建筑結(jié)構(gòu)檢測與加固

1、論混凝土結(jié)構(gòu)的鑒定與加固自改革開放以來，我國建筑行業(yè)快速發(fā)展，由于各種原因，已有建筑物的鑒定、維修和加固，也日趨被人們所重視。 結(jié)構(gòu)為什么需要鑒定，通過總結(jié)，我們可以概括如下。需要進行建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定的情形大致可分為十類： 1）建筑結(jié)構(gòu)擬改變使用用途、改變使用條件和使用要求時。該情形較為常見，即建筑結(jié)構(gòu)改變了原有的設(shè)計狀態(tài)，小至沿街店面房的改動大至世博奧運場館使用用途的改變理論上都需進行檢測鑒定。當(dāng)新用途增加了建筑結(jié)構(gòu)的荷載、改變了原來結(jié)構(gòu)布局，如拆除或削弱了部分承重構(gòu)件或改變了承重構(gòu)件的使用狀態(tài)，在改建和擴建中經(jīng)常出現(xiàn)上述情形，該情形必須進行檢測鑒定，評估改變后建筑結(jié)構(gòu)的安全性和正

2、常使用性。 2）擬對建筑結(jié)構(gòu)進行加層、插層或其他形式結(jié)構(gòu)改造時。該情形直接會影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性和使用性，必須進行鑒定評估。 3）擬對建筑物進行整體移位時。整體移位需要專業(yè)性很強的團隊運作且少見，毫無疑問，該情形必須進行詳細(xì)鑒定評估，給出移位時可能出現(xiàn)的問題，并提供相關(guān)整體移位建議。 4）建筑結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)明顯的建筑功能退化或有明顯的傾斜時。所謂建筑功能退化是指建筑結(jié)構(gòu)抗力衰減，抗力是一個專業(yè)性術(shù)語，可通俗表達(dá)為：建筑結(jié)構(gòu)抵抗外部荷載或作用的能力，即“抗打擊能力”，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、梁柱出現(xiàn)變形、樓板已經(jīng)出現(xiàn)漏筋、建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)振動等情形時，可認(rèn)為建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯建

3、筑功能退化。 5）由于外在作用導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)損傷時。所謂外在作用，通常指出現(xiàn)意外事故，如遭受到汽車或墜物的撞擊、爆炸物的沖擊、腐蝕性氣體或液體泄漏及人為破壞等，為保證建筑結(jié)構(gòu)的安全使用，需對其進行必要的檢測鑒定評估。 6）由于設(shè)計、施工及使用原因引起相關(guān)方有根據(jù)懷疑建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題而引起糾紛時。該種情形也較為常見，甚至直接導(dǎo)致為司法鑒定，通常是業(yè)主懷疑施工方在建筑施工過程中存在偷工減料行為或者施工質(zhì)量粗糙而可能導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題，從而與施工方產(chǎn)生糾紛矛盾，此時需要由第三方給出客觀公正的評定。7）出于維護建筑結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，了解建筑結(jié)構(gòu)的當(dāng)前狀態(tài)及在目標(biāo)使用期內(nèi)的

4、可靠性時。能享受該情形待遇的建筑結(jié)構(gòu)身份一般比較高貴，如歷史建筑、紀(jì)念性建筑、大型公共建筑等。所謂目標(biāo)使用期，即業(yè)主希望通過必要的修繕和維護能繼續(xù)使用的年限。 8）建筑結(jié)構(gòu)超過設(shè)計使用年限。目前規(guī)范規(guī)定一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計使用年限時而想繼續(xù)安全使用時，需要進行必要的檢測鑒定。 9）建筑結(jié)構(gòu)遭受災(zāi)害而未引起毀滅性倒塌，相關(guān)方想加固繼續(xù)使用時。災(zāi)害通常有火災(zāi)、地震及水災(zāi)等，該情形對檢測鑒定團隊技術(shù)水平要求較高。 10）建筑外觀改造或建筑裝修產(chǎn)生荷載的變化或引起結(jié)構(gòu)改變時。該情形具體解釋可參考第一種類型。 同時結(jié)構(gòu)的加固也有其需求的原因。

5、我們很容易概括結(jié)構(gòu)為什么需要加固。  根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范GB 50367-2006的定義是：對可靠性不足或業(yè)主要求提高可靠度的承重結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及其相關(guān)部分采取增強、局部更換或調(diào)整其內(nèi)力等措施，使其具有現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范及業(yè)主所要求的安全性、耐久性和適用性。 那么建筑物為什么需要加固？什么樣的建筑物需要加固？  1.提高安全系數(shù):（1）抗震（2）危舊建筑補強加固（3）新建項目加固 2.建筑物功能更改 3.延長建筑物使用年限      對現(xiàn)有建筑物的改造加固，延長使用期限，對現(xiàn)代

6、城市可謂是功德無量、利國利民。首先免除了拆除的麻煩，大大減少了建筑垃圾，也不會擾民（交通出行、噪音、灰塵.），環(huán)保的很；第二，減少了建筑材料的使用，等于是減少了資源的浪費，相當(dāng)?shù)吞?，符合國家倡?dǎo)的建設(shè)節(jié)約型社會理念；第三，相對于拆除重建來說，節(jié)約大量資金和時間成本。   既然知道了結(jié)構(gòu)鑒定與加固的需求，那么我們就需要相應(yīng)的方法來完成鑒定與加固的任務(wù)。通過查閱相關(guān)規(guī)范與文獻(xiàn)資料我們一樣能夠很好的總結(jié)出來。 根據(jù)建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，我國已經(jīng)逐漸從大規(guī)模新建階段步入到改造與新建并重的發(fā)展階段。對結(jié)構(gòu)進行可靠性鑒定是維修改造的基礎(chǔ)，經(jīng)濟有效的加固方法是結(jié)構(gòu)繼續(xù)安全服役的必

7、要條件。因此，對結(jié)構(gòu)鑒定及加固方法的研究具有極其重要的意義。 結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定方法一般有：傳統(tǒng)經(jīng)驗法、實用鑒定法、概率鑒定法、失效數(shù)分析法、專家系統(tǒng)鑒定法、模糊綜合評判法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鑒定法等，它們各有優(yōu)缺點。傳統(tǒng)經(jīng)驗法一般已經(jīng)淘汰，僅在比較簡單的結(jié)構(gòu)中使用。實用鑒定法是現(xiàn)在可靠性鑒定中比較常用的方法，而概率鑒定法則是可靠性鑒定的發(fā)展方向，現(xiàn)僅在比較重要的結(jié)構(gòu)鑒定中使用。其他一些方法現(xiàn)階段多停留于理論研究的階段，其簡單實用的實踐應(yīng)用還有待研究者的不斷探索。 我國現(xiàn)行的可靠性檢測與鑒定標(biāo)準(zhǔn)主要有：民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)、抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)等。目前的可靠性評定

8、以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計還停留在構(gòu)件設(shè)計的層面上，由于多方面因素的影響，對結(jié)構(gòu)整體的研究還不夠深入。結(jié)構(gòu)整體的性能與結(jié)構(gòu)構(gòu)件既有聯(lián)系又有區(qū)別，結(jié)構(gòu)構(gòu)件對結(jié)構(gòu)整體的貢獻(xiàn)存在著差異性、動態(tài)性、關(guān)聯(lián)性及系統(tǒng)性。合理地把握并應(yīng)用結(jié)構(gòu)的整體性能，在對結(jié)構(gòu)進行可靠性鑒定的過程中有重要的意義。本文對結(jié)構(gòu)可靠性鑒定過程中結(jié)構(gòu)整體性能的把握提出了幾點建議：構(gòu)件安全性等級的劃分及其依據(jù)、構(gòu)件可靠性鑒定過程中采用動態(tài)安全性等級、結(jié)構(gòu)整體性能研究方法探索、構(gòu)件連接的安全性等級等等。經(jīng)過研究分析采用ANSYS對結(jié)構(gòu)進行三維仿真模擬分析，能很好地反映結(jié)構(gòu)整體及其構(gòu)件在外荷載作用下的效應(yīng)，結(jié)果更接近于實際情況，可以為結(jié)構(gòu)的鑒定提供理

9、論依據(jù)。同時，采用計算機分析來去除結(jié)構(gòu)整體性能研究過程中的贅余影響因素，可以簡化計算模型，突出結(jié)構(gòu)的主要問題，具有實際意義。結(jié)構(gòu)加固的具體方法有多種：直接加固的一般方法有：   1、 加大截面加固法：這種加固方法，指的是在原有建筑物構(gòu)件上部或者下部澆筑一層全信的混凝土和鋼筋，以此增加原構(gòu)件的承載能力。這種方法一般適用于鋼筋混凝土受彎和受壓構(gòu)件的加固，是一種最傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)加固法，相對其他方法而言設(shè)計更成熟，施工經(jīng)驗更豐富。在進行這種加固設(shè)計時，要核算原構(gòu)件的應(yīng)力水平。 這種方法的優(yōu)點是施工工藝簡單、適應(yīng)性強、成本較低，并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗；適用于混凝土結(jié)構(gòu)的

10、梁、板、柱、板墻等構(gòu)件以及一般建筑物的加固。它的缺點是現(xiàn)場施工需要較長時間的濕作業(yè)，對生產(chǎn)和生活有一定的影響，也會明顯減少建筑物的凈空。  2、置換混凝土加固法：該法的優(yōu)點與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點；適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。   3、有粘結(jié)外包型鋼加固法：該法也稱濕式外包鋼加固法，該方法是在原構(gòu)件的四角均包上角鋼，在角鋼之間多用扁鋼焊接在一起，形成一個整體的鋼構(gòu)套，以此提高建筑構(gòu)件的延伸性和承載能力，這是一種較為常見的加固方法，在構(gòu)件的截面尺寸不

11、會明顯增大時，能夠比較明顯的提升建筑建構(gòu)的承載能力，尤其是在結(jié)構(gòu)四周裹上一層鋼，能達(dá)到較為可靠的結(jié)構(gòu)受力。這種方法的優(yōu)點是現(xiàn)場工作量小、施工簡便、受力可靠，同時也不用增加太多的結(jié)構(gòu)截面。該方法的缺點是需要用大量的鋼材，維修費用比較高，不僅增加成本，而且節(jié)點處理也有一定的難度，且不宜在無防護的情況下用于600C以上高溫場所。4、 粘貼鋼板加固法：這種方法是通過粘接劑將鋼板與建筑構(gòu)件聯(lián)合起來，共同作用，來增加建筑構(gòu)件的各種耐受力，如抗壓抗彎等，目的是要提高建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性。這種技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，也是目前發(fā)展較快的一種方法，常常用來加固處于正常濕度環(huán)境中的，并且長期承受靜力作用額受彎構(gòu)件。該

12、方法的優(yōu)點是施工過程比較方便快捷，卸載一定的負(fù)荷并且除掉原結(jié)構(gòu)表面的銹跡之后就可以開始操作，這種加固方法通常不會涉及太多的濕作業(yè)，加固之后24小時就可以使用，對于構(gòu)件的剛度以及承載力的提高效果比較顯著，同時加固之后的結(jié)構(gòu)無論是外觀，還是自重等方面都沒有明顯的改變，價格相對其他方法而言也更低廉一些。這種方法的缺點是膠粘劑的質(zhì)量和現(xiàn)場施工的水平將決定加固后的質(zhì)量，尤其是粘鋼后出現(xiàn)的空鼓現(xiàn)象，不僅不易補救，而且對結(jié)構(gòu)有一定的影響。隨著生產(chǎn)力的日益進步和建筑技術(shù)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的發(fā)展。比較常用的傳統(tǒng)加固方法目前在工程中依舊被廣泛的應(yīng)用，但是這下方法具有局限性，因此，這種技術(shù)下建筑物的美觀度

13、以及耐久性都比較欠缺，因此，為了解決傳統(tǒng)加固技術(shù)的不足，逐漸出現(xiàn)了新的加固方法，由于他們更具有優(yōu)異的性能和加固效果，得到了廣泛的關(guān)注。針對新的加固方法對以下幾種方法做簡單的論述：（1） 粘接碳纖維增強塑料加固法。 纖維復(fù)合材料加固土建結(jié)構(gòu)的方法突破了傳統(tǒng)方法的局限性，具有以下幾個特點：一是不需要明火及濕作業(yè)，不需要大型的工具，而且占地面積小，因此現(xiàn)場施工方便。二是其抗拉強度約是普通鋼材的十倍以上，而且厚度小，質(zhì)量比較輕，具有良好的物理力學(xué)性能。三是適用于梁、板、柱、橋梁等多種建筑結(jié)構(gòu)的加固，適用范圍很廣。四是具有良好的耐受性。這種方法起源于發(fā)達(dá)國家，加固效果很顯著，施工也比較方便，目前已成為最

14、廣泛使用的一種技術(shù)，也基本實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，我國1997年便開始研究這一領(lǐng)域，現(xiàn)在也取得大量成果。 （2）鋼絲網(wǎng)水泥砂漿加固法鋼絲網(wǎng)水泥是用鋼絲網(wǎng)增強承受力的水泥符合砂漿，因為較高的抗拉，抗裂以及韌性，很適用于建筑結(jié)構(gòu)外形的修復(fù)加固。這種方法目前還處于起步階段，還沒有粘接纖維復(fù)合材料加固法使用廣泛，因此還有很多問題需要解決，比如，鋼絲網(wǎng)水泥的抗拉、抗裂以及韌性較好，但是抗剪、抗疲勞和抗扭性還不足，需要加以優(yōu)化；另外，高強度、耐受性較強的高性能復(fù)合砂漿現(xiàn)在市場上還是比較缺乏，還需要加以研究；再比如這種方法引申出的在加固構(gòu)件的一次受力基礎(chǔ)上如何進行二次受力加固等，都是這種方法有待解決的問題，但是由于這種方法的優(yōu)勢所在，它還具有很大的發(fā)展空間（3） 纖維材料的嵌入式加固法這種加固方法需要預(yù)先在建筑結(jié)構(gòu)的表面開一個槽，再將加