結構加固設計是確保建筑物在遭受自然災害或使用過程中保持安全和功能的關鍵步驟。以下是一些主要的基本原則:,,1. 安全性原則:加固設計的首要目標是確保結構的安全性,包括防止倒塌、提高承載力、增強抗震性能等。,,2. 經濟性原則:在滿足安全性的基礎上,應盡可能降低加固成本,實現經濟效益最大化。,,3. 功能性原則:加固設計應保證結構在使用中能夠正常運作,不影響建筑的使用功能。,,4. 適應性原則:加固設計應考慮到未來可能的變化,如地震、洪水等自然災害的影響,以及使用需求的變化。,,5. 環(huán)保原則:在加固過程中,應盡量減少對環(huán)境的影響,如減少廢棄物的產生、使用環(huán)保材料等。
房屋結構加固設計基本原則
一、基于鑒定結果選擇加固方案
- 整體、分區(qū)段或分構件加固:加固方案應根據鑒定結果經過綜合分析后選定,分別采用房屋整體加固、分區(qū)段加固、分構件加固,加強整體性的同時要改善構件的受力狀況,提高結構的綜合抗震能力。
二、新增構件布置的合理性
- 避免結構剛度或強度突變:加固或新增構件的布置,應減少或從根本上消除不利因素,防止因為局部加強而使結構的剛度或者強度發(fā)生突變。
三、新增與原有構件的可靠連接
- 可靠連接的必要性:新增構件與原有構件間要建立可靠的連接,新增的抗震墻、抗震柱等豎向構件要有相應的可靠基礎。
四、加固材料強度等級要求
- 材料強度的規(guī)定:加固所采用的材料類型如果與原有建筑的材料類型相同,其強度等級不應低于原有建筑材料的實際強度等級。
五、非結構構件的處理
- 非結構構件的加固或拆除:對于不符合鑒定要求的門臉、女兒墻、屋頂煙囪等極易倒塌砸傷人員的非結構構件應拆除或降低其高度,如果需要保留且保持其原有高度,則應加固。
六、減少對原有結構的二次破壞(鋼筋混凝土建筑抗震加固)
- 保護原有結構承載能力:對于鋼筋混凝土建筑的抗震加固而言,應盡量減少對原有建筑結構的二次破壞,在充分利用原有結構的承載能力的同時盡量避免新薄弱部位的出現。
鋼結構結構加固設計基本原則
一、加固范圍與內容的確定
- 根據鑒定和使用要求確定:結構經可靠性鑒定不滿足要求時,必須進行加固處理。加固的范圍和內容應根據鑒定結論和加固后的使用要求,由設計單位與業(yè)主協(xié)商確定。加固設計的內容和范圍,可以是結構整體,亦可以是指定的區(qū)段、特定的構件或部位。
二、加固后鋼結構安全等級的商定
- 考慮多因素商定安全等級:加固后的鋼結構的安全等級應根據結構破壞后果的嚴重程度、結構的重要性和下一個使用期的具體要求,由委托方和設計者按實際情況商定。
三、兼顧生產的加固選擇
- 不停產或少停產原則:結構加固時盡可能做到不停產或少停產,因停產的損失往往是加固費用的幾倍或幾十倍。能否在負荷下不停產加固,取決于結構應力應變狀態(tài),一般構件內應力小于鋼材設計強度的80%以下,且構件損壞、變形等不太嚴重時,可采用負荷不停產加固方法。在負荷狀態(tài)下進行焊接加固是非常危險的,承受靜力荷載和間接承受動力荷載的構件在實際荷載產生的原有桿件應力最好在鋼材設計強度的60%下,極限不得超過承受動力荷載的構件不得超過40%,否則采取相應措施才能施焊;加大角焊縫厚度時,加固方法及程序原有焊縫在扣除焊接熱影響區(qū)長度后的承載能力,應不小于外荷載產生的內力。
四、加固設計與施工緊密結合
- 連接可靠與避免不利影響:鋼結構加固設計應與實際施工方法緊密結合,并應采取有效措施,保證新增截面、構件和部件與原結構連接可靠,使其形成整體共同工作。在加固施工時,應避免對未加固的部分或構件造成不利的影響,并充分考慮現場條件對施工方法、加固效果和施工工期的影響,應采取減少構件在加固過程中產生附加變形的加固措施和施工方法。
五、針對特殊原因損壞的處理對策
- 特殊損壞的預處理:對于高溫、腐蝕、冷脆、振動、地基不均勻沉降等原因造成的結構損壞,應提出其相應的處理對策后再進行加固。
六、加固前的臨時安全措施
- 防范不安全因素:對于加固時可能出現傾斜、失穩(wěn)或倒塌等不安全因素的鋼結構,在加固施工前,應采取相應的臨時安全措施,以防止事故的發(fā)生。
鋼結構加固計算相關原則
一、荷載取值原則
- 不同情況的荷載取值
- 當原結構是按《工業(yè)與民用建筑結構荷載規(guī)范》(TJ9 - 74)取值時,在鑒定階段對結構的驗算仍按該規(guī)范取值,但經確定需要加固時,則加固驗算應按現行《建筑結構荷載規(guī)范》取值。
- 當原結構加固后建筑功能改變時,應根據實際情況并按現行的《建筑結構荷載規(guī)范》取值。
- 對不符合《建筑結構荷載規(guī)范》規(guī)定或未作規(guī)定的永久荷載,可根據實際情況進行抽樣實測確定,抽樣數應根據實際情況確定,但不得少于五年,且應以其平均值乘以1.2的系數作為該永久荷載的標準值。
二、結構計算簡圖與截面相關原則
- 結構計算簡圖的確定:結構計算簡圖,應根據結構上的實際荷載、構件的支承情況、邊界條件、受力狀況和傳力途徑等確定,并適當考慮結構實際工作中的有利因素,如結構的空間作用、新結構與原結構的共同工作等。
- 結構計算截面的考慮因素:結構的計算截面,應考慮結構的損傷、缺陷、裂紋和銹蝕等不利影響,按結構的實際有效截面進行計算,并考慮結構在加固時的實際受力狀況,即原結構的應力超前和加固部分的應變滯后(即新材料的應變值小于原構件的應變值)特點,以及加固部分與原結構共同工作的程度,對其總的承載能力予以適當折減。
三、承載能力驗算考慮因素
- 附加內力的考慮:在對結構的承載能力進行驗算時,應充分考慮結構構件實際工作中的荷載偏心、結構變形和局部損傷、施工偏差以及溫度作用等不利因素使結構產生的附加內力。
- 結構重量與傳力途徑改變時的驗算:如加固后使結構重量增加或改變原結構傳力途徑時,除應驗算上部結構的承載能力以外,尚應對建筑物的基礎進行驗算。
- 結構材料應力相關限制:鋼結構加固時,應考慮結構材料因溫度、安裝等作用可能產生過大的殘余應力和塑性變形而導致結構承載力喪失或耐久性降低,因此,焊接鋼結構加固時,原有構件或連接的實際名義應力值應小于0.55fy,且不得考慮加固構件的塑性變形;非焊接鋼結構加固時,其實際名義應力值應小于0.7fy。如果現有結構的名義應力值大于上述規(guī)定,則應將結構完全卸載后才能對其進行加固。
設計施工協(xié)調原則
- 設計施工配合保障加固效果:鋼結構加固設計應與實際施工方法緊密結合,并采取有效措施,保證新增截面、構件和部件與原結構的可靠連接,以形成整體共同工作,同時應避免對未加固的部分或構件造成不利影響。采用改變結構計算圖形的加固方法時,設計與施工應緊密配合,未經設計允許,不得擅自修改設計規(guī)定的施工方法和程序。
結構加固設計中的材料選擇標準
加固設計如何避免結構剛度突變
鋼結構加固設計的荷載取值原則
新增構件與原有構件連接技術
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