进行分析、处理和加固。本文拟从原结构和模拟改造后结构分析与验算、加固方案优化设计以及效果分析评价等方面着手，采用传统的结构加固方法和现代结构加固方法相结合，对钢筋混凝土框架结构进行改造加固。运用C#编程语言，使用VisualStudio2005这个开发平台，设计出一款应用软件，与现有结构设计软件项配合，提高结构加固设计效率。具体内容如下：（1）通过工程案例对建筑结构进行检测，对该工程构件的强度、尺寸及钢筋保护层情况进行抽检，为后期改造加固提供相应数据。（2）确定工程改造情况，使用PKPM软件对该工程模拟改造后进行计算，通过计算所得自振周期、位移、混凝土构件承载力三个方面计算结果，为建筑工程结构加固提供必要的参考数据。（3）通过检测和改造后计算结果，以具体构件具体加固为原则，对该工程实际情况选取了包钢、增设钢梁、增设剪力墙、粘贴碳纤维的加固方法，应用PKPM软件对该工程加固后结构整体进行计算分析，并通过加固前后模拟计算进行对比，确定加固是否可行。（4）对基于C#改造加固结构计算系统进行详细严谨的设计，并对其功能进行应用。（5）针对工程改造加固的总结进行需求分析，制作系统功能结构图，对系统模块进行划分，基于C#改造加固结构计算系统进行详细严谨的设计，并对其功能进行验算检测。自2013年中国经历了“钱荒”之后，中国货币开始从单纯的数量型向价格型转变，而中国的劳动人口也逐渐出现“刘易斯拐点”现象。在这样的大环境下，建筑行业已经从熊市走向低调，单纯的从大学本科专业招生现象就可以看出。对于现在既有的存在使用问题的建筑工程而言，改造加固无疑要比拆了重建现实的多。使用C#编程语言设计一款计算系统，使加固计算更加简便和专业，具有一定的实用价值。 硕士研究生学位论文第二章工程概况与结构检测与鉴定11第二章工程概况与结构检测与鉴定2.1工程概况本文案例为沈阳某医院改造工程，医院主体结构为框架结构，地上三层，外墙采用320mm厚混凝土空心砖砌体，内墙采用200mm厚混凝土空心砖砌体，混凝土空心砖容重<11.8kN/m3，楼面采用无地热的瓷砖地面，屋面采用炉渣+珍珠岩保温防水屋面，建筑面积为2570.9m2。该工程于1999年8月被设计施工，于2001年竣工使用至今，工程建筑高度为13.6m，一层层高为3.9m、二层层高为3.9m、三层层高为4.3m。该工程框架柱截面尺寸为（400×400）mm、（300×300）mm，框架梁截面尺寸为（250×550）mm、（250×500）mm、（250×400）mm，楼板厚度为100mm，局部厚度为120mm、140mm、150mm。该工程框架柱、框架梁和楼板的混凝土设计强度等级均为C20，钢筋采用HPB235、HRB335级钢筋，工程基础采用人工挖孔桩基础。该工程改造加固前结构平面布置，如图2.1所示。图2.1改造加固前一至三层结构平面布置图Fig2.1Planforthelayoutofonetothreelayersofstructurebeforethe 12第二章工程概况与结构检测与鉴定硕士研究生学位论文图2.1是本文实例工程改造加固前一至三层的结构平面布置图，通过该布置图可以清晰的看出轴网尺寸、框架柱位置的相关信息，是后续分析的基础图。2.2结构检测方案因该工程拟改变原使用功能，现对该工程结构进行主体结构工程质量检测，通过对工程检测所得数据整理分析，为工程改造加固提供参考依据。2.2.1工程检测内容（1）对该工程现龄期混凝土强度进行检测；（2）对该工程主体结构构件截面尺寸进行检测；（3）对该工程主体结构构件钢筋保护层进行检测；2.2.2现场检测所用仪器（1）照相机：用相机对工程构件存在的问题进行记录分析。（2）数显回弹仪：回弹仪是建筑行业用于现场工程结构抗压强度非破损检测的常用仪器。在我国的工程检测领域,大量使用的是指针直读式回弹仪,现场检测时需人工读数、记录,资料整理时需人工查表、计算,作角度和浇筑面修正,经大量人工数据处理得到测区强度换算值,这种方法费时费力,且极易出现人为误差[30]。目前市场上全自动数显回弹仪(具有计算平均回弹值,各种修正功能,换算强度)几乎全为国外产品,这些国外产品价格昂贵,计算方法与我国有关标准不一致,西文显示,不便于工人操作。为此,研制了智能数显回弹仪,实现了全汉字操作菜单,使用简便、自动计算测区平均回弹值,可方便地进行角度和浇筑面修正、自动计算测区抗压强度换算值,当需要采用专用测强公式和碳化深度修正时可通过功能选项菜单选择,计算测区强度换算值。详见图2.2。（3）混凝土钻孔取芯机：为了采用钻芯法检测混凝土强度，混凝土钻孔取芯机对需要检测的混凝土构件进行钻取试块样本。详见图2.3。（4）钢筋探测仪：住宅、厂房、桥梁、隧道等混凝土结构工程中钢筋位置、钢筋分布间距及走向、保护层厚度、钢筋直径的探测；也可对非铁磁性介质中铁磁体及导电体（如电线、管线）走向及分布进行探测探测；混凝土结构施工质量验收检测；对在建结构的安全性和耐久性进行评估；对旧有结构进行评估、改造时对配筋量的检测；对楼板或墙体内的电缆、水暖管道等分布及走向进行探测。详见图2.4。（5）激光测距仪：利用激光对房屋的开间、进深、建筑的高度等进行准确测定的仪器。详见图2.5。（6）卷尺：用来测量构件截面尺寸的仪器。 硕士研究生学位论文第二章工程概况与结构检测与鉴定13图2.2数显回弹仪图图2.3混凝土钻孔取芯机Fig2.2DigitaldisplayinstrumentFig2.3Concretedrillingcoringmachine图2.4钢筋探测仪图图2.5激光测距仪Fig2.4SteeldetectorFig2.5Laserrangefinder2.2.3检测方法（1）在现场对建筑工程框架柱、框架梁和楼板混凝土现龄期抗压强度采用回弹-钻芯综合法进行检测，所谓回弹-钻芯综合法，就是通过回弹法检测出混凝土表面硬度，然后通过硬度来推算出混凝土的强度，在通过混凝土钻孔取芯机对构件钻取芯样，通过芯样强度的换算值，来修正回弹法推算出混凝土的强度值的一种二者结合的检测方法。（2）现场对该工程主要结构构件截面尺寸进行随机抽样检测，根据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）最小容量法要求对构件进行抽检。（3）现场对该工程主要结构构件钢筋保护层厚度进行抽样检测，根据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）最小容量法要求对构件进行抽检。通过检测，混凝土芯样试验结果和由此得到的混凝土现龄期抗压强度修正系数详见表2.1所示。利用表2.1中的修正系数对该工程混凝土现龄期抗压强度回弹推定值进行修正，推定混凝土现龄期抗压强度，其结果详见表2.2。 14第二章工程概况与结构检测与鉴定硕士研究生学位论文表2.1混凝土强度修正系数计算结果Table2.1Calculationresultsofconcretestrengthcorrectionfactor芯样芯样试验修正系数芯构位测区回弹推定值n样高度直径试压值f1c件置cor,ifc（MPa）ifcor,i/fcu,icu,ini1编(mm)(mm)（KN）（MPa）号189.724.728.10.882100.927.829.70.94框1-375.420.827.60.75架368680.88488.524.429.30.83柱层593.925.926.40.98690.224.828.30.88191.225.129.40.85框288.124.330.40.80架1-393.525.828.10.92梁368680.82476.821.226.70.79楼层580.422.130.40.73689.624.729.30.84板表2.2混凝土现龄期抗压强度推定结果Table2.2Theconstructiveresultsofthecompressivestrengthofconcreteatpresentage修正前强度换算值修正后砼现砼设砼现龄期修正构件平均值标准碳化深龄期强度推计强层数强度推定系数备注种类mfc差度定值fcu,e度等cu值fSfc（mm）cu,e（MPa）级（MPa）cu（MPa）达到设计强度等级框架柱1-336.93.429-1229.00.8825.5C20标准值的127.5％达到设计强度等级框架梁1-334.23.018-1226.30.8221.6C20标准值的108.0％达到设计强度等级楼板1-335.73.6110-1227.50.8222.6C20标准值的113.0％通过对该工程主要各构件钢筋保护层情况进行检测，依据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）（2011版）要求抽检，其结果详见表2.3、2.4、2.5。 硕士研究生学位论文第二章工程概况与结构检测与鉴定15表2.3框架柱截面尺寸抽检表Table2.3Theconstructiveresultsofthecompressivestrengthofconcreteatpresentage设计实测构层数轴线位置截面尺寸截面尺寸截面允许误差备注件mm×mmmm×mm4×B400×400403×402+8，-56×B400×400403×401+8，-5实测框架柱截面尺1层7×A400×400402×402+8，-5寸符合原9×C400×400401×399+8，-5设计要求。10×A400×400402×403+8，-54×B400×400399×405+8，-5框6×B400×400402×401+8，-5实测框架框柱截面尺2层7×A400×400402×402+8，-5架寸符合原9×C400×400403×399+8，-5柱设计要求。10×A400×400402×403+8，-54×B400×400399×403+8，-5实测框架6×B400×400403×403+8，-5柱截面尺3层7×A400×400403×402+8，-5寸符合原9×C400×400402×403+8，-5设计要求。10×A400×400399×403+8，-5表2.4框架梁截面尺寸抽检表Table2.4Theconstructiveresultsofthecompressivestrengthofconcreteatpresentage设计实测构层数轴线位置截面尺寸截面尺寸截面允许误差备注件mm×mmmm×mm3×B～C250×550248×551+8，-55×B～C250×550252×553+8，-5实测框架柱截面尺1层8×B～C250×550250×550+8，-5寸符合原6×A～B250×500248×501+8，-5设计要求。10×A～B250×500247×503+8，-53×B～C250×550252×548+8，-5框5×B～C250×550251×547+8，-5实测框架框柱截面尺2层8×B～C250×550249×548+8，-5架寸符合原9×B～C250×550253×549+8，-5梁设计要求。10×A～B250×500250×496+8，-53×B～C250×550252×552+8，-5实测框架5×B～C250×550248×551+8，-5柱截面尺3层8×B～C250×550251×549+8，-5寸符合原9×B～C250×550253×548+8，-5设计要求。11×B～C250×500253×551+8，-5 16第二章工程概况与结构检测与鉴定硕士研究生学位论文表2.5楼板截面尺寸抽检表Table2.5Theconstructiveresultsofthecompressivestrengthofconcreteatpresentage设计实测构截面允许层数轴线位置截面尺寸截面尺寸备注件误差mm×mmmm×mm2~3×A~B100108+8，-53~4×A~B100123+8，-5实测楼板面1层6~7×A~B100101+8，-5尺寸符合原11~12×B~C120119+8，-5设计要求。12~13×A~B100108+8，-52~3×A~B100107+8，-53~4×A~B10098+8，-5实测楼板面楼2层6~7×A~B10099+8，-5尺寸符合原板11~12×B~C120118+8，-5设计要求。12~13×A~B100104+8，-52~3×A~B100103+8，-53~4×A~B100106+8，-5实测楼板面3层6~7×A~B100103+8，-5尺寸符合原11~12×B~C12098+8，-5设计要求。12~13×A~B10097+8，-5通过对该工程主要各构件钢筋保护层情况进行检测，依据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）（2011版）要求抽检，其结果详见表2.6、2.7。 硕士研究生学位论文第二章工程概况与结构检测与鉴定17表2.6框架柱、框架梁保护层抽检表Table2.6Framecolumn,framebeamprotectivelayersamplingtable设计实测构件层数轴线位置截面允许误差备注箍筋保护层（mm）箍筋保护层（mm）2×B2526+10，-73×C2526+10，-7实测保护层符1层5×B2525+10，-7合原设9×B2525+10，-7计要求。12×C2524+10，-72×B2524+10，-73×C2521+10，-7实测保框护层符架2层5×B2523+10，-7合原设柱9×B2521+10，-7计要求。12×C2523+10，-72×B2526+10，-73×C2525+10，-7实测保护层符3层5×B2528+10，-7合原设9×B2527+10，-7计要求。12×C2525+10，-7A×4～52528+10，-7B×4～52525+10，-7实测保护层符1层A×7～82528+10，-7合原设B×10～112525+10，-7计要求。A×12～132523+10，-7A×4～52528+10，-7B×4～52529+10，-7实测保框护层符架2层A×7～82529+10，-7合原设梁B×10～112527+10，-7计要求。A×12～132528+10，-7A×4～52528+10，-7实测保B×4～52527+10，-7护层符3层A×7～82526+10，-7合原设B×10～112524+10，-7计要求。A×12～132525+10，-7 18第二章工程概况与结构检测与鉴定硕士研究生学位论文表2.7楼板保护层抽检表Table2.7Floorprotectionsamplingtable设计实测截面允许构件层数轴线位置备注箍筋保护层mm箍筋保护层mm误差3~4×A~B1518+8，-55~6×A~B1518+8，-5实测负筋保护层符1层9~10×B~C1519+8，-5合原设计11~12×B~C1517+8，-5要求。12~13×B~C1518+8，-53~4×A~B1519+8，-55~6×A~B1518+8，-5实测负筋保护层符楼板2层9~10×B~C1517+8，-5合原设计11~12×B~C1518+8，-5要求。12~13×B~C1519+8，-53~4×A~B1516+8，-55~6×A~B1515+8，-5实测负筋保护层符3层9~10×B~C1518+8，-5合原设计11~12×B~C1513+8，-5要求。12~13×B~C1518+8，-5通过表2.3、2.4、2.5可知该工程框架柱、框架梁、楼板混凝土现龄期抗压强度推定值分别为25.5MPa、21.6MPa、22.6MPa，均满足设计要求。另通过表2.6、2.7对该工程主要结构构件截面尺寸和钢筋保护层情况进行抽样检测，检测结果表明，该工程主要结构构件截面尺寸和钢筋保护层情况均满足设计要求。2.3结构承载力验算（1）PKPM计算软件（2010版）中国建筑科学研究院；（2）抗震设防烈度为7度（0.15g），设计地震分组为第一组，场地土类别为Ⅱ类；（3）基本风压：0.55kN／m2，基本雪压：0.50kN／m2；（4）屋面恒荷载所取荷载值为：q0=6.0kN/m2；（5）楼面恒荷载所取荷载值为：q0=4.5kN/m2；（6）框架柱、梁混凝土强度等级均按表2.2取值。经采用PKPM结构程序进行承载力复核验算，该框架结构一层～三层框架柱、框架梁、楼板构件承载力满足现行规范要求。2.4抗震鉴定（1）抗震措施鉴定该工程按8度抗震构造设防对该工程结构体系、整体性连接、抗震构造等抗震构造措 硕士研究生学位论文第二章工程概况与结构检测与鉴定19施设置情况进行鉴定，鉴定结果详见表2.8所示。表2.8该工程结构体系、整体布置、抗震构造措施鉴定结果Table2.8Theengineeringstructuresystem,theoveralllayout,seismicstructuralmeasurestoidentifytheresults满足规序号项目规范要求该工程实测情况范标准要求否1框架布置不宜单跨，应双向布置框架为多跨，双向布置满足2规则性标准第6.2.1条要求符合要求满足3梁截面宽度≥200mm250，550满足结构体系4梁截面高宽比≤4≤2.2满足400mm，5柱截面≥300mm满足400mm6柱轴压比≤0.9≤0.9满足7梁端纵向受拉钢筋配筋率≤2.5%满足8梁端底与顶面配筋量比值≥0.3满足9梁箍筋加密区范围500,750满足10梁箍筋加密区最小直径≥8满足11梁箍筋加密区最大间距150满足12加密区箍筋肢距≤250满足抗震构造13梁底面和顶面通长钢筋≥2φ12符合要求满足措施14中、边柱纵向钢筋配筋率≥0.6%满足15角柱纵向钢筋配筋率≥0.8%满足16柱箍筋加密区范围≥500满足17柱箍筋加密区最小直径8满足18柱箍筋加密区最大间距150满足19柱加密区箍筋肢距≤300满足通过表2.8可知该工程抗震体系和抗震构造措施均满足现行抗震规范要求。（2）抗震承载力验算采用《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中的计算方法对框架柱、框架梁、楼板的抗震承载能力满足规范要求。2.5可靠性鉴定2.5.1可靠性鉴定评级的层次和等级划分根据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292－1999）要求，该工程可靠性鉴定评级包括安全性鉴定、正常使用性鉴定，其层次划分共三个层次，第一层次为构件，第二层次为子单元，第三层次为鉴定单元。2.5.2安全性鉴定评级分三个层次逐级进行整个该工程的安全性鉴定评级，即构件—>子单元—>鉴定单元。 20第二章工程概况与结构检测与鉴定硕士研究生学位论文2.5.2.1各类构件安全性鉴定评级主要构件包括基础、框架梁、框架柱、楼板。每种构件一般按承载能力、构造、变形或者位移、裂缝四方面对其进行鉴定评级，并取最低一级作为该种构件的安全性等级。（1）按承载力评定各类构件安全性等级（a）基础：对该工程地上框架柱、框架梁、楼板、填充墙等构件情况进行勘察，未发现墙体出现由地基基础不均匀沉降引起的裂缝、变形和位移，该结构现地基及基础工作状况完好，可评为a级。u（b）框架结构梁、板、柱框架结构的框架柱、框架梁、楼板按承载能力评级均为a级。u（2）按构造进行构件的安全性鉴定评级框架结构梁柱节点连接方式正确，符合国家现行设计规范要求，无外观缺陷，现工作无异常，所有框架柱、梁、板构件可评为a级；u（3）按位移或变形评定进行构件的安全性鉴定评级框架梁、框架柱、楼板的变形和位移满足规范要求，评为a级。u（4）按裂缝进行构件的安全性鉴定评级框架结构部分各类主要构件均未发现结构性裂缝，故各类构件均评为a级。u2.5.2.2子单元安全性鉴定评级对该工程子单元进行安全性鉴定评级，主要包括地基基础、上部承重结构、围护系统及附属构件。（1）地基基础地基基础：现场对该工程上部梁、柱等结构构件的情况进行勘察，未发现梁、柱等构件出现由地基基础不均匀沉降引起的裂缝、变形和位移，从而可推定该结构现地基基础工作状况完好，可评为A级。u（2）上部承重结构上部承重结构的安全性鉴定评级，应根据其所含各种构件的安全性等级、结构的整体性等级，以及结构侧向位移等级进行确定。（a）各主要构件安全性等级各主要构件的安全性鉴定评级见下表2.9。表2.9主要构件安全性鉴定评级Table2.9Maincomponentsafetyappraisalrating序号构件种类评定级别1框架柱Au2框架梁Au3楼板Au（b）结构整体性等级该结构的布置基本合理，构件长细比、构造等满足现行设计规范要求，结构间的连接 硕士研究生学位论文第二章工程概况与结构检测与鉴定21设计基本合理，结构整体性评定为A级。u（c）结构侧向位移等级该结构的构件侧向位移没有超出《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292－1999）第6.3.5条要求，评定为A级。u综上所述，该结构上部承重结构（子单元）的安全性等级评定为A级。u（3）维护系统和附属结构框架结构维护墙体安全性等级评定为A级。u2.5.2.3鉴定单元安全性鉴定评级将该工程作为一个鉴定单元，进行安全性鉴定评级，由于子单元安全性鉴定评级最低评为A级，因此该工程安全性等级评为A级。usu2.5.3正常使用性鉴定评级2.5.3.1构件正常使用性鉴定评级对该工程构件进行正常使用性评级，主要包括框架梁、框架柱、楼板等构件，其中包括位移和裂缝两个项目。评级情况详见下表2.10。表2.10构件正常使用性鉴定评级表Table2.10normalratingscalefornormaluseofcomponents构件名称项目评定级别位移as框架柱、框架梁、楼板裂缝as2.5.3.2子单元正常使用性鉴定评级对该工程子单元进行正常使用性评级，主要包括基础、上部承重结构、围护系统，评级情况详见下表2.11。表2.11子单元正常使用性鉴定评级表Table2.11Normaluseofthesubunit序号子单元名称项目评定级别1基础地基基础As各种构件As2上部承重结构侧向位移As屋面防水As3天棚As围护系统隔墙As门窗As2.5.3.3鉴定单元正常使用性鉴定评级将该工程作为一个鉴定单元，进行正常使用性鉴定评级，由于子单元正常使用性鉴定最低评级评为A级，因此该工程正常使用性鉴定评为A级。ssss 22第二章工程概况与结构检测与鉴定硕士研究生学位论文2.5.4可靠性鉴定评级2.5.4.1构件可靠性评级根据上述构件安全性及正常使用性评级结果，构件可靠性评级结果见下表2.12。表2.12构件可靠性评级结果Table2.12Componentreliabilityratingresults构件名称项目评定级别承载能力a构造a框架梁、框架柱、楼板位移a裂缝a2.5.4.2子单元可靠性鉴定评级根据上述子单元安全性及正常使用性评级结果，子单元可靠性评级结果见下表2.13。表2.13子单元可靠性评级结果表Table2.13Subunitreliabilityratingresultstable子单元名称项目评定级别承载能力A构造A框架梁、框架柱、楼板位移A裂缝A2.5.4.3鉴定单元可靠性鉴定评级对该工程作为一个鉴定单元，进行鉴定单元可靠性鉴定评级，由于鉴定单元安全性鉴定最低评级评为A级，因此该工程鉴定单元可靠性评为Ⅰ级，可能有少数一般构件应在使用性或安全性方面采取措施。2.6本章小结本章以沈阳某医院三层框架结构工程为例，对其工程概况进行了详细了解，介绍了此次检测所用到的设备和此次检测的相关内容，并对该工程梁、板、柱采用回弹-钻芯综合法进行检测，并根据检测结果进行可靠性鉴定，可靠性评为Ⅰ级。 硕士研究生学位论文第三章框架结构改造后结构分析23第三章框架结构改造后结构分析3.1工程改造部位根据医院的要求，为方便患者就医，使得医院各部门使用能够得到最优化使用，欲将二～三层增设部分填充墙使房间布局更为合理化，同时在一～二层轴号为（2-3×A-B、11-12×A-B）位置处进行楼板开洞增设混凝土浇筑的双跑楼梯（目前原施工图纸楼梯洞口已封闭）。其改造部位详见图3.1—3.3。图3.11-2层开洞位置增设混凝土浇筑的双跑楼梯改造方案图Fig3.11-2layersofadditionalconcretepouringpositionofopeningthedoublerunstairrenovationplans图3.22层增设填充墙增加房间改造方案图Fig3.2Twolayersofadditionalfillingwalltoincreaseroomtransformationplan图3.33层增设填充墙增加房间改造方案图Fig3.3Threelayersofadditionalfillingwalltoincreaseroomtransformationplan 24第三章框架结构改造后结构分析硕士研究生学位论文其楼房改造的原因为：原来楼梯的位置虽然能够满足使用的基本功能，但是根据医院各职能部门的位置所在，患者治病时，要多走不少冤枉路，所以从关爱患者的角度出发，为减少患者走路步数，医院提出在一～二层开洞、增设双跑楼梯，同时为使得房间布局更为合理化，各职能部门能够各尽其用，在二～三层增设部分填充墙使得房间有所增加，为患者就医提供方便。3.2改造加固的技术原则改造加固工作的对象一般为既有建筑,由于部分既有建筑建造时间可能过早，导致其原设计和施工所使用的部分规范可能已经作废或改版,与国家现行标准规范存在差异，从而导致建筑不符合使用要求[31]。我们该对建筑工程进行改造并在计算后得到应用。以下是改造加固中应遵循的两点技术原则。（1）对存在历史意义的建筑和古迹进行改造加固时，由于历史建筑存在特有纪念性以及艺术性，有时甚至是一个民族的象征，所以需要在对这类建筑工程进行加固时，需要采取“修旧如旧”的技术原则，以便依然保存建筑的原本面貌、平面布局、结构体系，这样的改造加固仅需对改造引起的原结构性能弱化或承载力不足进行加固，从而使建筑结构本身保持原有的模样。（2）对在役及新建的工程进行改造加固时采取“补新以新”的技术原则，是指用“新”的方式对“新”的工程进行补充完善，这里的新方式首先要符合国家的现行标准规范，其次它有别于传统的改造加固方法，更加节约成本、稳定，使得建筑工程更加具有方便的使用性和可靠的安全性。对该建筑工程而言,其结构改造涉及局部的板拆除和梁的加固[32]。考虑到该建筑工程为在役建筑工程并且打算改变其部分使用用途，所以采用第二种技术原则，即“补新以新”的方式对该工程进行告知加固，且本工程改造加固设计是依据采用国家现行规范标准进行的。建筑物由于周围环境的影响、使用功能的更改、委托方对房屋空间、结构需求的变换导致建筑物在主体竣工完成后，需要对原有的建筑进行改造来使得建筑物更便于人们的使用和居住[33]，如何让工程在改造后方便于人们的使用同时也可以达到国家现行规范的要求是我们需要进行分析和归纳的，本章通过第二章的现场检测为依托对现场检测的数据进行整理分析，通过计算软件的选取、荷载的取值、规范的依据来对改造后的建筑物进行结构整体分析。3.3工程加固运算软件的选取传统的工程改造需要大量的记录、计算、绘图、整理、统计、查表等一系列繁琐的步骤，这些步骤不仅花费了人们大量的时间和精力，而且由于步骤过于繁琐往往会出现一些不可避免的计算问题，在1985年中国第一台计算机研制成功后，计算机已经成为了现代科学技术的必要工具，传统的工程计算需要大量的计算公式，工程计算机软件使得工程中 硕士研究生学位论文第三章框架结构改造后结构分析25的计算变得简洁、方便。3.3.1SAP2000软件SAP是一款分析引擎和设计工具软件，自三十年前被开发出来，它到现在已经成为了最新结构分析和设计方法的代名词[34]。SAP2000程序是以SAP(StructureAnalysisProgram)程序为基础，它由EdwardsWilson开发研制出的一种用于结构分析设计的软件，他作为第一个用Windows视窗作为平台来操作的软件，继承了SAP原有产品的传统功能，但是相对SAP，SAP2000新增了很多功能，它拥有很多强大的功能如整体性能三维分析、较为方便的组建工程模型、结构力的分析等功能。由于SAP2000较多用于水工结构形式的多样、边界条件相对复杂性的情况,在应用过程中一般是将整体结构分解成若干个单独构件进行计算分析,根据整体结构的边界条件进行模拟简化处理,然后借用一些结构计算辅助工具去解决；对于较复杂的大型建筑的重要部位再使用其他软件进行三维结构分析[35],例如ANAYS软件，ANAYS软件输出产生应力图形,同时还需要将其折算成为内力,后期处理工作量大,且要准确、熟练的使用ANASY软件,对于设计者来说较为繁琐，增加计算的复杂性。SAP2000软件对于水工结构形式的多样性、复杂性有全面的分析,SAP2000在建立模型时可以根据需要自己对工程的点对象、线对像、面对象进行定义,更加用于水工结构形式的多元性、复杂性。SAP2000软件的前期处理功能很强好,交互式图形界面为设计者提供更为方便的应用。3.3.2PKPM软件PKPM是中国建筑科学研究院工程软件研究所研究设计出的一款全国知名的软件。PKPM没有明确的中文名称，一般就直接读PKPM的英文字母。命名是这样的：最早这个软件只有两个模块，PK（排架框架设计）、PMCAD（平面辅助设计），因此合称PKPM[36]。现在这两个模块依然还在，功能大大加强，更加入了大量功能更强大的模块，但是软件名称却不改了还是PKPM。PKPM软件的主要一款用于结构承载力计算的软件，该软件较广泛应用于建筑设计是由于PKPM系列软件可以在建筑、结构、设备、概预算各专业间实现数据共享，PKPM系列软件对于繁琐数据文件的填写采用人机互换模式，使得繁琐的数据便捷化，大幅度提高人们的工作效率，其中的自动计算板重、自动传导荷载、自动提取结构几何信息完成结构单元划分并自动把剪力墙等构件划分成壳单元，也使得PKPM软件在计算过程中变得简单实用。在输入工程相关信息后自动完成内力分析、配筋计算等并生成各种计算数据。基础程序自动接力上部结构的平面布置信息及荷载数据完成基础的计算设计[37]。考虑到该工程的结构比较规则，形式较为统一，SAP2000的使用及计算同PKPM软件比较起来稍显繁琐，本工程对软件也未有特殊要求，因此本文选用PKPM软件对该工程的主体结构进行计算分析。 26第三章框架结构改造后结构分析硕士研究生学位论文3.4承载力验算所依据的规范标准（1）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；（3）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；（4）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；（5）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；（6）《混凝土中钢筋检测技术规程》（JGJ/T152-2008）;（7）《钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程》（DB37/2368-2013）;（8）PKPM计算软件（2012版）中国建筑科学研究院。3.5验算基本条件(1)结构规则性信息:规则；(2)抗震设防烈度值:7度（抗震措施提高1度）；(3)设计基本地震加速度值:0.15g；(4)设计地震分组选取:第一组；(5)工程建筑场地类别：Ⅱ类；(6)框架抗震等级:二级；(7)混凝土容重值:25.0kN/m3；(8)竖向荷载值计算信息:模拟施工加载法；(9)横荷载、活荷载是否单独计算:单独；(10)柱和墙体在设计时活荷载是否考虑折减:考虑；(11)基础计算活荷载折减系数:〔计算截面以上层数〕一层折减系数：1.0；二~三层折减系数：0.85；（本工程取1层1.0，2~3层0.85）(12)结构的阻尼比:5%；(13)特征周期：0.35g；(14)风荷载计算相关信息:计算X方向和Y方向风荷载；(15)对该工程的基本风压和基本雪压分别取值为：0.55kN/m3；和0.50kN/m3；(16)地面粗糙度分类:取为B类；(17)地震作用计算相关信息:计算X方向和Y方向的水平地震作用；(18)结构抗震计算的振型个数为:6个；(19)设计使用年限为:50年；(20)裂缝等级的控制:3级；(21)梁端负弯矩调幅系数为：0.85； 硕士研究生学位论文第三章框架结构改造后结构分析27(22)梁构件扭矩的折减系数为：0.4；(23)中梁部位刚度增大的系数BK取值为：1.5；(24)考虑地震作用的放大系数值为：1.0；(25)框架梁和框架柱保护层厚度值为：25mm；(26)框架梁和框架柱主筋强度值为:310MPa；(27)框架梁箍筋强度值为：360MPa；(28)框架柱箍筋强度值为：210MPa。3.6恒荷载值和活荷载值的选取建筑物荷载一般分为活荷载和恒荷载。3.6.1恒荷载建筑工程中一般把作用在结构上长期不变的荷载统称为恒荷载。经过对沈阳某医院建筑工程检测，得出医院的屋面、楼面荷载值为：（1）屋面恒荷载所取荷载值为：q0=6.0kN/m2；（2）楼面恒荷载所取荷载值为：q0=4.5kN/m2。3.6.2活荷载活荷载指在建筑结构中，荷载的作用位置、大小存在可能改变一种荷载形式统称为活荷载[38]。经过对案例医院建筑工程检测，得出医院各方面荷载值为：（1）屋面（不上人屋面）活荷载取值为：q0=0.5kN/m2；（2）楼梯间活荷载取值：q0=3.5kN/m2；（3）医院门诊室取为2.0kN／m2；（4）走廊取为2.5kN／m2。3.7工程加固前结构整体分析3.7.1结构自振周期结构按照某一次振型来完成一次自由震动所花费的时间，称之为自振周期，他是用来反应出结构的动力性能一种方式，同时也作为设计使用的参考依据。T1=0.9784(平动振型)T2=0.97253(平动振型)T3=0.5541(扭转振型)3.7.2位移在结构设计中，不光需要考虑结构构件设计强度，还需要对结构的稳定性进行考虑，结构位移的计算就是体现工程整体结构稳定性的一种直观方法。在考虑地震作用时，X方向的最大层间位移角是1/896;Y方向最大层间位移角是1/789, 28第三章框架结构改造后结构分析硕士研究生学位论文满足规范要求的的层间位移角限值1/550。经采用PKPM结构程序对该工程主体结构框架柱、梁进行承载力验算，验算结果表明该工程部分框架柱、框架梁现承载力不能满足现行规范及正常荷载作用下使用要求，承载力不足的构件详见表3.1、表3.2、表3.3和表3.4所示。表3.1一层增设剪力墙加固前框架柱承载力构件统计表Table3.1Astatisticaltableoftheloadbearingcapacityofthefrontframecolumnsstrengthenedwithalayerofshearwall序层加固前验算需配原设计配筋加固前验算需配原设计配筋构件位置号数筋X方向(mm2)X方向(mm2)筋Y方向(mm2)Y方向(mm2)11×A70010801700108021×B70010801400108031×C120010801400108042×A100010801500108052×B7001080130010806一2×C9001080140010807层3×A100010801200108084×B60010801300108095×C9001080120010801011×A10001080120010801112×A9001080120010801213×A900108013001080 硕士研究生学位论文第三章框架结构改造后结构分析29表3.2二层增设剪力墙加固前框架柱承载力构件统计表Table3.2Thetwolayerisaddedtotheshearwallstrengthenedwiththefrontframecolumnbearingcapacitymemberstatisticaltable构件加固前验算需配原设计配筋加固前验算需配原设计配筋序号层数位置筋X方向(mm2)X方向(mm2)筋Y方向(mm2)Y方向(mm2)11×A60010801600108021×B80010801500108031×C80010801500108042×A90010801300108052×B70010801300108062×C90010801600108073×B80010801400108083×C80010801400108094×B800108013001080104×C700108014001080115×B60010801300108012二层5×C600108014001080136×B700108012001080146×C500108015001080157×C600108014001080168×C600108014001080179×B400108012001080189×C500108015001080192×B700108013001080202×C900108016001080213×B600108014001080223×C800108014001080234×B400108013001080244×C600108014001080 30第三章框架结构改造后结构分析硕士研究生学位论文表3.3一层加固前框架梁承载力构件统计表Table3.3Astatisticaltableoftheloadbearingcapacityoftheframebeamstrengthenedwithonelayer序号层数构件位置加固前验算需配筋(mm2)原设计配筋(mm2)14×B-C至12×B-C正弯矩钢筋120094221-2×C负弯矩钢筋1600114032-3×C负弯矩钢筋110094241×B-C负弯矩钢筋160011405一层2×B-C负弯矩钢筋1500114061-2×B正弯矩钢筋140094271-2×A正弯矩钢筋14009428A×12-1负弯矩钢筋15001140913-B×C正弯矩钢筋1400942表3.4二层加固前框架梁承载力构件统计表Table3.4Thestatisticaltableoftheloadbearingcapacityoftheframebeamstrengthenedwiththetwolayer序号层数构件位置加固前验算需配筋(mm2)原设计配筋(mm2)4×B-C1正弯矩钢筋1200942至12×B-C21×B-C负弯矩钢筋1350942二层32×B-C负弯矩钢筋16001140410-11×B负弯矩钢筋1350942513×B-C负弯矩钢筋1350942通过表3.1、表3.2可知一～二层框架柱Y方向均存在配筋数不足的情况，通过表3.3、表3.4可发现一～二层框架梁正、负弯矩筋均存在配筋数不足的情况。3.8本章小结通过软件的对比来确定此次承载力验算所选择的软件，在校对完该工程相关信息后，使用PKPM软件对该工程进行计算，通过计算所得数据对该工程自振周期、位移、混凝土构件承载力三个方面进行计算分析，为建筑工程结构加固提供必要的参考数据。 硕士研究生学位论文第四章工程框架结构加固31第四章工程框架结构加固迭我国的建筑行业已经从广泛兴建阶段转型为稳健中求发展阶段，在转型期间国内工程的施工工艺、新型材料的研制、工程管理系统的完善、规范标准要求的提高都得到了很大空间的提升[39]，在此过程中，一些老、旧、荒弃的建筑如今已经成为国家建设关注的重点，对于这类建筑的维修、改造、加固、再利用也成为了建筑行业的主要组成部分，我国目前加固方法主要分为直接加固法和间接加固法[40]。4.1案例建筑工程各种构件的加固选定综合传统和现代的加固法的作为参照，考虑到工程现场实际情况及对工况检测后的计算分析，对需加固混凝土梁分别采取间接法（增设钢梁）和直接法（粘贴碳纤维、包钢）两种加固方法进行处理（其加固处理具体位置详见图4.5、4.6、4.11）对原结构一～二楼顶板开洞，并在开洞处分别增设两道剪力墙进行加固处理，其加固处理具体位置如4.1、4.2所示。4.2施工相关位置详图及施工步骤4.2.1构件增设法（增设剪力墙）加固法图4.1一层增设剪力墙加固Fig4.1Alayerofshear图4.2二层增设剪力墙加固Fig4.2Twolayersofshearwallreinforcement 32第四章工程框架结构加固硕士研究生学位论文图4.1为一层增设剪力墙加固图，图4.2为二层增设剪力墙加固图，新增剪力墙贯通建筑物层高，新增剪力墙混凝土设计强度等级为C30，新增剪力墙混凝土保护层为25mm，钢筋采用HPB300（I级钢）；HRB335（II级钢）级钢筋，钢筋绑扎链接均按现行规范执行，新增剪力墙与原结构混凝土连接处，原混凝土截面必须凿毛、凿成30mm齿槽、清理干净。图4.3剪力墙与框架梁节点Fig4.3Shearwallandframebeam400240图4.4剪力墙与框架柱节点Fig4.4Shearwallandframe图4.3、图4.4为剪力墙与框架梁、框架柱节点图，植筋锚固搭接长度为20d，采用LJ131胶作为植筋胶，新增剪力墙混凝土强度等级为C30，AZ-1为新增剪力墙，原混凝土柱截面尺寸为（400×400）mm，新增剪力墙墙厚为240mm。4.2.2增设钢梁、梁包钢、粘碳纤维加固法（1）材料采用热轧工字钢、钢板：Q235，焊条：E43，LJH高强无收缩灌浆料，I级碳纤维布（除图中注明外），碳纤维布单位面积重取300g/m2,碳纤维布的计算厚度为0.167mm，抗拉强度设计值不应小于2300MPa，弹性模量不小于2.3×105MPa。JGN—I建筑植筋粘合剂（A级）、131结构胶、JGN—P底胶、JGN—C粘浸胶。 硕士研究生学位论文第四章工程框架结构加固33（2）梁混凝土表面粘贴碳纤维布（a）施工时先破除梁表面抹灰层，对梁凸凹不平表面混凝土进行打磨，并清除混凝土表面浮灰。（b）对梁下脚部磨成R=20mm的圆角。（c）对梁混凝土表面刮（刷）一遍JGN—P底胶，待手指接触不粘手时，在刮（刷）一遍JGN—C粘浸胶，快速粘贴碳纤维布，并反复刮平，碳纤维布表面不应存留气泡为止，待24小时后方可进行下一道工序。（d）对碳纤维布表面刷一遍JGN—P底胶，洒细沙后，梁表面压抹20mm厚水泥砂浆。（3）框架梁外包型钢加固工程（a）先破除构件表面抹面砂浆，将其角部磨成圆角，清理干净后，对钢角清理表面浮锈，并用丙酮试剂清理表面浮灰，用夹具将角钢固定牢固。（b）用灌浆料灌完缝隙后，不可进行补焊。（c）外包型钢加固后，浇筑高强无收缩灌浆料，然后表面涂刷一遍结构底胶，洒一层细沙，再采用聚合物防水砂浆抹面，其压抹厚度不小于25mm。（4）新增设钢梁、梁包钢、粘碳纤维加固图4.5—4.23。图4.5一层增设钢梁加固平面图4.6二层增设钢梁加固平面 34第四章工程框架结构加固硕士研究生学位论文Fig4.5AlayerofsteelbeamsFig4.6Thetwolayerisaddedtotheplaneofsteelbeam图4.5、4.6为一～二层增设钢梁加固位置图，图中①、②、③为增设钢梁的节点处，——代表新增钢梁的位置。图4.7新增钢梁节点图Fig4.7Newsteelbeamnodediagram图4.8新增钢梁节点图Fig4.8Newsteelbeamnodediagram图4.9新增钢梁节点图 硕士研究生学位论文第四章工程框架结构加固35Fig4.9Newsteelbeamnodediagram图4.7、4.8、4.9为新增钢梁节点图，如图所示钢板截面尺寸为-20mm×250mm×380mm，焊缝尺寸为6mm，工字钢采用I36C，螺栓型号分别为M20和M24普通螺栓，钢板厚度t为14mm。图4.10新增钢梁节点Fig4.10Newsteelbeamnode图4.11新增钢梁Fig4.11Newsteelbeam图4.12新增钢梁Fig4.12Newsteelbeam图4.10、4.11、4.12为新增钢梁节点剖面图，图4.10板厚为170mm，图4.11板厚为 36第四章工程框架结构加固硕士研究生学位论文120mm，锚栓间距为200mm。图4.13一层框架梁加固平面图Fig4.13Abeamframestrengtheningplan 硕士研究生学位论文第四章工程框架结构加固37图4.14二层框架梁加固平面图Fig4.14Twostorybeamframestrengtheningplan图4.13、4.14为一～二层框架梁加固平面图，JGL-1、JGL-3为粘贴碳纤维加固位置，JGL-2为包钢法加固框架梁位置。LY1:1×0.167×100×梁长框架梁框架柱LD1:1×0.167×250×梁长LQ1:1×0.167×100×1050@400图4.15JGL-1加固图Fig4.15JGL-1Reinforcementmap 38第四章工程框架结构加固硕士研究生学位论文66角钢L100×8相互焊接形成钢箍4加固钢板-8×100(2条)M16锚栓与箍板焊接缀板-6×100@3005钢板-100×10t=884M16锚栓加固角钢L70×688钢板-8×250×200箍板-6×100@300缀板-6×100@30054三角形肋板t=8图4.16JGL-2加固图Fig4.16JGL-2ReinforcementmapLY3:1×0.167×100×1800@250压结钢片-250×50×3LM1:1×0.167×100×1/3梁长LM1:1×0.167×100×1/3梁长图4.17JGL-3加固图Fig4.17JGL-3Reinforcementmap图4.15、4.16、4.17为框架梁加固图，其中图4.15所示粘贴碳纤维尺寸分别为LY1：1×0.167×100×梁长，LD1：1×0.167×250×梁长，LQ1:1×0.167×100×1050@400。图4.17粘贴碳纤维尺寸分别为LY3:1×0.167×100×1800@250，LM1：1×0.167×100×1/3梁长，,压结钢片尺寸为-250×50×3。图中未标明尺寸均为mm。LY1:1×0.167×100×梁长LQ1:1×0.167×100×1050@400LD1:1×0.167×250×梁长图4.18JGL-1加固1-1剖面图Fig4.18JGL-1Reinforced1-1profile 硕士研究生学位论文第四章工程框架结构加固39LM1:1×0.167×100×1/3梁长图4.19JGL-3加固2-2剖面图Fig4.19JGL-3Reinforced2-2Profile压结钢片-250×50×3LY3:1×0.167×100×1800@250射钉LM1:1×0.167×100×1/3梁长LM1:1×0.167×100×1/3梁长图4.20JGL-3加固3-3剖面图Fig4.20JGL-3Reinforced3-3Profile30707030缀板-6×100@300M16锚栓6加固钢板-8×100穿楼板与箍板焊接8100箍板-6×100@3005006上端与锚栓焊接下端与角钢焊接加固角钢L70×6缀板-6×100@300250图4.21JGL-2加固4-4剖面图Fig4.21JGL-2Reinforced4-4Profile 40第四章工程框架结构加固硕士研究生学位论文30707030L100×8M16锚栓6加固钢板-8×100穿楼板与箍板焊接8100箍板-6×100@3005006上端与锚栓焊接下端与角钢焊接M16锚栓加固角钢L70×6200三角形肋板t=8框架柱钢板-8×300×200250图4.22JGL-2加固5-5剖面图Fig4.22JGL-2Reinforced5-5Profile角钢L100×10相互焊接形成钢箍加固钢板-8×100M16锚栓30钢板-100×1070250107030610缀板-6×100@300图4.23JGL-2加固6-6剖面图Fig4.23JGL-2Reinforced6-6Profile图4.18、4.19、4.20、4.21、4.22、4.23为框架梁加固图剖面图，其中图4.18所示粘贴碳纤维尺寸分别为LY1：1×0.167×100×梁长，LD1：1×0.167×250×梁长，LQ1:1×0.167×100×1050@400。板厚为100，图4.19所示粘贴碳纤维尺寸为LM1：1×0.167×100×1/3梁长，图中梁截面尺寸为200×400。图4.20所示图中梁宽度为250，压结钢片尺寸为-250×50×3，LY3:1×0.167×100×1800@250。未标明尺寸均为mm。4.3改造加固后结构整体分析将该工程按设计方案加固后的构件折算截面尺寸数据输入后,对结构进行分析,结果如下。4.3.1该工程自振周期T1=0.97253(平动振型)T2=0.96743(平动振型)T3=0.5530(扭转振型) 硕士研究生学位论文第四章工程框架结构加固41与模拟改造加固后结构验算结果相比,T1、T2、T3,均变小,变化幅度分别为0.60%、0.52%、0.20%。4.3.2位移在地震作用下,考虑扭转祸联的最大层间位移角,X方向为1/982;Y方向为1/831,满足JGJ3—91规定的层间位移角限值1/550。与加固前结构验算结果相比,X、Y方向最大层间位移角均有所减小。4.3.3构件承载力验算经采用PKPM结构程序对该工程主体结构加固后的框架柱、梁进行承载力验算，通过对加固前和加固后构件承载力进行列表对比。表4.1一层增设剪力墙加固后框架柱承载力构件对比统计表Table4.1Thestatisticaltableoftheloadbearingcapacityoftheframecolumn加固前加固后验加固后验原设计加固后验算需原设计配加固前验算需配筋算需配筋配筋Y满是否序号层数构件位置配筋X筋X方向算需配筋YX方向Y方向方向足规范方向(mm2)方向(mm2)(mm2)(mm2)(mm2)要求(mm2)11×A700700101813009001018满足21×B700700101814008001018满足31×C1200900101814009001018满足42×A1000900101815007001018满足52×B7001000101813008001018满足62×C9008001018140010001018满足一层73×A1000800101812008001018满足84×B600800101813008001018满足95×C900700101812008001018满足1011×A1000900101812008001018满足1112×A900800101812009001018满足1213×A900700101813008001018满足 42第四章工程框架结构加固硕士研究生学位论文表4.2二层增设剪力墙加固后框架柱承载力构件对比统计表Table4.2Framecolumntwobearingcapacityoflesscomponents加固后原设计配加固前验加固后验加固后验算需配验算需原设计配筋序构件筋算需配筋算需配筋满是否层数筋Y方向配筋YX方向号位置Y方向X方向X方向足规范(mm2)方向(mm2)(mm2)(mm2)(mm2)要求(mm2)11×A600600101810009001018满足21×B800800101815009001018满足31×C800800101815008001018满足42×A900800101813008001018满足52×B7006001018130010001018满足62×C900900101816009001018满足73×B800500101814009001018满足83×C800800101814008001018满足94×B800400101813009001018满足104×C700700101814009001018满足115×B6006001018130010001018满足12二层5×C600600101814009001018满足136×B700700101812008001018满足146×C500500101815008001018满足157×C600600101814008001018满足168×C600600101814008001018满足179×B400400101812008001018满足189×C500500101815009001018满足192×B7007001018130010001018满足202×C9009001018160010001018满足213×B600600101814009001018满足223×C800800101814009001018满足234×B400400101813008001018满足244×C600600101814007001018满足 硕士研究生学位论文第四章工程框架结构加固43表4.3一层加固前后后框架梁承载力构件对比统计表Table4.3Acomparisonoftheloadbearingcapacityoftheframebeamafteralayerofreinforcement加固前验加固后验原设计配序层加固后是否满构件位置算需配筋算需配筋筋号数足规范要求（mm2）（mm2）（mm2）4×B-C1正弯矩钢筋1200900942满足至12×B-C21-2×C负弯矩钢筋160011001140满足32-3×C负弯矩钢筋1100900942满足4一1×B-C负弯矩钢筋160010001140满足5层2×B-C负弯矩钢筋15008501140满足61-2×B正弯矩钢筋1400900942满足71-2×A正弯矩钢筋1400900942满足8A×12-1负弯矩钢筋15009001140满足913-B×C正弯矩钢筋1400850942满足表4.4二层加固前后框架梁承载力构件对比统计表Table4.4Acomparisonoftheloadbearingcapacityoftheframebeamandtheframebeambeforeandafterthetwolayers加固前验加固后验原设计配序层加固后是否满构件位置算需配筋算需配筋筋号数足规范要求（mm2）（mm2）（mm2）4×B-C满足1正弯矩钢筋1200900942至12×B-C2二1×B-C负弯矩钢筋1350900942满足3层2×B-C负弯矩钢筋16009001140满足410-11×B负弯矩钢筋1350800942满足513×B-C负弯矩钢筋1350800942满足通过表4.1、表4.2和表4.3、表4.4对该工程改造加固后柱、梁构件承载力进行验算，其结果显示加固后构件配筋数满足原设计要求。4.3.4PKPM模型立面图通过使用PKPM软件进行工程模型组建，使得设计者可以更为直观的了解建筑加固后建筑的分布、形态，也对预算所需的各种工程量作快速、自动、高效的统计工作。详见图4.24。 44第四章工程框架结构加固硕士研究生学位论文图4.24加固后模型立面图Fig4.24Modelelevationafterreinforcement4.3.5加固后抗震性能分析（静力弹塑性推覆分析Pushover）1、弹性CQC地震力主向0度施加竖向静力荷载，结构的计算内力作为侧推分析的初始应力，所有结构构件（框架梁、框架柱）等构件均采用实配钢筋作为构件的配筋参与计算（其推覆分析参数、位移结果和倒塌验算结果详见图4.25～4.32）。图4.25X(0度)向弹塑性静力推覆分析参数Fig4.25X(0degrees)totheelasticplasticstaticthrustanalysisparameters 硕士研究生学位论文第四章工程框架结构加固45图4.26Y(90度)向弹塑性静力推覆分析参数Fig.26Y(90degrees)totheelasticplasticstaticthrustanalysisparameters图4.27X向最大层间位移角图图4.28X向最大楼层位移Fig4.27XtothemaximumdisplacementangleFig4.28Xtomaximumfloordisplacement结果表明：X（0度）向最大层间位移角：1/125最大位移：88mm 46第四章工程框架结构加固硕士研究生学位论文图4.29Y向最大层间位移角图图4.30Y向最大楼层位移Fig4.29YtothemaximumdisplacementangleFig4.30Ytomaximumfloordisplacement结果表明：Y（90度）向最大层间位移角：1/153最大位移：82mmX（0度）向弹塑性静力推覆分析能力曲线、需求曲线及抗倒塌验算结果图4.31X(0度)向弹塑性静力推覆分析及抗倒塌验算结果Fig4.31X(0)topushelastic-plasticstaticpushoveranalysisandcollapseresistancecalculationresultsY（90度）向弹塑性静力推覆分析能力曲线、需求曲线及抗倒塌验算结果 硕士研究生学位论文第四章工程框架结构加固47图4.32Y(90度)向弹塑性静力推覆分析及抗倒塌验算结果Fig4.32X(90)topushelastic-plasticstaticpushoveranalysisandcollapseresistancecalculationresultsX（0度）向计算得到周期-最大层间位移角曲线、周期-加速度曲线（能力曲线）、需求谱曲线，对比分析前两曲线与需求谱曲线的关系。结果如图。能力曲线与需求曲线相交性能点[T（s）、A（g）]为（0.663，0.430）。最大层间位移角曲线与需求谱曲线相交性能点最大层间位移角为1/119<1/50，满足规范要求。Y（90度）向计算得到周期-最大层间位移角曲线、周期-加速度曲线（能力曲线）、需求谱曲线，对比分析前两曲线与需求谱曲线的关系。结果如图。能力曲线与需求曲线相交性能点[T（s）、A（g）]为（0.662，0.426）。最大层间位移角曲线与需求谱曲线相交性能点最大层间位移角为1/125<1/50，满足规范要求。4.4本章小结本章介绍了目前两大主要加固形式，直接加固法和间接加固法，使得我们对工程的加固方法有了更深入的了解，结合该工程实际情况选取了包钢、增设钢梁、增设剪力墙、粘贴碳纤维的加固方法，应用PKPM软件对该工程加固后结构整体进行计算分析。 48第四章工程框架结构加固硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计49第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计在通过对截面分析、裂缝计算、预埋件计算、碳纤维加固计算、桩基和筏板计算实现对加固改造系统的处理，同时系统进过及时的分析和处理之后就能实现基础施工和工后检查的信息化与智能化。5.1系统介绍在工程中需要选定一些具有代表性的特殊断面和一般断面进行数据验证，这样就能保证加固改造加固改造工程中的施工过程和加固预测得更加准确，以便动态地控制改造过程,监控并指导全面的施工。目前，我国加固改造过程中存在着自动化程度较低、仪器仪表的可靠性差、测量数据不及时和测量精度低等突出问题，这样即影响加固改造结果的预测也利于加固工程施工的信息化[41]。因此，本文以沈阳的某个项目为基础，通过使用微软公司的最新开发平台和最新开发语言结合全新的软件开发技术开发完成了一个套新型的加固改造后结构分析系统。该系统能够实现对整个加固过程的各个环节进行动态的分析和远程的观察，比如:沉降变形、孔压消散、墙体变化和土地排水结构等过程都能进行处理，从而实现了加固过程的信息化和智能化，在确保工期的前提下能够节省工程造价、缩短建设工期。系统功能结构如图5.1加固改造结构计算系统正斜裂预碳构桩筏截截缝埋纤造基板面面计件维计计计计计算计加算算算算算算固图5.1系统功能结构图Fig5.1Systemfunctionstructurediagram5.2开发环境的选择目前，基于Windows操作系统进行的软件开发工作，主要是面向对象的开发思想为主，开发平台主要是面向对象的可视化平台，语言是都是面向对象的语言。所以在Windows环 50第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计硕士研究生学位论文境下能和其配合比较好的主要是微软公司的开发平台、开发语言和数据库系统。所以本系统的开发使用的全套微软产品，开发平台VisualStudio2010，开发语言C#，开发使用的数据库系统MicrosoftSQLServer2005。5.2.1.NET框架.NET（VisualStudio.netEnterpriseArehiteet）也就是企业开发框架，说明该开发平台是为了实现对企业级的用户进行开发和使用的。.NET设计的目的就是在将来无论在何时、何地、任何设备上都能使用开发者熟悉的开发平台界面和熟悉的技术进行开发。这也是为了实现微软对未来的战略需求，就是把整个互联网本身作为新一代开发系统的平台和基础，把操作系统和互联网的设计思想进了进一步的扩展[42]。.NET平台可以实现众多的智能平台通过互联网进行交互，能够让用户来控制这些交互，而不是通过程序进行控制。这样就能实现程序开发人员开发出的程序不依赖于某个特定的应用程序，比较方便的实现了各个不同应用的互联互通。本质上来讲，.NET平台实际上就是定了一个通用的公共语言子集（CommonLanguageSubset,CLS）进行开发的平台[43]。CLS就是一种混合性质的语言，它是符合语言规范也能实现不同类库的连接。同时.NET平台还提供了XML（ExtensibleMarkupLanguage）可扩展标记语言，并且还为XML提供了统一的编程类库。具体的讲，.NET是一个定义了一种通用语言子集CommonLanguageSubset,CLS)的开发平台，CLS是一种为符合其规范的语言与类库之间提供无缝集成的混合语言。.NET提供了对下一代网络通信标准----可扩展标记语言(ExtensibleMarkupLanguage,XML)的完全支持，并统一了编程类库。NET平台框架能够给开发人员提供一个可扩展的、统一的、层次化的和面向对象的类库集合，就能实现不同程序语言在同一个开发平台下进行尽可能简单的进行交互性开发[44]。.NET平台框架具有跨语言的继承、调试功能和错误处理是因为它具备创建跨语言的编程接口这个就是API集合。(1)ADO.NET组件ADO.NET组件式能给程序开发提供一个网络上可扩展的数据访问服务的工具。ADO.NET非常适合进行数据库访问的一种模式，即可以作为简单的数据访问，又可以为数据返回客户端进行链接的高性能访问模式[45]。(2)XML数据组件在系统在把可以使用的数据都作为一个XML文档来处理，通过XML数据组件能实现任何数据的转换、传输和确认服务。(3)Windows表单组件Windows表单组件可以为编程人员提供基于Windows的用户接口和应用程序模型，能提供功能强大的AetiveX控件和全新的Windows界面。(4)ASP.NET应用服务 硕士研究生学位论文第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计51ASP.NET能实现对HTTP请求运行的语言，同时还具有很高的性能。ASP.NET的模板是Microsoft.NET框架进行配置的。能实现对XML进行构建和配置等优点。同时能进行高速缓冲服务和进行程序的实时更新。(5)XMLWeb服务ASP.NET能够构建出基于XMLWeb服务的编程模板，通过这个服务方式，编程人员可以轻松的进行XML相关的服务的开发。5.2.2C#语言C#语言是一种简洁的、类型安全的面向对象的语言。该语言诞生于2002年，使用它可以构建.NETFramework上运行的各种安全、可靠的应用程序，包括创建传统的Windows客户端应用程序、XMLWebService、分布式组件、客户端、服务器应用程序、数据库应用程序等。C#从C和C++发展而来，具有简洁、完全面向对象、支持跨平台、类型安全的特征，同时具备了“应用程序快读开发”语言的高效性，旨在编写基于数据库等应用程序[46]。与C++相比，C#易于掌握，在类、命名空间、方法重载和异常处理等方面比C++更现代化，比C++更简单，没有模板、内嵌函数及多重继承，在版本处理技术、类型安全性及垃圾收集器等方面都优于C++。C#的生成过程比C和C++简单，比Java更为灵活，没有单独的头文件，也不要求按照特定顺序声明方法和类型[47]。C#源文件可以定义任意数量的类、结构、接口和事件。C是面向过程的语言，C++既支持面向过程，又支持面向对象，C#纯粹是面向对象的。从应用来说，C在底层用的最多，如开发操作系统、基本的网络协议等；C++在中间层用得比较多，如开发应用程序等；C#在上层用得比较多，如创建ASP等。C#的开发环境就是基于.NETFramework，通过公共的跨语言的API集，方便、高效地进行程序处理。5.2.3数据库技术的应用在加固改造结构系统中十分重要的环节就是数据库的选择，因为这个涉及到采用什么方式与系统进行连接交互数据等关键操作。为了能够好的发挥系统的性能，在本文系统中选择的是Microsoft公司大型关系数据库SQLServer2012.MicrosoftSQLServer2012包括一个新的SQLServer商业智能版版本——SQLServerBusinessIntelligence，其提供了综合性平台，可支持组织构建和部署安全、可扩展且易于管理的商业智能(BI)解决方案[48]。它提供了基于浏览器的数据浏览与可见性等卓越功能、功能强大的数据集成功能，以及增强的集成管理。SQLServer2012商业智能提供了PowerView可视化工具，迎合了IT消费化的趋势，使业务人员能够通过简洁易懂的形式使用商业智能，并将数据转换为信息，更好地为企业决策服务。SQLServer2012生成的视图还可以快速导入PowerPoint，业务人员可以安全地进行分享和汇报。 52第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计硕士研究生学位论文SQLServer2012，将BusinessIntelligenceDevelopmentStudio升级为SQLServer数据工具(SQLServerDataTools，SSDT)，它提供了一个集成开发环境(IDE)以便为以下商业智能组件生成解决方案：AnalysisServices(分析服务)、ReportingServices(报表服务)和IntegrationServices(集成服务)。SSDT还包含“数据库项目”，可以为数据库开发人员提供集成环境，以便在VisualStudio内为任何SQLServer平台(无论是内部还是外部)执行其所有数据库设计工作。数据库开发人员可以使用VisualStudio中功能增强的服务器对象资源管理器，轻松创建或编辑数据库对象和数据或执行查询[49]。SQLServer2012提供了全新的高可用灾难恢复技术——AlwaysOn技术，可以帮助企业在故障时快速恢复，同时能够提供实时读写分离，保证应用程序性能最大化。若主节点出现故障，AlwaysOn会自动触发Failover机制，将辅助节点替代主节点，并继续进行读写操作。传统的数据库的索引都采用行的形式进行存储，而SQLServer2012引入了先进的列存储索引技术，列存储索引技术使查询性能能够得到十倍至数十倍的提升，其中星型联接查询及相似查询的性能提升幅度可以达到一百倍[50]。SQLServer2012能够支持结构化和非结构化的实时数据，同时提供对Hadoop和大规模数据仓库的支持，支持基于MPP的并行数据仓库，能够将数据容量扩展至几百万亿字节。5.3基于C#的加固改造结构计算系统系统根据综合采集数据以两种方式进行显示主要是文本和图形，同时能够自动的把数据导入到数据库中进行存储，如果不能自动导入的时候，也可以进行手动导入。这样就能实现大规模的数据进行存储和显示，计算和查询，其中采集到的数据就是直接加固的测量数据，这样就可以避免手工采集一定误差性和局限性。5.3.1总体设计系统按功能划分，总体上可以分为四个部分，分别是数据采集、数据存储、数据处理和数据的判定与评定。数据采集是在现在进行，把施工现场的数据直接自动采集过来；数据存储是把在现场采集到的数据实现存储、查询和删除等处理。数据的评判是把相关数据进行一定的处理，把有价值的数据留下来。通过转换就可以得到加固的结果，通过施工标准和规范来判断这样的加固是否是安全的，从而判断价格是否合格。整个软件系统由主控登录界面和多个功能窗体组成，包括截面分析、裂缝计算、预埋件计算、碳纤维加固计算、桩基和筏板计算等，系统中的各功能窗体通过主控界面的菜单进行切换，使得整个系统显得灵活紧凑，易于操作。系统整体结构图如下图5.2. 硕士研究生学位论文第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计53系统登录正斜裂预碳构桩筏截截缝埋纤造基板面面模件维模模模模模块模模块块块块块块块锚扰柱钢连固度配筋梁长计箍排暗度算列撑图5.2系统模块划分图Fig5.2SystemmoduledivisionFigure5.3.2数据存储ADO.NET是英文ActiveXDataObjectsforthe.NETFramework的缩写，它是为.NET框架而创建的，它提供对MicrosoftSQLServer、Oracle等数据源以及通过OLEDB和XML公开的数据源的一致访问。应用程序可以使用ADO.NET来连接到这些数据源，并检索、操作和更新数据。ADO.NET有效地从数据操作中将数据访问分解为多个可以单独使用或一前一后使用的不连续组件。ADO.NET包含用于连接到数据库、执行命令和检索结果的.NETFramework数据提供程序。可以直接处理检索到的结果，或将其放入ADO.NETDataSet对象，以便与来自多个源的数据或在层之间进行远程处理的数据组合在一起，以特殊方式向用户公开。ADO.NETDataSet对象也可以独立于.NETFramework数据提供程序使用，以管理应用程序本地的数据或源自XML的数据。ADO.NET有如下一些优点。（1）互用性：ADO.NET使用XML为数据传输的媒质。（2）易维护性：使用N层架构分离业务逻辑与其他应用层次，易于增加其他层次。（3）可编程性：ADO.NET对象模型使用强类型数据，使程序更加简练易懂。（4）高性能：ADO.NET使用强类型数据取得高性能。 54第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计硕士研究生学位论文（5）可扩展性：ADO.NET鼓励程序员使用Web方式，由于数据是保存在本地缓存中的，不需要解决复杂的并发问题。ADO.NET包含的类如下：1.Command类Connection对象建立到数据源的连接。它有ConnectionString属性、Open和Close方法以及使用BeginTransaction方法开始事务处理的能力。Command命令允许用户查询数据库、向它发送命令或者调用它的存储过程，可以使用该对象的Execute×××方法来执行这些操作。例如，使用ExecuteNonQuery方法向数据库发送操作查询，使用ExecuteReader方法执行会返回结果集的SELECT查询。2.DataReader类DataReader对象是Command对象的ExecuteReader方法返回的对象，它代表只向前的、只读的结果集。每次调用DataReader的Read方法时都会产生一行新的可用结果，然后就可以使用GetValue方法或者强制类型的Get×××方法查询每个单独字段。3.Dataset对象DataSet对象是ADO.NET非连接架构下的主要对象。它在使用时就像驻留在客户端计算机上的一个小型关系数据库，但又与任何具体的数据库完全无关。它包含一个DataTable对象的集合，其中每个DataTable对象都包含一个不同的结果集。DataTable对象包含一个DataRow对象的集合，而每个DataRow对象则包含了结果集里不同行中的数据。DataSet还包含一个DataRelation对象的集合，其中每一项都对应一个不同DataTable对象之间的关系，这些关系实现了同一DataSet中表与表之间的导航。4.DataAdapter类DataAdapter对象起着Connection对象和DataSet对象之间的桥梁作用。其Fill方法将数据从数据库移到客户端的DataSet对象，而其Update方法则按相反方向移动数据，它由应用程序在DataSet中添加、更改或删除的行对数据库进行更新。5.3.3详细设计详细设计主要是针对总体设计中已经完成的模块进行功能代码的实现，以及对系统的整个流程和数据进行处理和分析，最后产生出的一个结果。（1）登录功能模块的设计与实现系统的登录功能非常的重要是系统能不能有好的可靠性的重要保证。尤其是对系统进行相关信息的插入、删除和修改等一些操作权限，必须明确进行规定，这样才能保证系统安全的有效性。基于这样的思想系统的登录模块把权限分为以下几类：第一最高权限，超级管理员，能够对系统进行任何操作包括添加和删除用户以及对不同用户进行相应的权限授予，可以进行系统全部信息的查看和修改。不过虽然是超级管理员，也是不能看到其他用户的密码的。另外一种用户是普通管理员，能进行主要模块的删除、修改和编辑等功能。最后一类 硕士研究生学位论文第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计55是普通用户，可以查看信息、进行相关操作、修改密码等属于用户自己的相关的信息修改。图5.3登录流程图Fig5.3Logflowchart登录模块的算法实现：登录过程是：第一用户输入自己的用户名和密码，调用相关的处理函数，把用户存储在数据库中的数据全部查询出来，首先判断密码正确与否，如果正确就可以登录，不正确就提示重新登录或者找回密码。在用登录成功以后，就通过Session变量存储其登录标记，用于系统的判断登录是否成功。同时把用户名保存在Session变量中，在根据查询到的用户信息进行查询了解用户权限。 56第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计硕士研究生学位论文图5.4登录界面Fig5.4Logininterface主要程序代码：publicboolLogin(stringsLoginDBUser,stringsPassword){this.edtUserName.Text=sLoginDBUser;this.edtPassword.Text=sPassword;ConnectionConn=newConnection();intnResult=Conn.Open(m_sLoginDBUser);if(nResult>0){this.Cursor=System.Windows.Forms.Cursors.Default;ErrorCodeE=newErrorCode();E.ShowMessage(nResult);returnfalse;//Application.Exit();}stringsSQLVerifyUser="Selectt2.UserID,t2.SystemID,t2.WSID,t2.RightID"+"FromPlatF_Admin_Infot1,"+"PlatF_R_Admin_System_WSt2,"+"PlatF_WS_Infot3,"+"PlatF_R_System_WSt4"+"Wheret1.UserName=""+this.edtUserName.Text.Trim()+""and"+"t1.PassWord=""+this.edtPassword.Text.Trim()+""and"+"t2.UserID=t1.UserIDand"+"t2.SystemID=""+m_sSystemID+""and"+"t2.WSID=t3.WSIDand"+ 硕士研究生学位论文第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计57"t4.WSID=t3.WSIDand"+"t4.SystemID=t2.SystemIDand"+"t3.IPAddr=";IPHostEntryhostInfo=Dns.GetHostByName(SystemInformation.ComputerName);IPAddress[]address=hostInfo.AddressList;OracleCommandCmd=newOracleCommand();Cmd.Connection=Connection.DBConnection;Cmd.CommandType=CommandType.Text;OracleDataReaderReader;boolbValidUser=false;for(intindex=0;index0){this.principalid.SelectedIndex=0;}}privatevoiddeptree_AfterSelect(objectsender,System.Windows.Forms.TreeViewEventArgse){DepNodedepnode=(DepNode)e.Node;longdepid=depnode.getDepID();Depdep=(Dep)depHash[depid];if(dep==null)return;this.depname.Text=dep.getDepName();this.depcode.Text=dep.getDepCode();this.currentprincipalid=(int)dep.getPrincipalID();for(inti=0;i0anduserautoid=" 62第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计硕士研究生学位论文+this.dataGrid1[this.dataGrid1.CurrentRowIndex,0];SqlDataReaderoread=cmd.ExecuteReader();while(oread.Read()){intdirID=oread.GetInt32(0);}oread.Close();}privatevoidbutton2_Click(objectsender,System.EventArgse){SqlCommandcmd=newSqlCommand("deletefromt_adminuserwhereuserautoid="+this.dataGrid1[this.dataGrid1.CurrentRowIndex,0],myCon);cmd.ExecuteNonQuery();ds.Tables["power"].Clear();ds.Tables["t_adminuser"].Clear();myAdapter.Fill(ds,"t_adminuser");}privatevoidbutton1_Click(objectsender,System.EventArgse){AddAdminaa=newAddAdmin(myCon);aa.MyForm=(MainForm)this.MdiParent;if(aa.ShowDialog()==DialogResult.OK){ds.Tables["power"].Clear();ds.Tables["t_adminuser"].Clear();myAdapter.Fill(ds,"t_adminuser");this.getAdminUser();}}privatevoidbutton5_Click(objectsender,System.EventArgse){AddAdminaa=newAddAdmin(myCon);aa.MyForm=(MainForm)this.MdiParent;aa.UserAutoID=Int32.Parse(this.dataGrid1[this.dataGrid1.CurrentRowIndex,0].ToString());aa.UserID=this.dataGrid1[this.dataGrid1.CurrentRowIndex,1].ToString();if(aa.ShowDialog()==DialogResult.OK){ds.Tables["power"].Clear(); 硕士研究生学位论文第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计63ds.Tables["t_adminuser"].Clear();myAdapter.Fill(ds,"t_adminuser");this.getAdminUser();}}5.4本章小结本章基于C#程序语言进行建筑工程改造加固结构计算系统的设计，实现数据采集、数据存储、数据处理及判断与评定三个功能模块的应用，将建筑工程改造加固与计算机应用有机结合，实现基础施工和工后监测过程的智能化和信息化。 64第五章基于C#的加固改造结构计算系统研究与设计硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文第六章结论65第六章结论本文首先对建筑工程结构改造加固的方法进行了研究和探讨，并以沈阳某医院框架结构建筑的改造加固工程为研究对象,经过检测后，对实例的整体加以分析应用。通过分析、加固软件的选取、计算及施工，将实例进行加固处理。开发以VisualStudio2005为平台的应用C#为编程语言的计算机软件系统，将计算机软件开发与建筑结构改造加固相结合，使新的创新元素添加到建筑工作中，将使用者从从繁琐的计算中解脱出来。主要完成工作及取得结论如下：6.1结论（1）以沈阳某医院建筑工程为实例，经过对该工程构件的强度、尺寸及钢筋保护层情况进行检测，为改造加固提供相应数据，经过检测可知其混凝土构件现龄期抗压强度、构件的截面尺寸、钢筋保护层均满足原设计要求。（2）确定工程改造情况，使用PKPM软件对该工程模拟改造后进行计算，通过计算所得数据对该工程自振周期、位移、混凝土构件承载力三个方面进行分析，结果表明，实例工程中的一～二层框架柱、框架梁配筋数不足情况。因此该建筑工程需要对主体结构进行加固。（3）对工程加固方法进行分析，选取最适宜工程需求的外包钢加固法、外部粘贴加固法及构件增设加固法相结合的加固方法对实例工程进行加固，应用PKPM软件对该工程加固后结构整体进行计算分析，并通过加固前后模拟计算进行对比分析，实例中的出现的原情况都已解决且现承载力满足现行规范及正常荷载作用下使用要求。（4）通过对截面分析、裂缝计算、预埋件计算、碳纤维加固计算、桩基和筏板计算实现对改造加固系统的全面分析，基于C#编程语言，制作改造加固结构计算系统，从而为实现基础施工和工后监测过程的智能化和信息化。6.2展望本文结合具体工程实例,对框架结构改造加固工作在一定范围进行了讨论与研究,并通过C#制作改造加固结构计算系统。但由于计算机方面并不精通，且本人的研究水平和实践方面有限,本文部分内容还需多加改进和深入,应在以下几个方面加强研究:（1）本文属于一般低层框架建筑的研究,对多层及高层结构的框架、钢结构等结构的改造加固理论，本文的改造加固方法能否同样适用，还有待研究。（2）文中对加固方法的研究只是考虑到对整体所起的作用,未对构件本身在地震中应力应变等方面进行研究，这一方面还需要研究完善。（3）当面对地基承载力不足的建筑结构时,进行加层改造前如何进行加固设计。（4）由于计算机水平有限，设计的系统在很多地方都需要进行改进，如界面的美化、 66第六章结论硕士研究生学位论文使用功能应该更加丰富完善。将建筑行业与计算机相结合，将钢筋混凝土中注入科学技术的思想，这是一项很有意义的探索和研究。 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硕士研究生学位论文参考文献69[49]邹高峰.计算机技术在通信中的应用研究[J].中国新通信.2015(23):20-20 70作者简介硕士研究生学位论文作者简介张荣海，男，1987年10月生于辽宁省鞍山市。2007.9~2011.7沈阳建筑大学城市建设学院，土木工程系，工学学士学位。2013.9~2015.3沈阳建筑大学，土木工程学院，攻读土木与建筑专业工学硕士学位，师从贾连光老师。作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文（1）张荣海，《钢筋混凝土框架结构加固技术的研究与应用》，2015年11月 硕士研究生学位论文作者简介71 72致谢硕士研究生学位论文致谢岁月如梭，如歌。转眼间，两年半的的在职研究生求学生活即将结束，从工作岗位重新有机会回到校园学习，我很珍惜这次机会。站在毕业的门槛上，回首往昔，奋斗和辛劳成为丝丝的记忆，甜美与欢笑也都尘埃落定。建筑大学以其优良的学习风气、严谨的科研氛围教我求学，以其博大包容的情怀胸襟、浪漫充实的校园生活育我成人。值此毕业论文完成之际，我谨向所有关心、爱护、帮助我的人们表示最诚挚的感谢与最美好的祝愿。本论文是在导师贾连光教授的悉心指导之下完成的。两年半来，导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。导师不仅授我以文，而且教我做人，虽历时两载，却赋予我终生受益无穷之道。本论文从选题到完成，几易其稿，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血，在此我向我的导师贾连光教授表示深切的谢意与祝福!本论文的完成也离不开其他各位老师、同学和朋友的关心与帮助。在此也要感谢我的校外联合导师杨金贤及其他土木学院的各位老师在论文开题、初稿、预答辩期间所提出的宝贵意见，还要感谢同门的师兄师妹们，在科研过程中给我以许多鼓励和帮助。回想整个论文的写作过程，虽有不易，却让我除却浮躁，经历了思考和启示，也更加深切地体会了做一名土木人的精髓和意义，因此倍感珍惜。还要感谢父母在我求学生涯中给与我无微不至的关怀和照顾，一如既往地支持我、鼓励我。同时，还要感谢王哲同学两年半来对我的爱护、包容和帮助，愿友谊长存!张荣海2015年12月于沈阳建筑大学 硕士研究生学位论文致谢73 论文编号：课题来源：自拟'