浅谈建筑工程改造加固设计及注意问题分析

'　　浅谈建筑工程改造加固设计及注意问题分析：本文主要针对建筑改造加固设计一些相关技术及注意问题进行分析论述，仅供参考。　　关键词：加固改造设计计算方法注意问题　　1改造加固工程的步骤　　1.1改造鉴定的标准和依据（更新下规范）　　现行的规范规程。主要有:《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010);《混凝土结构设计规范》GB50010-2011;《砌体结构设计规范》(GB50003-2001);《钢结构设计规范》GB50017-2003;《钢结构加固技术规程》(CECS77∶96);《混凝土结构加固技术规程》(CECS25:90);《多层砖房结构加层技术规范》(CECS78:96)　　1.2改造加固鉴定步骤　　已建工程在改造加固前均需要由专业技术人员对其进行调查鉴定。一般步骤是:　　(1) 收集资料。调查了解该项目的状况(包括:设计图纸、竣工资料、使用维护日志、使用环境等)和准备改造的内容(使用功能、条件等)。　　(2)现场调查、测试。在现场收集建筑材料资料(主体结构和维护结构材料的损伤情况等)和建筑结构(结构变形、裂缝等)资料。　　(3)根据项目实际情况和要求的改造加固方案进行结构验算分析,以及进行相应的构件或模型试验,对改造加固方案加以验证。　　(4)改造加固工程一般应由具备相应资质并有经验的单位来施工完成,在这期间设计、监理单位应严格审查施工方案,并配合相关部门做好质检工作。　　2改造加固方法　　2.1砌体结构改造加固　　(1)对于砖砌体,主要问题可能是砖砌体承载力和稳定性不足,主要加固方法是扶壁柱法和钢筋X水泥法。　　(2)砖柱对应的加固方法主要有增大截面法和外包型钢法。　　砖砌体结构中常见的裂缝需要根据情况具体分析处理。由于温度原因造成的裂缝,可采取填缝封闭和加筋锚固方法;对裂缝较细又数量较多的,待裂缝发展稳定后可采用灌浆补强的方法; 而由于结构原因造成的裂缝则需先对承载力或稳定性不足的问题进行加固处理后再处理裂缝问题。　　2.2混凝土结构改造加固　　混凝土结构常用加固方法的特点及适用范围见表1。　　加固方法主要特点使用范围计算方法　　加大截面法　　采用原结构材料加大构件截面以提高承载力梁、柱、板、墙等一般构件　　详文献1　　　　外包钢加固法　　在混凝土构件四周包以型钢使其与混凝土协同工作,提高承载力。做法有干式和湿式两种。构件截面增大受限制或需要大幅度提高承载力。当采用化学灌浆外包钢时,型钢表面温度不应高于60℃,当环境具有腐蚀性介质时还应有可靠的防护措施。详文献2　　 　　预应力加固法　　采用预应力的钢拉杆或撑杆对原结构进行加固,使原结构承受的荷载部分转移到加固结构上。可有效提高承载力、刚度和抗裂性。同时加固占用空间小,主要适用于梁、板、屋架等。不适用于温度高于60℃的环境和混凝土收缩徐变大的结构。详文献1　　　　增设支点法　　增加支点以减少构件的计算长度和变形,提高承载力。有刚性和弹性支点两类。适用于净空不受限的梁、板、桁架等。　　详文献1　　　　粘贴钢板法　　在混凝土表面粘贴钢板以提高承载力。适用于受弯、受拉构件(梁、板)。不适用于温度高于60℃的环境,当环境具有腐蚀性介质时还应有可靠的防护措施。详文献1　　　　碳纤维织物加固 　　在混凝土表面粘贴碳纤维织物以提高承载力。　　除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理。等效钢筋面积法　　详本文　　绕丝法　　在混凝土构件四周包以钢丝使其与混凝土协同　　工作,提高承载力。适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合。　　　　碳纤维织物加固混凝土梁正截面承载力的计算方法可根据基于平截面假定的混凝土梁受弯基本理论,采用等效钢筋面积法,计算比较简单并偏于安全。首先将碳纤维织物的面积转化为等效钢筋面积,即:　　Ase=Acfsfcfs/fy　　其中:Ase为等效钢筋面积;Acfs为碳纤维织物的面积;fcfs为碳纤维织物的抗拉强度;fy为钢筋的抗拉强度。 　　对应碳纤维织物的面积:Acfs=ntcfsBcfs　　其中:tcfs为碳纤维织物的计算厚度;Bcfs为碳纤维织物的幅宽;n为加固梁时碳纤维织物的粘贴层数。在得到等效钢筋面积后即可采用钢筋混凝土梁受弯构件的正截面承载力设计公式进行计算。　　另外根据工程改造的实际情况还可采用增设支撑系统、剪力墙、钢拉杆圈梁等以增加原结构的整体性、改变构件的刚度比、改善构件受力状况、调整结构内力等。　　　　3改造加固设计中的工具软件　　对改造加固工程,在进行现场调查和资料收集完毕后,应对提出加固方案进行结构验算。对于变动较大的工程项目须采用结构软件对其改造前后的结构模型进行计算分析以避免出现改造加固后给原结构带来新的结构安全隐患。砌体结构和混凝土结构可采用PKPM、TBSA;对于其它一些有限元分析软件使用时需注意构件参数和荷载组合工况的设置等。　　事实上在小型改造项目中和局部构件加固设计时,很多工具软件使用十分方便,设计效率也会提高很多。笔者在此介绍一些小型工具软件供参考。 　　(1)粘贴钢板计算软件jg–gb.exe(http:\gzdbty.126.)　　(2)地震分析程序PRSDZH.exe　　(3)结构计算软件包SESV1.1、理正工具箱等。　　4改造加固设计中需注意的一些问题　　在改造加固工程中界面处理好坏,将直接影响加固设计效果,如果出现空鼓、脱落、“两层皮”等质量问题,这将关系到结构改造的安全性问题。为此设计的构造措施、施工过程中应对此加以重视,适当增大安全储备。针对新旧混凝土、新加混凝土与旧砖墙等不同界面,采用植筋、增设暗销或抗剪件、结构胶等系列界面处理技术,务必使加固面结合接触紧密,达到设计要求。　　改造加固工程中屋顶改造、加层等往往会加大基础荷载,在设计时应根据实际情况对地基基础采取加固措施,注意减轻构件自重和调整受力体系。对于增加荷载不大的情况可考虑利用剩余的地基容许承载力。事实上地基在长期荷载作用下,其容许承载力相应也会提高。根据相关资料,提高系数K可依据改造前后基底应力之比(p1/p2)参考选用(见表2)。　　　　表2地基承载力提高系数K　　 　　　　　　目前的加固基本上是针对构造和承载能力不足的构件,而在结构总体上的把握与判别上相对较弱。改造加固要注意局部构件加强后对相邻构件乃至对整体结构的影响。否则有时改造加固后会适得其反。例如:对连续梁某一段采取增大截面法进行加固后由于刚度的变化会引起相邻跨梁、柱的内力重分布;对多层砖混结构的某一层墙体采取夹板墙加固,使得该层墙体的刚度大幅度增加,形成与相邻楼层的刚度差,对结构的抗震不利。此外还有加固后构件的承载能力提高,防火等级大幅度下降等问题。为此,对改造要求和加固方案在设计要从总体上把握,满足结构设计理论和现行规范规程的要求(如建筑抗震设计中的概念设计、混凝土结构设计中的强柱弱梁强节点等)。　　　　结束语　　 　　建筑物作为特殊商品,要被使用几十年甚至永久地保存下去。但随着社会的发展对建筑物的要求也在发生变化。为此,目前建筑工程中改造加固项目也逐年增多。有些项目则是改变其外装修以跟进潮流满足城市规划或业主们的新要求;还有些项目是由于存在质量隐患或使用年限已到需要改造加固。　　　　　　　　'