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【行业学问】一文读懂构造加固
以下文章来源于悍马加固，作者悍马加固
构造加固是指对原有受力构造停止加固补强，从而满足新的运用请求及平安性，并节约本钱，减少投资。
▋构造加固的开展历史
兴起
世界城市的开展已有5千多年，在今天的兴旺国度中，城市化的水平大多在70%-80%以上。据结合国人居中心预测，到2050年，世界城市化程度将到达61%，21世纪将成为真正的城市化世纪。我国目前的城市化进程也已步入快速开展期，估计到2020年，我国的城市化程度将由如今的50%到达60%。
城市的蓬勃开展代表着人类文化获得的辉煌成就。但是随着城市范围的扩展，人口的急剧增长，环境的毁坏变得日益严重，自然恩赐给人类的资源日益匮乏，人们的生活条件和质量不时恶化。
与此同时，建筑的过度集中和无序建立，使建筑与环境的矛盾日益突出。控制建筑物的建立数量与合理规划成为现代建立者必需注重的问题，同时，进步现存建筑物的运用寿命及功用则成为燃眉之急的任务，完成这一任务的办法，便是对现存建筑物停止的修复与加固。
现状
在欧美兴旺国度中，目前用于建筑加固改造的投资已占国度建筑业总投资的1/2以上，美国劳工部门在20世纪末的一项产业预测报告中曾经预言：建筑维修加固业将是21世纪最为抢手的行业之一。
我国自建国以来，特别是自上世纪70 年代末实行变革开放以后，各种房屋建筑以及城市设备数量急剧增加。据有关部门统计，目前我国现存的各种建(构)筑物的总面积至少在100亿m2以上，其中绝大多数是混凝土及砌体构造建国初期建造的大量的工业与民用建筑，退役期大都超越50年，存在各种平安隐患。
一些新建成的工程项目中，由于勘察、设计和施工中的技术和管理问题，招致工程在建成初期就呈现各种质量平安隐患。关于这些建筑物，假如不及时采取加固措施，就有可能招致严重的平安事故。为此，国度每年要投入大量资金用于建筑的加固修复，促进了建筑加固修复业的开展，构成了一个宏大的市场空间。
同时，一些现有建筑中，旧的构造设计在功用上不能满足当前运用的需求，这也刺激了建筑加固修复专业的疾速开展。特别是随着我国经济开展和人民生死水平的不时进步，近年来旧城改造简直成了各大、中城市的共同课题。这为建筑加固修复业带来了绝后的开展机遇。
前景
我国建筑市场宏大，当前土建构造的加固改造是我们面临的一项意义严重的任务。随着建筑业的蓬勃开展，建筑物的加固、维修、改造的应用范畴和范围也将越来越广，各种新的加固技术必将不时地涌现，构造的加固技术也必将获得更长足的开展。
▋构造加固流程
加固工作流程：已有建筑物牢靠性审定——加固(改造)计划的选择——加固(改造)设计——加固工程的施工组织设计——施工——工程验收
1.牢靠性审定
牢靠性审定是已有建筑物加固或改造工作的根底。必需全面理解建筑的构造性能及平安隐患(如资料强度、结构措施、裂痕、变形及运用条件等)，并对构造的牢靠性做出全面的评定。
2.审定的步骤如下：
(1)对建筑物停止宏观调查。
(2)依据现状及用户的请求，肯定审定的项目和内容。
(3)实地检测，实地检测的内容包括：构造方式，截面尺寸，受力情况、计算简图、资料强度、变形(挠度)、裂痕、钢筋的配置和结构、钢筋锈蚀、混凝土碳化、地基沉降等。
(4)依据实测强度停止理论剖析计算，肯定构造的实践承载才能和耐久性等级。
(5)依据各分项指标及评定规范，得出建筑物的牢靠性审定结论。
3.加固计划的选择
已有建筑物加固计划的选择非常重要。加固计划的优劣，不只影响资金的投入，更重要的是影响加固质量。如，关于承载力缺乏而实践配筋已达超筋的构造构件，继续在受拉区增配钢筋是起不到加固作用的。合理的加固计划应到达下列请求：加固效果好，对运用功用影响小，技术牢靠，施工烦琐，经济合理，外观划一。
4.加固设计
加固设计，包括被加固构件的承载力验算、结构处置和绘制施工图三局部。
三局部中对承载力计算，应特别留意新加局部与原构造构件的协同工作。普通来说，新加局部的应力滞后于原构造。
加固构造的结构处置不只应满足新加构件本身的结构请求，还应思索其与原构造构件的衔接。做到新、旧构件共同受理工作。
5.施工组织设计
加固工程的施工组织设计应充沛思索下列状况：
(1)施工现场狭窄、场地拥堵、场所的正常停业。
(2)受消费设备、管道和原有构造、构件的限制;
(3)须在不影响或尽量少影响运用的条件下停止加固施工;
(4)施工时，撤除和清算的工作量较大，施工需分段、分期停止。由于加固工程的施工大多是在负荷或局部负荷的状况下停止，因而施工时的平安十分重要。其措施之一是：施工前，尽可能卸除一局部外载，并施加预应力顶撑，以减小原构件中的应力。
6.施工
加固施工前，撤除或清算原有构件时，应特别留意察看能否有与原检测审定状况不符的中央。工程技术人员应亲临现场，随时察看有无不测状况发作。如有不测，应立刻中止施工，并采取妥善的处置措施。施工时，应留意新旧构件分离部位的衔接质量。
建筑物的加固施工应速战速决，尽可能少地影响运用和防止发作不测。
7.工程验收
加固工程完工后，应由运用单位或其主管部门组织专业技术人员，严厉依照有关加固工程施工或验收标准(规程)停止验收。
▋建筑构造加固准绳
1.构造体系总体效应准绳
虽然加固只需针对风险构件停止，但同时要思索加固后对整体构造体系的影响。因而，在制定加固计划时，应对建筑物总体思索。构造加固计划肯定前，必需对已有构造停止检查和牢靠性审定剖析，剖析构造的受力现状，为加固计划肯定奠定根底。
2.资料的选用和取值准绳
原构造的资料强度应按规则取用，如原构造资料品种和性能与原设计分歧，按原设计(或标准)值取用;当原构造无资料强度材料时，可经过实测评定资料强度等级，再按现行标准取值。
3.加固计划的优化准绳
建筑构造加固计划的选择应充沛思索已有构造实践现状和加固后构造的受力特性，对建筑构造整体停止剖析，保证加固后构造具有较高的平安性和牢靠度。此外，要思索综合经济指标、施工特性和技术程度，在加固办法的设计和施工组织上采取有效措施，减少对运用环境和相邻建筑构造的影响，缩短施工周期。
▋加固设计准绳
1.混凝土构造的修复加固设计应由富有经历的专业人士承当
混凝土构造能否需求修复加固,应经构造牢靠性审定,专家根据有关标准规程规范提出审定,审定意见书可做为混凝土构造加固设计的根据之一。
由于混凝土构造修复加固设计所面临的不肯定要素远比新建工程多而复杂，况且还要思索业主的种种请求，因而，承当修复加固设计的人员除具有较强的构造理论、明晰的构造概念外，还应具备较为丰厚的工程经历才干够全面系统地剖析问题，提出较为合理的修复构造加固设计计划，完成修复加固的目的。
并不是普通的构造工程师都能做好加固设计，新建筑设计做的好的工程师，经过一定研讨和工程理论后才有可能做好加固设计。
2.修复加固设计应处置好构件与构造、部分与整体、暂时与较久的关系
当某些构件不满足请求时必需停止加固,但构造体系的加固常常会被无视,加固设计人员应从整个构造体系平安的角度思索.当个别构件加固不影响整体构造体系的受力性能时,可停止部分加固;构造整体不满足请求时，应对构造停止整体加固;暂时加固的请求能够恰当降低一些。混凝土构造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停止。
3.修复加固的施行必需有科学的先后次第
通常应先管理后加固。由高温、高湿、冻融、冷脆、腐蚀、振动、温度应力、收缩应力、地基不平均沉降等缘由形成的构造损坏，在加固时，应采取有效的管理对策，从源头上消弭或限制其有害作用，正确肯定加固处置机遇，使之不致对加固后的构造重新形成损坏。
混凝土构造的修复加固普通应先卸载或局部卸载，卸载后按一定次第施行加固。普通而言，应先加固后撤除;先加固后开洞;先根底后柱、梁和板;先重要构件，后次要构件，较后做好维护与防护。
4.加固设计还应留意复核混凝土构造的抗震才能，做好抗震加固设计
地震区的构造或构件加固，除应满足承载力请求外,还应复核其抗震性能构造加固后不应存在因部分增强或刚度突变而构成新的单薄部位，同时还应思索构造刚度增大或变化而招致地震作用效应的增大或变化的影响。
在停止抗震加固设计时还留意以下一些问题：构造的刚度和强度的散布要平均，防止呈现新的单薄层;竖向构件要连续，保证传力途径明晰与简单直接;加强构件或加固原有构件，均要思索减少整个构造改变效应的可能性;增强单薄部位的抗震结构;要使构造的受力状态愈加合理，避免构件发作脆性毁坏，消弭不利于抗震的强梁弱柱、强构件弱节点等不良受力状态;思索建立场地的影响;加固后的构造要选择地震反响小的构造体系;对原有的不合理构造体系、传力途径等应尽量停止改进。
5.采用成熟的构造修复加固改造办法与技术
在混凝土构造改造或修复加固设计时，要留意选用新资料、新工艺、应用成熟的新技术。应留意，必需采用经过正式审定的技术和产品，关于其它一些新产品和新技术应经过谨慎研讨和实验肯定牢靠前方可采用。
6.消弭被加固构造的应力、应变滞后现象
为顺应被加固构造应力应变滞后现象，较为充沛地发挥后加局部的潜力，加固构造所用钢材，普通应选用比例极限变形较小的低强度(I、II级)钢材。为进步二次组合构造分离面的粘结性能，保证新旧两局部能整体工作共同受力，加固构造所用水泥及混凝土请求收缩性小、较好微收缩、与原构件的粘结性好、早期强度高，对加固构造所用化学灌浆资料及胶粘剂，请求粘结强度高、可灌性好收缩性小、耐老化、无毒或低毒。
从受力状况剖析，加固构造的新加局部，因应力、应变滞后而不能充沛发挥其效能，特别是当构造工作的应变应值较高时，受压构件和受剪构件，常常会呈现原构造与后加局部先后毁坏的各个击破现象，致使构造加固效果很不理想或基本不起作用，相反，加固时若停止卸荷，状况则不同，由于应力、应变滞后现象得以降低乃至消逝。毁坏时新旧两局部就可同时进入各自的极限状态，构造总的承载力可显著进步。
卸荷加固承载力的计算，准绳上仍按二次受力停止，但当卸荷到达一定水平，可近似简化为按一次受力组合构造计算，特别是以钢筋为主要承力的受拉、受弯及大偏心受压构件。
卸荷能够是直接卸荷，也能够是间接卸荷。直接卸荷是全部或局部直接搬走作用于原构造上的可卸荷载;间接卸荷是用反向力施加于原构造，以抵消或降低原有作用效应。直接卸荷直观、精确，但可卸荷载量有限，普通只限于活荷载;间接卸荷量值无限，以至能够使作用效应呈现负值，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，是将构造所受荷载，经过预应力手腕局部地转移到新加构造上的一种办法。
7.加固设计与新建筑的构造设计有很大的不同，应区别看待
加固设计计算时，可思索楼面活荷载的折减，钢筋混凝土现浇板的梁，核算其受弯承载力时，跨中应思索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痕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剖析后，必需对构件做部分验算。
8.力图与施工单位停止配合
停止加固设计时，力图与承当施工的单位停止配合，依据该施工单位的经历和程度肯定更合理的设计施行计划。假如在设计时不能肯定施工单位，开工之前应就设计中的结构做法和施工请求与施工单位作交底和讨论，必要时停止计划调整和修正设计，以确保工程质量和降低造价。
▋加固办法
1.钢筋混凝土构造加固
钢筋混凝土房屋构造体系和抗震承载力不满足请求时，宜采用的加固办法
(1)单向框架应加固，或改为双向框架，或采取增强楼、屋盖整体性且同时增设抗震墙、抗震支撑等抗侧力构件的措施。
(2)单跨框架不契合审定请求时，应在大于框架-抗震墙构造的抗震墙最大间距且不大于24m的间距内增设抗震墙、翼墙、抗震支撑等抗侧力构件或将对应轴线的单跨框架改为多跨框架。
(3)框架梁柱配筋或承载力不契合审定请求时，可采用外包型钢、增大截面法、粘钢板或粘碳布等加固办法停止加固。
(4)框架柱轴压比不契合审定请求时，可采用增大截面法停止加固。
(5)房屋刚度较弱、明显不平均或有明显的改变效应时，可赠送钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固，也可设置支撑加固。
(6)钢筋混凝土抗震墙配筋不契合审定请求时，可加厚原有墙体或增设端柱、墙体等。
(7)楼梯构件不契合审定请求时，可采用粘贴钢板、碳布或增大截面法停止加固。
2.砌体构造加固
对牢靠性缺乏或业主请求进步牢靠度的砌体构造及其相关局部采取加强、部分改换或调整其内力等措施，使其具有现行设计标准及业主请求的平安性、耐久性和适用性。
详细加固办法
抗震承载力不满足时，宜采用的加固办法
(1)拆砌或增设抗震墙
(2)修补和灌浆
(3)面层或板墙加固
(4)外加柱加固
(5)包角或镶边加固
(6)支撑或支架加固
整体性不满足时，宜采用的加固办法
(1)当墙体布置在平面内不闭合时，可增设墙段或在启齿处增设现浇钢筋混凝土框构成闭合。
(2)当纵横强衔接较差时，可采用钢拉杆、长锚杆、外加柱和外加圈梁等加固。
(3)楼、屋盖构件支撑长度不满足请求时，可增设托梁或采取加强楼、屋盖整体性等的措施;对腐蚀蜕变的构件应改换;对无下弦的人字屋架应增设下弦拉杆。
(4)当结构柱或芯柱设置不契合审定请求时，应增设外加柱;当墙体采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固，且在墙体交接处增设相互牢靠拉结的配筋增强带时，可不另设结构柱。
(5)当圈梁设置不契合审定请求时，应增设圈梁;外墙圈梁宜采用现浇钢筋混凝土，内墙圈梁可用钢拉杆或在进深端加锚杆替代;当采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固，且在上下两端增设配筋增强带时，可不另设圈梁。
(6)当预制楼、屋不满足抗震审定请求时，可增设钢筋混凝土现浇层或增设托梁加固楼、屋盖。
单薄易倒部位，宜采用的加固办法
(1)窗间墙宽渡过小或抗震才能不满足请求时，可增设钢筋混凝土窗框或采用钢筋网砂浆面层、板墙等办法加固。
(2)支撑大梁等的墙段抗震才能不满足请求时，可增设砌体柱、组合柱、钢筋混凝土柱或采用钢筋网砂浆面层、板墙等办法加固。
(3)支撑悬挑构件的墙体不契合审定请求时，宜在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱或砌体组合柱加固。
(4)隔墙无拉结或拉结不牢，可采用镶边、埋设钢夹套、锚筋或钢拉杆加固;当隔墙过长，过高时，可采用钢筋网砂浆面层停止加固。
(5)出屋面的楼梯间、电梯间和水箱间不契合审定请求时，可采用面层或外加柱加固，其上部应与屋盖构件有牢靠衔接，下部应与主体构造的加固措施相连。
(6)出屋面的烟囱、无拉结女儿墙、门脸等超越规则的高度时，宜撤除、降低高度或采用型钢、钢拉杆加固。
(7)悬挑构件的锚固长度不满足请求时，可加拉杆或采取减少悬挑长度的措施。
3.钢构造加固
钢构造加固的主要办法有：减轻荷载、改动构造计算图形、加大原构造构件截面和衔接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经历时，亦可采用其它加固办法。
改动构造计算图形
改动构造计算图形的加固办法是指采用改动荷载散布情况、传力途径、节点性质和边境条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、思索空间协同工作等措施对构造停止加固的办法;
改动构造计算图形的普通加固办法：
(1)对构造可采用下列增加构造或构件的刚度的办法停止加固：
A、增加支撑构成空间构造并按空间构造验算;
B、加设支撑增加构造刚度，或者调整构造的自振频率等以进步构造承载力和改善构造动力特性;
C、增设支撑或辅助杆件使构造的长细比减少以进步其稳定性;
D、在排架构造中重点增强某一列柱的刚度，使之接受大局部程度力，以减轻其它柱列负荷;
E、在塔架等构造中设置拉杆或适度张紧的拉索以增强构造的刚度。
(2)对受弯杆件可采用下列改动其截面内力的办法停止加固：
A、改动荷载的散布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;
B、改动端部支承状况，例如变铰接为刚结;
C、增加中间支座或将简支构造端部衔接成为连续构造;
D、调整连续构造的支座位置;
E、将构造变为撑杆式构造;
F、施加预应力。
(3)对桁架可采取下列改动其杆件内力的办法停止加固：
A、增设撑杆变桁架为撑杆式构造;
B、加设预应力拉杆。
加大构件截面的加固
采用加大截面加固钢构件时，所选截面方式应有利于加固技术请求并思索已有缺陷和损伤的情况。
衔接的加固与加固件的衔接
钢构造衔接办法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓衔接办法的选择，应依据构造需求加固的缘由、目的、受力情况、结构及施工条件，并思索构造原有的衔接办法肯定。
钢构造加固普通宜采用焊缝衔接、摩擦型高强度螺栓衔接，有根据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合衔接。当采用焊缝衔接时，应采用经评定认可的焊接工艺及衔接资料。
裂纹的修复与加固
构造因荷载重复作用及资料选择、结构、制造、施工装置不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必需剖析产生裂纹的缘由及其影响的严重性，有针对性地采取改善构造实践工作或停止加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予撤除改换。
4.木构造古建筑常用加固办法
古建筑主要运用木质资料，但是木质资料在长期载荷作用下，或者是长期遭到风雨的洗礼，性能就会降落。木构造的毁坏类型很多，常见的有开裂、糟朽以及拔烨等。对木构造停止加固主要从两个方面停止：整体加固和构件加固。
整体加固
整体加固主要针对的是木构造梁架，加固方式主要有三种：
(1)支顶拔正。在不影响木构造整体框架的前提下：①停止的工作是支顶整体梁架，复位曾经改变倾斜的构件;②停止的工作木构造的整体加固，同时改换和修补遭到严重毁坏的梁仿和科拱。这种办法主要应用于外闪较为严重的建筑物，并且大构件完好无损，只需求改换小构件。
(2)修整加固。修整加固是对木构造停止整体加固，并且保证不可以对瓦顶和构架形成毁坏。这种办法主要应用于没有呈现较大位移和变形较小的木构造。
(3)增大截面法
增大截面法主要用于受压杆件的加固，也可用于受拉杆件的加固，这种办法既能够用于构件强度的补充也能够用于增加杆件的稳定性。如今常用的增大截面法主要是用与原构件资料相同的木材停止加固，也可用钢材和混凝土外包加固。
(4)增设钢拉杆
增设钢拉杆主要是用于屋架木制下弦的加固以及其他受拉构件的加固，其作用是应用钢材抗拉强度高的特性局部或全部顶替受拉木构件的作用。钢拉杆能够通长设置，亦可分段设置，通长设置亦应距离一段间隔设置U形箍起稳定作用。
(5)构件加固
常见的构件加固办法主要有两种：铁件加固和化学加固法。
(6)铁件加固法。铁件加固木构造主要运用扁铁箍紧梁柱等构件，或者是结实衔接梁柱等节点。铁件加固可以有效进步木构造梁柱等构件的力学性能，缘由在于运用的扁铁可以承当构件应该承当的部门拉力、压力和剪力。该办法主要应用于梁柱裂痕较大的木构造。
(7)化学加固法。化学加固法，简而言之，就是在木构造上运用化学试剂，进步木构造力学性能的一种办法。在木构造中运用的化学试剂能够防止木构造遭受昆虫以及细菌的损害。
(8)碳纤维加固
运用碳纤维复合材是指碳纤维配合环氧树脂构造胶的加固办法。运用碳纤维加固具有以下优点：资料强度高、体积小、重量轻，不增加构件尺寸、耐腐蚀、耐火性能好、装置简单、防水性能好。
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