結(jié)構(gòu)加固與改造（課堂PPT）

1、1結(jié)構(gòu)加固與改造結(jié)構(gòu)加固與改造一、結(jié)構(gòu)加固改造工程的對(duì)象和內(nèi)容一、結(jié)構(gòu)加固改造工程的對(duì)象和內(nèi)容 既有建筑需要保留并進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造的建筑有既有建筑需要保留并進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造的建筑有兩大類兩大類：（一）既有歷史建筑； （二）既有工業(yè)及民用建筑（一）既有歷史建筑（一）既有歷史建筑1）文物建筑）文物建筑指文物價(jià)值極高的古建筑，如宮殿、廟宇、古塔等，其中有的已被認(rèn)定為國(guó)家級(jí)或世界級(jí)的歷史文化遺產(chǎn)。對(duì)這類文物的改造加固，應(yīng)本著應(yīng)本著“修舊如舊修舊如舊”的原則的原則進(jìn)行，盡量忠實(shí)盡量忠實(shí)于原來的環(huán)境、原來的風(fēng)貌、原來的內(nèi)外裝飾、原來的結(jié)構(gòu)做法原來的結(jié)構(gòu)做法，但對(duì)對(duì)隱蔽部分，考慮到抗震和耐久性需要，可以用些

2、現(xiàn)代材料和現(xiàn)隱蔽部分，考慮到抗震和耐久性需要，可以用些現(xiàn)代材料和現(xiàn)代結(jié)構(gòu)手段。代結(jié)構(gòu)手段。（如:南口僑鄉(xiāng)村客家老建筑群）22）歷史風(fēng)貌建筑）歷史風(fēng)貌建筑 指近百年以來各種有獨(dú)特風(fēng)格和文化內(nèi)涵的近現(xiàn)代建筑，它們代表著一個(gè)城市的歷史、文化，需要加以保護(hù)。對(duì)這類建筑的保護(hù)改造，應(yīng)忠實(shí)對(duì)這類建筑的保護(hù)改造，應(yīng)忠實(shí)于原來的環(huán)境、原來的風(fēng)貌，特別是原來的立面造型風(fēng)格應(yīng)嚴(yán)格保留于原來的環(huán)境、原來的風(fēng)貌，特別是原來的立面造型風(fēng)格應(yīng)嚴(yán)格保留，這些建筑往往修建年代很早，設(shè)計(jì)使用年限已過，而且當(dāng)年并未考，這些建筑往往修建年代很早，設(shè)計(jì)使用年限已過，而且當(dāng)年并未考慮抗震、防火，耐久性標(biāo)準(zhǔn)過低，結(jié)構(gòu)安全度不足，慮抗震、

3、防火，耐久性標(biāo)準(zhǔn)過低，結(jié)構(gòu)安全度不足，因此在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上往往要?jiǎng)哟笫中g(shù)，在內(nèi)部房間布置上也允許作些變動(dòng)，使之既能繼續(xù)安全使用，又留駐原有的建筑風(fēng)貌。而不能片面強(qiáng)調(diào)要完全保留原來的已過時(shí)的結(jié)構(gòu)和材料。 （如:梅州農(nóng)業(yè)學(xué)校東西樓）（二）既有工業(yè)及民用建筑（二）既有工業(yè)及民用建筑 量大面廣的工業(yè)及民用建筑，是我國(guó)城鎮(zhèn)建筑的主體部分，是廣大人民群眾生活、生產(chǎn)、工作的場(chǎng)所，包容著我國(guó)巨大的社會(huì)財(cái)富和社會(huì)資源。對(duì)這部分建筑的維護(hù)和改造，充分發(fā)掘其利用潛能，延長(zhǎng)其使用壽命，是極大的節(jié)約。造成建筑約。3 造成建筑“短命”現(xiàn)象的原因，主要有三：1.是規(guī)劃設(shè)計(jì)方面；2.是建筑質(zhì)量方面；3.是法律法規(guī)及政策方面 要杜

4、絕建筑“短命”現(xiàn)象，應(yīng)首先由有關(guān)部門盡快出臺(tái)法律法規(guī)和政策，防止沒有質(zhì)量問題的既有建筑被拆毀；其次，應(yīng)大力提倡建筑結(jié)大力提倡建筑結(jié)構(gòu)的改造和加固，使許多既有建筑通過改造而新生，構(gòu)的改造和加固，使許多既有建筑通過改造而新生，做到“延年益壽”。使我國(guó)的許多建筑物的實(shí)際使用壽命均能像一些發(fā)達(dá)國(guó)家一樣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其設(shè)計(jì)使用壽命。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，下列情況需對(duì)既有建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造：根據(jù)我國(guó)國(guó)情，下列情況需對(duì)既有建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造：1)建筑物功能布局改變功能布局改變引起的結(jié)構(gòu)改造（如：望江樓加固改造工程）2)平移、糾傾、增層增層引起的結(jié)構(gòu)改造（如：望江樓加固改造工程）43)增強(qiáng)建筑物抗震性能引起的結(jié)構(gòu)改造增強(qiáng)建筑

5、物抗震性能引起的結(jié)構(gòu)改造（如：梅州市曾憲梓中學(xué)智明樓科學(xué)館加固工程）4) 提高建筑物的耐久性引起的結(jié)構(gòu)改造提高建筑物的耐久性引起的結(jié)構(gòu)改造 結(jié)構(gòu)的耐久性指經(jīng)過正常設(shè)計(jì)、正常施工，并且在設(shè)計(jì)預(yù)定的環(huán)境中正常使用的結(jié)構(gòu)，不需經(jīng)過昂貴的維修加固，能在保持預(yù)定使用功能的條件下，達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限的程度。 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068對(duì)各類建筑的耐久性標(biāo)準(zhǔn)作了規(guī)定，一般大量的工業(yè)及民用建筑的設(shè)計(jì)使用年 限定為50年，特別重要的建筑可以提高到100年。設(shè)計(jì)使用年限也可按建設(shè)單位的要求確定。5) 建筑物群體間的結(jié)構(gòu)改造建筑物群體間的結(jié)構(gòu)改造 除對(duì)建筑物單體進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造之外，有時(shí)在幾個(gè)單

6、體之間增設(shè)新的結(jié)構(gòu)以改變其建筑功能，如加電梯加電梯、加消防樓梯加消防樓梯、加門樓、加雨棚、加門樓、加雨棚、加天橋、加裙房、設(shè)連廊、填內(nèi)庭等。加天橋、加裙房、設(shè)連廊、填內(nèi)庭等。56)建筑物造型美化引起的結(jié)構(gòu)改造建筑物造型美化引起的結(jié)構(gòu)改造 可以對(duì)外墻或外填充墻進(jìn)行改造，增加扶墻垛、腰線、壁柱或其它挑出構(gòu)件；也可更換外墻材料，改善外墻的保溫性能；屋面進(jìn)行“平改坡”或屋面綠化也能引起結(jié)構(gòu)改造。7)“爛尾樓爛尾樓”復(fù)建引起的結(jié)構(gòu)改造復(fù)建引起的結(jié)構(gòu)改造 一些“爛尾樓”在復(fù)建時(shí)，往往新業(yè)主從經(jīng)濟(jì)效益和經(jīng)營(yíng)效果出發(fā)，對(duì)原設(shè)計(jì)提出許多新的變動(dòng)，而且改動(dòng)的內(nèi)容很多，有的樓既要增層，又要擴(kuò)跨（外表層層挑出擴(kuò)大使用

7、面積），還要改動(dòng)內(nèi)部入口大廳空間（抽柱斷梁）等，這種“爛尾樓”雖然爛尾，但設(shè)計(jì)和施工年代較近，原結(jié)構(gòu)裸露，質(zhì)量檢測(cè)方便，改造起來比老建筑容易，業(yè)主希望“脫胎換骨”，改造工程的特點(diǎn)往往是“內(nèi)容復(fù)雜、規(guī)模龐大，效益顯著”。6二、改造前的技術(shù)鑒定和可行性論證二、改造前的技術(shù)鑒定和可行性論證（一）改造工程的技術(shù)鑒定（一）改造工程的技術(shù)鑒定 既有建筑改造前的技術(shù)鑒定，指對(duì)既有建筑的可靠性鑒定?？煽啃澡b定的內(nèi)容極為復(fù)雜，包括建筑物的安全性鑒定建筑物的安全性鑒定，適用性鑒定和耐久性鑒定。在安全性鑒定時(shí)在安全性鑒定時(shí),在地震區(qū)又包括抗震鑒定。在地震區(qū)又包括抗震鑒定。 從鑒定的目標(biāo)區(qū)分，鑒定工作區(qū)分為兩大類別，

8、其一為正常性鑒定，即為滿足建筑結(jié)構(gòu)改造目標(biāo)而進(jìn)行的技術(shù)鑒定；另一類為非常性鑒定，如危房鑒定、災(zāi)后（地震、火災(zāi)、水災(zāi)和其它突然事件）鑒定等，后者的鑒定目標(biāo)為搶險(xiǎn)。7 目前我國(guó)實(shí)行的鑒定標(biāo)準(zhǔn)有兩套系統(tǒng)， 一是民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)GB50292， 1999年發(fā)布實(shí)行和工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn) GB50144-2008 ，2009實(shí)施 民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)GB 50292-2014，今年發(fā)行 另一是建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)GB50023-2009，2009年發(fā)布實(shí)行。 在結(jié)構(gòu)改造工程中往往存在對(duì)既有建筑的加固改造和部分新建、擴(kuò)建相結(jié)合，情況比完全新建或僅僅抗震加固要復(fù)雜的多，每個(gè)工程的改造后的性能目標(biāo)不一樣

9、，后續(xù)使用年限不一樣，掌握的標(biāo)準(zhǔn)尺度皆不一樣。 因此，不可按10抗規(guī)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)對(duì)既有建筑進(jìn)行鑒定；也不能按現(xiàn)有的建筑抗震鑒定的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)對(duì)改造工程，特別是其中新建部分進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)；對(duì)具體改造工程還要區(qū)別對(duì)待。8 對(duì)于結(jié)構(gòu)改造工程，更多地應(yīng)偏重于“概念鑒定”和“概念設(shè)計(jì)”。由于地震作用更具有偶然性和突發(fā)性，在結(jié)構(gòu)抗震分析上存在許多假定和量的不確定性，就更凸顯“概念鑒定”和“概念設(shè)計(jì)”的重要性。應(yīng)首先評(píng)定原有結(jié)構(gòu)體系的規(guī)則性、整體性和整體牢固性（構(gòu)件間的連接性能），分析其現(xiàn)階段的實(shí)際抗震性能和進(jìn)一步改造加固的可行性和難易程度，可以做出多種方案比較，結(jié)合業(yè)主的要求，作出結(jié)構(gòu)改造的正確、經(jīng)濟(jì)的評(píng)估。9（

10、二）明確改造的性能目標(biāo)和后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限（二）明確改造的性能目標(biāo)和后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限 我國(guó)2006年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范GB50367， 也開始在加固設(shè)計(jì)中引進(jìn)這種設(shè)計(jì)思想，提出加固后的性能目標(biāo)，包括“加固后混凝土結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重性、結(jié)構(gòu)的重要性和加固設(shè)計(jì)使用年限，由委托方與設(shè)計(jì)方按實(shí)際情況共同商定。”并建議結(jié)構(gòu)加固后的使用年限“一般情況下，宜按30年考慮；到期后，若重新進(jìn)行的可靠性鑒定認(rèn)為該結(jié)構(gòu)工作正常，仍可繼續(xù)延長(zhǎng)其使用年限。混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范GB50367-2013 首先，應(yīng)確定結(jié)構(gòu)改造的性能目標(biāo)和后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限。改造工程

11、在抗震設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)防目標(biāo)，仍應(yīng)該是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，但在后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限的選定上，不一定像新設(shè)計(jì)建筑那樣，選為50年或100年，對(duì)于本來就未按01抗規(guī)設(shè)計(jì)的既有建筑，那樣做代價(jià)太大，反而促使被過早的拆除。10 可以和業(yè)主充分溝通，共同商定一個(gè)合適的后續(xù)使用年限。 一般來說，1989年以前設(shè)計(jì)施工的建筑被改造部分按30年是一個(gè)可以接受的標(biāo)志性年限，較為符合當(dāng)前加固水平和我國(guó)十幾年來所積累的經(jīng)驗(yàn)；況且到了30年也并不意味著該房屋結(jié)構(gòu)壽命的終結(jié)，而只是需要再次進(jìn)行一次系統(tǒng)的檢查和鑒定，以作出是否可以繼續(xù)安全使用或應(yīng)再次加固的結(jié)論。至于結(jié)構(gòu)改造中的新增部分，仍可按常規(guī)50年設(shè)計(jì)，到了30年

12、后和被改造部門一起，都進(jìn)行一次系統(tǒng)的檢查和鑒定，也是必要的。 若業(yè)主認(rèn)為其房屋極具保存價(jià)值，而加固費(fèi)用也不成問題，則可商定一個(gè)較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)使用年限，譬如文物建筑和紀(jì)念性建筑，這在技術(shù)上都是能夠做到的，但畢竟很費(fèi)財(cái)力，不應(yīng)在業(yè)主無(wú)特殊要求的情況下，誤導(dǎo)他們這么做。 11 至于一些保護(hù)價(jià)值較低的房屋，如原來修建特殊要求的情況下，誤導(dǎo)他們這么做。至于一些保護(hù)價(jià)值較低的房屋，如原來修建標(biāo)準(zhǔn)就較低的工業(yè)廠房，工藝已經(jīng)落后也要改造，但目前還需要用一段時(shí)間再更新改造，則把后續(xù)使用年限降到20年也是可以的。（三）按后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限確定結(jié)構(gòu)改造的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)抗震規(guī)范中規(guī)定的設(shè)計(jì)基本地震加速度為：50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期

13、內(nèi)超越概率為10%的地震加速度的設(shè)計(jì)取值。 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。這個(gè)數(shù)值正好與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068中規(guī)定的丙類建筑（大部分結(jié)構(gòu)改造項(xiàng) 目均屬丙類建筑）的“設(shè)計(jì)使用年限”相吻合。12“設(shè)計(jì)使用年限”指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目標(biāo)使用的期限。在結(jié)構(gòu)改造加固工程中的“后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限”指被改造加固后的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目標(biāo)使用的期限。從廣義來講，設(shè)計(jì)使用年限或設(shè)計(jì)后續(xù)使用可按其預(yù)定目標(biāo)使用的期限。從廣義來講，設(shè)計(jì)使用年限或設(shè)計(jì)后續(xù)使用年限中的“預(yù)定目標(biāo)使用的期限”，應(yīng)包括抗震設(shè)防、安全性、耐久性等性能目標(biāo)。 結(jié)構(gòu)改造工程中基

14、于性能的設(shè)計(jì)方法的一個(gè)特點(diǎn)是，設(shè)計(jì)人員（含鑒定人員）可以和業(yè)主共同探討各種性能目標(biāo)及其利弊（含經(jīng)濟(jì)代價(jià)），最后確定一個(gè)安全、適度、適用、可實(shí)施性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)合理的改造加固方案。后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限的確定非常重要的，它是經(jīng)濟(jì)合理的改造加固方案。后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限的確定非常重要的，它是改造工程的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，它決定了各種荷載的取值。對(duì)于各種可變荷載，如樓面活荷載、屋面雨雪荷載和風(fēng)荷載，不同的使用年限可有不同的取值。地震作用也隨后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限而變13 基于耐久性加固改造的后續(xù)使用年限，可以與基于抗震加固改造的后續(xù)使用年限區(qū)別對(duì)待?；炷两Y(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范把它定為30年，應(yīng)該說是較合適的。它較符合當(dāng)前加固技術(shù)的發(fā)

15、展水平，不能定的過長(zhǎng)。由于耐久性加固時(shí)使用了膠粘劑，或涂刷化學(xué)防護(hù)膜，或其它聚合物等的加固方法，不論廠商如何標(biāo)榜其產(chǎn)品的優(yōu)良性能，這些人工合成材料，不可避免地存在著老化問題?；蛘咭蚋邷?、高濕、低溫、凍融、化學(xué)腐蝕、振動(dòng)、溫度應(yīng)力、地基變形等引起防護(hù)破壞，促使原構(gòu)件損壞；或者因錯(cuò)用劣質(zhì)材料或施工工藝不當(dāng)，也易造成破壞。為防范這類隱患， 對(duì)耐久性進(jìn)行改造加固后，不能高枕無(wú)憂對(duì)耐久性進(jìn)行改造加固后，不能高枕無(wú)憂30年，還應(yīng)加強(qiáng)定期檢查或年，還應(yīng)加強(qiáng)定期檢查或監(jiān)測(cè)，檢查時(shí)間的間隔可由設(shè)計(jì)單位作出規(guī)定，按監(jiān)測(cè)，檢查時(shí)間的間隔可由設(shè)計(jì)單位作出規(guī)定，按混凝土結(jié)構(gòu)加固混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，第一

16、次檢查時(shí)間宜定為投入使用后的的規(guī)定，第一次檢查時(shí)間宜定為投入使用后的6-8年，且年，且至遲不應(yīng)晚于至遲不應(yīng)晚于10年。年。14三結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)改造（一）計(jì)算原則和公式 按混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50367-2006和建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程JGJ 116-2009(二)加固方法及其選擇 1)增大截面法增大截面法 優(yōu)點(diǎn)：提高構(gòu)件的承載力，提高截面剛度，改善正 常使用階段的性能。 缺點(diǎn)：減小使用空間，增加結(jié)構(gòu)自重。 適用：適用于有空間余量的多種結(jié)構(gòu)。152)外包鋼加固法外包鋼加固法 優(yōu)點(diǎn)：同增大截面法且基本不減小空間，增加結(jié)構(gòu)的延性 缺點(diǎn)：用鋼量大，維護(hù)費(fèi)用高；需作防腐處理。3）外粘纖維加固法）外粘纖維加固法 優(yōu)點(diǎn)：在局部實(shí)施加固，工程量小且施工方便，提高承載 力的效果也較明顯。 缺點(diǎn)：施工工藝要求高，膠水的耐久性尚有待考驗(yàn)。4）預(yù)應(yīng)力加固法）預(yù)應(yīng)力加固法 優(yōu)點(diǎn)：消除或減緩后加結(jié)構(gòu)的應(yīng)力滯后現(xiàn)象，減小原構(gòu)件的撓度和裂縫寬度，甚至可使裂縫完全閉合。 缺點(diǎn)：施工較復(fù)雜。165）改變受力體系加固法改變受力體系加固法 優(yōu)點(diǎn)：可明顯地改善結(jié)構(gòu)的受力性能，提 高結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。 缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)要求高，施工風(fēng)險(xiǎn)較大。17四結(jié)構(gòu)改造的主要