結(jié)構(gòu)的檢測(cè)加固與再設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)的檢測(cè)加固與再設(shè)計(jì)
中國(guó)建筑科學(xué)研究院(編寫(xiě)人:徐有鄰、劉剛)
1.我國(guó)基本建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展
1.2我國(guó)基本建設(shè)現(xiàn)狀
基本建設(shè)的規(guī)模;存在問(wèn)題:質(zhì)量問(wèn)題、安全隱患、消耗巨大、環(huán)保壓力、耐久性差……。
1.2.結(jié)構(gòu)檢測(cè)加固的內(nèi)容
(1) 結(jié)構(gòu)安全性(危房及安全隱患)鑒定,排除抗力缺陷引起的建筑物安全隱患。
(2) 結(jié)構(gòu)安全事故的調(diào)查處理,判斷事故的原因、性質(zhì)、后果以及處理方案。
(3) 結(jié)構(gòu)服役期制度化的定期檢查、維修以保證安全及使用功能。
(4) 建筑歸屬關(guān)系變化導(dǎo)致功能的改變引起的檢測(cè)鑒定,作為再設(shè)計(jì)的依據(jù)。
(5) 設(shè)計(jì)使用年限后期為延長(zhǎng)使用期進(jìn)行的檢測(cè)鑒定及再設(shè)計(jì)。
(6) 幾百億平方米低安全度既有結(jié)構(gòu)的檢測(cè)與再設(shè)計(jì)。
1.3. 檢測(cè)加固與再設(shè)計(jì)的發(fā)展
(1) 我國(guó)結(jié)構(gòu)安全事故頻發(fā),形成了不小的檢測(cè)加固市場(chǎng)。
(2) 大規(guī)?;窘ㄔO(shè)后,服役期和使用后期的繼續(xù)使用問(wèn)題。
(3) 歷史形成幾百億低安全度既有結(jié)構(gòu)的繼續(xù)使用,提出了巨大的需求。
(4) 基建高潮后發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式變化,既有建筑改造利用的再設(shè)計(jì)。
(5) 我國(guó)在大規(guī)?;ㄒ院?,建筑業(yè)必然轉(zhuǎn)變?yōu)橐约庸谈脑斓脑俳ㄔ鞛橹鳌?br />
2.結(jié)構(gòu)缺陷及混凝土缺陷的檢測(cè)
2.1工程事故調(diào)查
| 結(jié)構(gòu)類(lèi)型 | 磚混結(jié)構(gòu) | 混凝土框架 | 單廠排架 | 磚木結(jié)構(gòu) | 地下結(jié)構(gòu) | 其它 |
| 數(shù)量 | 58 | 27 | 12 | 7 | 4 | 4 |
| 比例(%) | 51.8 | 24.1 | 10.7 | 6.2 | 3.6 | 3.6 |
| 缺陷部位 | 砌體墻柱 | 混凝土梁 | 混凝土柱 | 連接缺陷 | 板 | 屋架 | 其它 |
| 數(shù)量 | 43 | 22 | 20 | 13 | 6 | 5 | 3 |
| 比例(%) | 38.4 | 19.6 | 17.8 | 11.6 | 5.4 | 4.5 | 2.7 |
| 缺陷類(lèi)型 | 事故原因 | 比例 |
| 原材料 | 鋼筋強(qiáng)度不足或延性太差; 混凝土原材料質(zhì)量及配合比問(wèn)題; 混凝土中摻入有害成分; 混凝土體積穩(wěn)定性差,引起過(guò)大收縮。 |
28.1% |
| 設(shè)計(jì) | 結(jié)構(gòu)傳力體系缺陷,整體穩(wěn)定性差; 內(nèi)力分析及截面設(shè)計(jì)缺陷,抗力不足; 構(gòu)件承受非設(shè)計(jì)工況; 構(gòu)造缺陷及保溫、防水措施不良導(dǎo)致混凝土滲漏 |
17.2% |
| 地基 | 軟弱地基未妥善處理; 濕陷性地基因滲、漏水導(dǎo)致沉降,需要做內(nèi)防水 因人防、地道等影響引起不均勻沉降; 周?chē)┕ら_(kāi)挖、排水引起不均勻沉降。 |
21.9% |
| 施工 | 混凝土攪拌、澆筑、養(yǎng)護(hù)施工缺陷; 受力鋼筋移位及連接質(zhì)量; 預(yù)應(yīng)力失控; 結(jié)構(gòu)施工超載或承受非設(shè)計(jì)荷載; 冬季、夏季施工;跨季節(jié)施工未采取有效措施。 |
25.0% |
| 使用 | 擅自改變結(jié)構(gòu)用途; 長(zhǎng)期服役未作維護(hù)檢查; 侵蝕性環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的影響;需要用YYB防腐抗?jié)B漿料進(jìn)行處理 溫度變化、混凝土收縮引起裂縫; 早期建筑安全儲(chǔ)備不足,累計(jì)損傷造成抗力退化。 |
7.8% |
2.2 結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故的特點(diǎn)
(1) 混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件承載力不足以及惡性事故的比例相對(duì)較少。
(2) 大量問(wèn)題是影響使用功能的可見(jiàn)裂縫及過(guò)大的變形。
(3) 混凝土早期低強(qiáng)以及模板施工超載的影響,施工階段是質(zhì)量事故的高發(fā)期。
(5) 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)安全度偏低以及長(zhǎng)期服役后的耐久性問(wèn)題,近年事故發(fā)生較多。
(6) 建筑商品化以后,不恰當(dāng)使用對(duì)結(jié)構(gòu)影響而引起事故的頻率加大。
(7) 混凝土結(jié)構(gòu)事故的原因很少是單一的,往往為多種因素綜合作用所致。
2.3 結(jié)構(gòu)檢測(cè)與工程驗(yàn)收
| 類(lèi)別 | 事故嚴(yán)重程度 | 參予單位 | 處理方案 |
| 一 | 不嚴(yán)重 | 施工、監(jiān)理(建設(shè))、(設(shè)計(jì)) | 返工、返修或更換構(gòu)件(部件)后驗(yàn)收 |
| 二 | 較嚴(yán)重 | 有資質(zhì)的檢測(cè)單位 | 檢測(cè)、鑒定達(dá)到設(shè)計(jì)要求后驗(yàn)收 |
| 三 | 嚴(yán)重 | 檢測(cè)單位、設(shè)計(jì)單位 | 檢測(cè)、鑒定、設(shè)計(jì)復(fù)核計(jì)算后驗(yàn)收 |
| 四 | 很?chē)?yán)重 | 檢測(cè)、設(shè)計(jì)、建設(shè)單位 | 加固處理后按協(xié)商文件驗(yàn)收 |
| 五 | 極嚴(yán)重 | 檢測(cè)、設(shè)計(jì)、建設(shè)單位 | 已無(wú)加固處理可能,嚴(yán)禁驗(yàn)收 |
結(jié)構(gòu)檢測(cè)的基本原則:公正、公開(kāi)、客觀、科學(xué)、全面、嚴(yán)密。堅(jiān)持必要的工作程序。
2.4 混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法
(1)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的檢測(cè):鉆芯法、回彈法、超聲法、綜合法、拔出法、射釘法、推剝法…
(2)混凝土缺陷檢測(cè):表面缺陷的觀察;裂縫描繪及量測(cè);內(nèi)部缺陷檢測(cè);檢測(cè)結(jié)果分析。
(3)結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)檢測(cè):結(jié)構(gòu)體形偏差、構(gòu)件尺寸偏差、鋼筋移位量測(cè)、量測(cè)結(jié)果分析。
(4)耐久性檢測(cè):環(huán)境類(lèi)別、資料調(diào)查、混凝土耐久性檢測(cè)、銹蝕鋼件檢測(cè)、量測(cè)結(jié)果分析。
(5)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè):作用和特點(diǎn)、預(yù)制構(gòu)件試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)原位試驗(yàn)、內(nèi)力模擬的加載原則。
3.結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)的評(píng)定(鑒定)
3.1結(jié)構(gòu)安全的基本概念
安全的基本概念;結(jié)構(gòu)安全的可靠度;結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)的可靠性評(píng)定。
|
R/γoS |
≥1.0 | 0.95(≥0.90)≥ | ≥0.90(≥0.85) | <0.90(<0.85) |
| 評(píng)定結(jié)論 | 滿(mǎn)足規(guī)范要求 | 可利用安全儲(chǔ)備 | 可靠度不足 | 可靠度嚴(yán)重不足 |
| 處理方式 | 無(wú)須處理 | 不處理或局部處理 | 須處理 | 須立即處理 |
3.2 建筑結(jié)構(gòu)的綜合評(píng)定
承載能力評(píng)定;構(gòu)件子單元的評(píng)定;建筑結(jié)構(gòu)的綜合評(píng)定;可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)。
3.3其它類(lèi)型的評(píng)定
改變用途的評(píng)定;使用狀態(tài)的評(píng)估;耐久性評(píng)估……。
3.4 結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)評(píng)定(鑒定)的意義
確定結(jié)構(gòu)安全-功能狀態(tài);探討造成缺陷原因;決定結(jié)構(gòu)處理原則;建議結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方法。
4.構(gòu)件的加固處理
4.1構(gòu)件加固設(shè)計(jì)的原則
(1)保證構(gòu)件的承載力和結(jié)構(gòu)的安全。
(2)避免拆改,影響、干擾原結(jié)構(gòu)的傳力途徑,盡量維護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。
(3)盡量減小加固后質(zhì)量、剛度的突變,減少對(duì)原受力體系的影響。
(4)盡可能減少對(duì)于使用功能(觀感、防水、滲漏、保溫、隔音等)的影響。
(5)徹底根除影響安全、耐久和使用功能的隱患,保證加固處理后有足夠的使用年限。
(6)加固措施應(yīng)該具有可執(zhí)行性,構(gòu)造簡(jiǎn)單易行,施工操作方便,能夠保證質(zhì)量。
(7)經(jīng)濟(jì)節(jié)約,盡量減少對(duì)材料、資源的消耗,減少加固處理的經(jīng)費(fèi)。
(8)加固處理方法具有多樣性,應(yīng)注意分析、比較,進(jìn)行方案的優(yōu)化選擇。
4.2 加固的意義及局限性
缺陷構(gòu)件的加固是整個(gè)結(jié)構(gòu)加固-處理的基礎(chǔ)。但局部加固可能引起剛度-質(zhì)量突變而影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性。應(yīng)從結(jié)構(gòu)方案上采取更為徹底的“既有結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)”解決。
4.3 增大混凝土截面加固法
加固機(jī)理;加固方法;注意事項(xiàng):后澆混凝土層的構(gòu)造;界面的連接;對(duì)質(zhì)量-剛度的影響。
4.4 外包鋼材加固法
加固機(jī)理;加固方法;注意事項(xiàng):與構(gòu)件連接方式;保證施工質(zhì)量;考慮對(duì)內(nèi)力分布的影響。
4.5 錨貼鋼材加固法
加固機(jī)理;加固方法;注意事項(xiàng):基底處理;卸荷狀態(tài)施工;保證錨貼施工質(zhì)量;覆蓋保護(hù)。
4.6 粘貼碳纖維加固法
加固機(jī)理;加固方法;注意事項(xiàng):轉(zhuǎn)角處理;碳纖維布的錨固與搭接;附加錨固措施。
4.7 外加預(yù)應(yīng)力加固法
加固機(jī)理;加固方法;注意事項(xiàng):合理選擇加固形式;外加預(yù)應(yīng)力的控制;預(yù)應(yīng)力張拉-轉(zhuǎn)折-錨固;預(yù)應(yīng)力筋保護(hù)。
4.8 改變傳力途徑加固法
加固機(jī)理;加固方法;注意事項(xiàng):滿(mǎn)足使用功能;資質(zhì)問(wèn)題;約束性文件。
5. 結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)的意義
5.1 再設(shè)計(jì)的意義
我國(guó)基本建設(shè)狀況;發(fā)達(dá)國(guó)家的基建狀況;我國(guó)基本建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì);既有建筑維護(hù)、加固、改造為目的“再設(shè)計(jì)”和“再建造”為主的工作模式。
5.2建筑結(jié)構(gòu)的安全層次
(1)傳統(tǒng)安全概念局限性:建立在材料強(qiáng)度和構(gòu)件屈服基礎(chǔ)上的安全概念。“重構(gòu)件-輕結(jié)構(gòu)”;“重計(jì)算-輕構(gòu)造”的偏向,忽略了結(jié)構(gòu)真正的安全隱患。
(2)惡性事故調(diào)查分析:造成構(gòu)件解體-結(jié)構(gòu)倒塌的真正原因是結(jié)構(gòu)方案(整體性穩(wěn)固性—魯棒性)不良;變形性能太差(脆性斷裂);連接構(gòu)造缺陷(結(jié)構(gòu)解體),具體表現(xiàn)為以下原因;
結(jié)構(gòu)方案的根本性缺陷:底層垂直構(gòu)件墻、柱及靜定構(gòu)件屋架、懸臂等太薄弱;
結(jié)構(gòu)體系傳力途徑不合理:屋架、懸臂、磚拱等構(gòu)件缺乏必要的冗余約束;
材料脆性:砌體、冷加工鋼筋導(dǎo)致結(jié)構(gòu)延性太差,在強(qiáng)迫位移下脆斷引起結(jié)構(gòu)解體;
連接構(gòu)造質(zhì)量差:關(guān)鍵受力部位及連接構(gòu)造缺陷,節(jié)奌、底柱、底墻破壞引起連續(xù)倒塌;
服役期的使用問(wèn)題:野蠻施工;管理不善;超載使用,隨意加層,不恰當(dāng)改建……等。
人為因素:無(wú)意、有意、悪意打擊“死穴”而造成倒塌,“用最小能量摧毀最大建筑”的研究。
| 倒塌事故類(lèi)型及構(gòu)件 | 比例(%) | ||
| 地基、基礎(chǔ)破壞 | 2.0 | ||
| 墻 柱 |
磚墻、磚柱倒塌 | 16.7 | 22.3 |
| 混凝土墻、柱倒塌 | 1.4 | ||
| 木柱倒塌 | 0.2 | ||
| 墻、柱在施工過(guò)程中失穩(wěn) | 4.0 | ||
| 框架結(jié)構(gòu)破壞 | 1.6 | ||
| 屋 架 |
木屋架和鋼木屋架倒塌 | 11.5 | 37.0 |
| 鋼筋混凝土屋架倒榻 | 9.4 | ||
| 鋼屋架倒塌 | 15.7 | ||
| 懸索和褶板倒塌 | 0.4 | ||
|
梁 板 |
鋼筋混凝土梁倒塌 | 4.0 | 8.0 |
| 樓板、屋面板倒塌 | 3.2 | ||
| 木梁倒榻 | 0.8 | ||
| 磚拱破壞倒塌 | 4.2 | ||
| 懸臂結(jié)構(gòu)破壞倒塌 | 9.6 | ||
| 構(gòu)筑物倒塌 | 5.0 | ||
| 模板倒塌 | 6.5 | ||
|
改建和使用不當(dāng) |
加層建筑倒塌 | 1.4 | 2.2 |
| 使用不當(dāng)破壞倒塌 | 0.8 | ||
| 其它局部倒榻 | 1.6 | ||
?。?)災(zāi)害中結(jié)構(gòu)倒塌的調(diào)查分析:天災(zāi)人禍偶然作用:長(zhǎng)江洪水、桑美臺(tái)風(fēng)、衡陽(yáng)大火、湘黔冰災(zāi)、汶川地震、舟曲泥石流、9.11事件……,造成結(jié)構(gòu)倒塌的巨大損失。幾乎都與材料強(qiáng)度和構(gòu)件承載力無(wú)關(guān),而是由于結(jié)構(gòu)方案、內(nèi)力分析、連接構(gòu)造的缺陷。
(4)建筑結(jié)構(gòu)的安全層次:“911事件”后對(duì)結(jié)構(gòu)安全的新認(rèn)識(shí)。結(jié)構(gòu)安全的層次。
使用安全感觀:服役結(jié)構(gòu)太大的撓度、裂縫、耐久性缺陷引起的不安全感。
構(gòu)件截面屈服:在不利承載下鋼筋屈服-混凝土破碎發(fā)生強(qiáng)度破壞的影響。
結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌:偶然作用下結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件破壞而引起的連續(xù)倒塌。
5.3結(jié)構(gòu)的防災(zāi)性能及整體穩(wěn)固性
(1)結(jié)構(gòu)防災(zāi)性能及整體穩(wěn)固性:結(jié)構(gòu)安全的核心是防災(zāi)能力—偶然作用下防連續(xù)倒塌性能。防災(zāi)能力取決于結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性。在設(shè)計(jì)中反映為結(jié)構(gòu)方案、內(nèi)力分析、連接構(gòu)造等。
(2)防倒塌概念設(shè)計(jì):避—選址規(guī)避;泄—作用渲泄;隔—隔離防護(hù);備—備用途徑;強(qiáng)—強(qiáng)化保護(hù);柔—柔性耗能;躲—躲藏待援。這是很重要的綜合安全性能的考慮。
(3)結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì):混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范簡(jiǎn)介定量設(shè)計(jì)方法:局部加強(qiáng)法、拉接構(gòu)件法、拆除構(gòu)件法的原理;操作性更強(qiáng)的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)規(guī)程正在編制。
5.4 既有結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
(1)結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)的定義:從結(jié)構(gòu)體系整體穩(wěn)固性考慮,針對(duì)既有結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)方案、內(nèi)力分析、連接構(gòu)造等方面的缺陷而進(jìn)行全面的再次設(shè)計(jì)。僅在構(gòu)件層次上加固太局限,甚至效果相反。從結(jié)構(gòu)整體角度來(lái)處理混凝土缺陷,才能夠提高結(jié)構(gòu)的安全性。
(2)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要:早期基建進(jìn)入服役后期;低安全度設(shè)計(jì)-建造的欠缺;未考慮耐久性設(shè)計(jì)的遺畄問(wèn)題;幾百億平米既有結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)使用年限現(xiàn)實(shí)……。經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式變化帶來(lái)通過(guò)“再設(shè)計(jì)”獲得繼續(xù)發(fā)展,對(duì)結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)的要求肯定會(huì)與日俱增。
(3)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型趨勢(shì):基建高潮后的平穩(wěn)發(fā)展期。建筑產(chǎn)業(yè)化走向:建造-制造;粗放-集約;勞力密集-技術(shù)密集。檢測(cè)加固和再設(shè)計(jì)-再建造必然成為建筑業(yè)的主要形式。
6.既有結(jié)構(gòu)的再設(shè)計(jì)
6.1 再設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍
5種情況:續(xù)用、復(fù)核、改建、加固、修復(fù);分為兩類(lèi):復(fù)核驗(yàn)算以及重新再設(shè)計(jì)。
6.2 結(jié)構(gòu)的安全及處理原則
(1)結(jié)構(gòu)方案缺陷的影響:傳統(tǒng)設(shè)計(jì)“重構(gòu)件-輕結(jié)構(gòu)”;“重計(jì)算-輕概念”造成既有結(jié)構(gòu)經(jīng)常帶有根本性的缺陷,往往在偶然作用下發(fā)生倒塌。
(2)汶川教學(xué)樓倒塌分析:原因是結(jié)構(gòu)體系缺陷;磚砌墻體無(wú)圈梁-構(gòu)造柱;質(zhì)量分布頭重腳輕;大跨-懸臂梁支承單薄;橫向無(wú)備用傳力途徑;底層窗間墻太弱;結(jié)構(gòu)缺乏抗側(cè)力能力;樓蓋平面蜂腰瓶頸;樓梯間豎向錯(cuò)層受力;預(yù)制裝配的連接構(gòu)造缺失;冷軋帶肋鋼筋脆斷……。
(3)框架倒塌分析:多層混凝土框架及底框房屋倒塌原因是:質(zhì)量分布頭重腳輕;樓蓋厚重水平慣性力大;底層框架柱薄弱;缺乏剪力墻-鈄撐的抗側(cè)力措施;強(qiáng)梁弱柱使柱端屈服形成塑性絞而傾覆;柱端配箍約束不夠;混凝土碎裂撒落使立柱壓潰;底柱破壞引發(fā)連續(xù)倒塌……。
(4)構(gòu)件加固的局限性:構(gòu)件層次的局部加固不解決根本問(wèn)題屬于比較低的層次??紤]結(jié)構(gòu)方案的“再設(shè)計(jì)”才是最重要的。構(gòu)件加固方法漸趨成熟,應(yīng)提升到再設(shè)計(jì)的層次。
6.3 再設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
(1)再設(shè)計(jì)的不確定性:常規(guī)設(shè)計(jì)是理想化條件下進(jìn)行的,可以由設(shè)計(jì)者確定,并作為設(shè)計(jì)依據(jù)。而再設(shè)計(jì)具有很大的不確定性,設(shè)計(jì)的難度要大得多。
(2)作用荷載和材料性能的變化:作用荷載已有很大變化;加上各種分項(xiàng)系數(shù)及組合,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)須再設(shè)計(jì)復(fù)核。材料性能的設(shè)計(jì)參數(shù)也已改變?;炷?ldquo;標(biāo)號(hào)”改“強(qiáng)度等級(jí)”及鋼筋強(qiáng)度提升和延性要求;材料實(shí)際強(qiáng)度及性能指標(biāo)與設(shè)計(jì)目標(biāo)的差異……。不得不重新確定既有結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)。
(3)結(jié)構(gòu)體形變化及缺陷的影響:既有結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)須考慮:長(zhǎng)期使用耐久性的影響;沉降、裂縫、徐變、老化、偶然作用損傷造成結(jié)構(gòu)體形的變化及性能退化。。
(4)再設(shè)計(jì)的難度:設(shè)計(jì)條件的不確定性:設(shè)計(jì)參數(shù)不能由設(shè)計(jì)者自行確定,須通過(guò)調(diào)查、檢測(cè)、分析,根據(jù)實(shí)際情況確定。難以照抄現(xiàn)行規(guī)范及設(shè)計(jì)程序。
6.4 既有結(jié)構(gòu)的檢測(cè)評(píng)定
(1)必要性:通過(guò)檢測(cè)評(píng)定確定既有結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和設(shè)計(jì)參數(shù),作為再設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。
(2)檢測(cè):《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50344指導(dǎo)下的各種檢測(cè)方法以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
(3)評(píng)定:《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50153、《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB 50144、《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB 50292等的評(píng)定結(jié)果,作為再設(shè)計(jì)的依據(jù)。
6.5優(yōu)化再設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案
(1)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化:選擇抗力較好的結(jié)構(gòu)類(lèi)型;結(jié)構(gòu)外形簡(jiǎn)單勻稱(chēng);有效控制結(jié)構(gòu)尺度;適當(dāng)規(guī)劃結(jié)構(gòu)分縫;合理布置構(gòu)件體系;避免質(zhì)量頭重腳輕;剛度分布連續(xù)均勻;傳力途徑直接通暢;保證備用傳力途徑……。彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不足,屬于概念設(shè)計(jì)的范疇。還應(yīng)考慮功能需要。
(2)合理的計(jì)算模型:既有結(jié)構(gòu)與后加部分形成新結(jié)構(gòu)體系;考慮剛度變化及構(gòu)件間變形協(xié)調(diào)-約束的影響一并進(jìn)行內(nèi)力分析;分析模型根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整。
(3)構(gòu)件及連接的構(gòu)造:結(jié)構(gòu)體系中各類(lèi)構(gòu)件對(duì)安全影響的次序。
布置方向: 垂直構(gòu)件(柱、墻)—水平構(gòu)件(梁、板)—基礎(chǔ)。
構(gòu)件形狀: 桿形構(gòu)件(柱、梁、桿)—面狀構(gòu)件(墻、板)—實(shí)體。
所處位置: 底層構(gòu)件—關(guān)鍵構(gòu)件—一般構(gòu)件—自承重構(gòu)件。
重視構(gòu)件間連接:避免簡(jiǎn)支連接;宜有冗余約束及超靜定連接;可靠的節(jié)點(diǎn)傳力性能……。
(4)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則
四要:方正規(guī)矩、傳力直接、冗余約束、備用途徑;
四忌:頭重腳輕、奇形怪狀、間接傳力、材料脆性;
四強(qiáng):強(qiáng)腳柔腰、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)墻輕板、強(qiáng)化邊角;
四宜:連接可靠、圍箍約束、空心樓蓋、以柔克剛。
6.6 再設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)指標(biāo)
(1)使用功能和續(xù)用年限:再設(shè)計(jì)應(yīng)有很大靈活性,可根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)濟(jì)性綜合考慮,進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。再設(shè)計(jì)目標(biāo)不一定符合現(xiàn)行標(biāo)規(guī)范??梢赃m當(dāng)調(diào)整使用功能;降低荷載數(shù)值;縮短后續(xù)使用年限……,采用調(diào)整的設(shè)計(jì)目標(biāo),在達(dá)到安全-實(shí)用的條件下,實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。
(2)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài):當(dāng)檢測(cè)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)變化不大而基本符合原設(shè)計(jì)的要求時(shí),可以按原設(shè)計(jì)的規(guī)定取值,以簡(jiǎn)化計(jì)算。
(3)材料的設(shè)計(jì)參數(shù):既有部分材料性能指標(biāo),根據(jù)檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析后確定。當(dāng)檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求時(shí),也可按設(shè)計(jì)規(guī)范的相應(yīng)規(guī)定取值。再設(shè)計(jì)的后加部分采用現(xiàn)行規(guī)范數(shù)值。
(4)設(shè)計(jì)規(guī)范的差別應(yīng)用:對(duì)正常使用極限狀態(tài)的功能(荷載)和后續(xù)年限,可適當(dāng)調(diào)整。對(duì)承載能力極限狀態(tài)則分別對(duì)待:續(xù)用、復(fù)核驗(yàn)算的再設(shè)計(jì)“宜”符合現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定;結(jié)構(gòu)擴(kuò)建、擴(kuò)建、改造、修復(fù)性質(zhì)的再設(shè)計(jì)則“應(yīng)”符合現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定。
6.7 既有結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)的方法
(1)再設(shè)計(jì)方法:結(jié)構(gòu)分析按加固后結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行;各構(gòu)件則按疊合-組合構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(2)水平構(gòu)件設(shè)計(jì):施工階段構(gòu)件有可靠支撐,按一般受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。如無(wú)支撐,按兩階段受力的疊合構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)?;炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已有詳細(xì)規(guī)定,不再贅述。
(3)豎向構(gòu)件設(shè)計(jì):應(yīng)考慮既有柱、墻實(shí)際幾何參數(shù)變化的影響;根據(jù)承載歷史以及施工支頂?shù)那闆r;考慮既有部分和后加部分持力的分配,進(jìn)行施工階段和使用階段的承載力計(jì)算。既有柱墻的設(shè)計(jì)參數(shù)按檢測(cè)結(jié)果取值;后澆混凝土和后加鋼筋強(qiáng)度乘折減系數(shù)確定。
(4)疊合界面的構(gòu)造要求:通過(guò)設(shè)計(jì)-施工措施保證疊合界面的構(gòu)造:界面粗糙度(凹凸差)以及越界面的構(gòu)造鋼筋。
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