??????? 3.2 維修加固改造設(shè)計(jì)應(yīng)處理好構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、局部與整體、臨時(shí)與永久的關(guān)系
??????? 當(dāng)某些構(gòu)件不滿足要求時(shí)必須進(jìn)行加固,但結(jié)構(gòu)體系的加固往往會(huì)被忽視,加固設(shè)計(jì)人員應(yīng)從整個(gè)結(jié)構(gòu)體系安全的角度來考慮。當(dāng)個(gè)別構(gòu)件加固不影響整體結(jié)構(gòu)體系的受力性能時(shí),可進(jìn)行局部加固;結(jié)構(gòu)整體不滿足要求時(shí),應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體加固。臨時(shí)加固的要求可以適當(dāng)降低一些。
??????? 一般而言,結(jié)構(gòu)經(jīng)局部加固或部分構(gòu)件加固后,并不意味著該結(jié)構(gòu)整體承載能力就一定提高或是安全的,其安全性還取決于原結(jié)構(gòu)方案及其布置是否合理、構(gòu)件之間的連接是否可靠、原有的構(gòu)造措施是否得當(dāng)與有效等,這些就是結(jié)構(gòu)整體性或結(jié)構(gòu)整體牢固性的內(nèi)涵,因此,結(jié)構(gòu)工程師在承擔(dān)混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性進(jìn)行檢查與評(píng)估,以研究是否需作相應(yīng)的加強(qiáng),而不能僅僅關(guān)注結(jié)構(gòu)的局部或部分構(gòu)件。
??????? 建筑結(jié)構(gòu)的維修加固改造應(yīng)盡量少停產(chǎn),在不影響或少影響工作和生活的條件下進(jìn)行。盡量保留原有結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,減少拆除的工作量,保留的部分應(yīng)有足夠的安全性和耐久性,并具有利用價(jià)值。加固設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮施工場(chǎng)地、各種管線、相鄰建筑、相鄰道路等的影響,考慮施工的可行性與方便。
??????? 3.3 維修加固改造的實(shí)施必須有科學(xué)的先后順序
??????? 通常應(yīng)先治理后加固,由高溫、高濕、凍融、冷脆、腐蝕、振動(dòng)、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞,在加固時(shí),應(yīng)采取有效的治理對(duì)策,從源頭上消除或限制其有害作用,正確確定加固處理時(shí)機(jī),使之不致對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)重新造成損壞。
??????? 結(jié)構(gòu)加固一般應(yīng)先卸載或部分卸載,卸載后按一定順序?qū)嵤┘庸?。一般而言,?yīng)先加固后拆除;先加固后開洞;先基礎(chǔ)后柱、梁和板;先重要構(gòu)件,后次要構(gòu)件,最后做好保護(hù)與防護(hù)。
??????? 3.4 加固改造設(shè)計(jì)還應(yīng)注意復(fù)核建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,做好抗震加固設(shè)計(jì)
??????? 地震區(qū)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固,除應(yīng)滿足承載力要求外,還應(yīng)復(fù)核其抗震性能。結(jié)構(gòu)加固后不應(yīng)存在因局部加強(qiáng)或剛度突變而形成新的薄弱部位,同時(shí)還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度增大或變化而導(dǎo)致地震作用效應(yīng)增大或變化的影響。
??????? 在進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)時(shí)還注意以下一些問題:結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度的分布要均勻,避免出現(xiàn)新的薄弱層;豎向構(gòu)件要連續(xù),保證傳力途徑明晰;增加構(gòu)件或加固原有構(gòu)件,均要考慮減少整個(gè)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的可能性;加強(qiáng)薄弱部位的抗震構(gòu)造;要使結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)更加合理,防止構(gòu)件發(fā)生脆性破壞,消除不利于抗震的強(qiáng)梁弱柱、強(qiáng)構(gòu)件弱節(jié)點(diǎn)等不良受力狀態(tài);考慮建設(shè)場(chǎng)地的影響,加固后的結(jié)構(gòu)要選擇地震反應(yīng)力小的結(jié)構(gòu)體系;對(duì)原有的不合理結(jié)構(gòu)體系、傳力途徑等應(yīng)盡量進(jìn)行改良。
??????? 3.5 應(yīng)采用成熟的結(jié)構(gòu)維修加固改造技術(shù),這些技術(shù)也正是本課題組研究的主要內(nèi)容
??????? 在結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)時(shí),要注意選用新材料、新工藝、應(yīng)用成熟的新技術(shù)。但此時(shí)應(yīng)注意,要采用經(jīng)過正式鑒定的技術(shù)和產(chǎn)品,并根據(jù)具體情況確定采用新技術(shù)的可行性;對(duì)于其它一些新產(chǎn)品和新技術(shù)應(yīng)經(jīng)過慎重研究和試驗(yàn)確定可靠后方可采用。
??????? 加固方法的選擇應(yīng)根據(jù)可靠性鑒定結(jié)果,結(jié)構(gòu)功能降低及加固原因(如完好情況下的加固及受損狀態(tài)下的加固)結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、當(dāng)?shù)鼐唧w條件、新的功能要求等,并按加固效果可靠、施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)合理原則,綜合分析確定。特別注意,靜力加固必須考慮結(jié)構(gòu)的二次受力問題,加固重點(diǎn)側(cè)重于承載力的提高;抗震加固一般不考慮二次受力,加固重點(diǎn)側(cè)重于結(jié)構(gòu)的延性和整體性。
??????? 3.6 消除加固結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變滯后現(xiàn)象
??????? 為適應(yīng)加固結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象而較為充分地發(fā)揮后加部分的潛力,加固結(jié)構(gòu)所用鋼材,一般應(yīng)選用比例極限變形較小的低強(qiáng)度(I、II級(jí))鋼材;為提高二次組合結(jié)構(gòu)結(jié)合面的粘結(jié)性能,保證新舊兩部分能整體工作共同受力,加固結(jié)構(gòu)所用水泥及混凝土要求收縮性小,最好微膨脹,與原構(gòu)件的粘結(jié)性好,早期強(qiáng)度高。對(duì)加固結(jié)構(gòu)所用化學(xué)灌漿材料及膠粘劑,要求粘結(jié)強(qiáng)度高,可灌性好收縮性小,耐老化,無毒或低毒。
??????? 加固結(jié)構(gòu)的新加部分,因應(yīng)力、應(yīng)變滯后而不能充分發(fā)揮其效能,尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)工作的應(yīng)變應(yīng)力值較高時(shí),對(duì)于受壓構(gòu)件和受剪構(gòu)件,往往會(huì)出現(xiàn)原結(jié)構(gòu)與后加部分先后破壞的各個(gè)擊破現(xiàn)象,致使結(jié)構(gòu)加固效果很不理想或根本不起作用,相反,加固時(shí)若進(jìn)行卸荷,情況則不同。卸載加固,由于應(yīng)力、應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以降低乃至消失,破壞時(shí)新舊兩部分就可同時(shí)進(jìn)入各自的極限狀態(tài),結(jié)構(gòu)總的承載力可顯著提高。
??????? 卸荷加固結(jié)構(gòu)的截面承載力計(jì)算,原則上仍按二次受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行,但當(dāng)卸荷達(dá)到一定程度,可近似簡(jiǎn)化按一次受力組合結(jié)構(gòu)計(jì)算,特別是以鋼筋為主要承力的受拉、受彎及大偏心受壓構(gòu)件。
??????? 卸荷可以是直接卸荷,也可以是間接卸荷。直接卸荷,是全部或部分地直接搬走作用于原結(jié)構(gòu)上的可卸荷載;間接卸荷,用反向力施加于原結(jié)構(gòu),以抵消或降低原有作用效應(yīng)。直接卸荷直觀、準(zhǔn)確,但可卸荷載量有限,一般只限于活荷載;間接卸荷量值無限,甚至可以使作用效應(yīng)出現(xiàn)負(fù)值。間接卸荷有楔升卸荷和頂升卸荷,前者以變形控制,后者以力控制。預(yù)應(yīng)力加固法與卸荷合而為一,是將結(jié)構(gòu)所受荷載,通過預(yù)應(yīng)力手段部分地轉(zhuǎn)移到新加結(jié)構(gòu)的一種方法。
???????
??????? 4.國際《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2013的主要內(nèi)容
??????? 4.1 國家工程建筑標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)于1990年發(fā)布了協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》CECS25:90(以下稱舊規(guī)范),該規(guī)范執(zhí)行了十多年,對(duì)我國混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)與施工起到了很好的技術(shù)指導(dǎo)作用,促進(jìn)了混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,國家建設(shè)部把舊規(guī)范經(jīng)過修訂,擴(kuò)充新內(nèi)容,上升為國家標(biāo)準(zhǔn)GB50367-2013(以下稱新規(guī)范),并于2013年起執(zhí)行。
??????? 4.2 新規(guī)范提出了七種加固方法和三種配套使用的加固技術(shù),分別是“加大截面加固法”、“置換混凝土加固法”、“外加預(yù)應(yīng)力加固法”、“外粘型鋼加固法”、“粘貼纖維復(fù)合材料加固法”、“粘貼鋼板加固法”、“增設(shè)支點(diǎn)加固法”、和“植筋技術(shù)、錨栓技術(shù)、裂縫修補(bǔ)技術(shù)”。另在附錄中還推薦了“鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿加層加固法”、“繞絲加固法”兩種加固方法和“已有混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋阻銹方法”一種加固技術(shù)。
??????? 4.3 新規(guī)范進(jìn)一步明確了加固設(shè)計(jì)一般規(guī)定、設(shè)計(jì)計(jì)算原則以及加固方法及配套使用的技術(shù)。特別應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是:混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的使用年限應(yīng)由業(yè)主和設(shè)計(jì)單位共同商定,一般情況下宜按30年考慮。使用膠粘方法或摻有聚合物加固的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件,應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)。
????????
??????? 5.結(jié)語
??????? 建筑結(jié)構(gòu)的維修加固應(yīng)按照合理、科學(xué)的程序進(jìn)行,其設(shè)計(jì)應(yīng)遵守本文提出的原則.建筑結(jié)構(gòu)維修加固改造課題組研究的重點(diǎn)是在國家行業(yè)規(guī)范規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下,選擇合適的加固方法和加固技術(shù),綜合應(yīng)用各種技術(shù)手段,賦予危舊建筑結(jié)構(gòu)新的活力.
???????