混凝土結構加固設計方案應包括以下步驟:確定加固目標和要求,包括加固原因、加固范圍、預期效果等。進行現(xiàn)場調(diào)查和檢測,了解現(xiàn)有混凝土結構的具體情況,如裂縫、變形、承載能力等。根據(jù)檢測結果和設計要求,選擇合適的加固方法和技術,如加大截面、增設支撐、粘貼碳纖維布、噴射混凝土等。制定詳細的施工方案,包括施工順序、施工方法、施工設備、施工工藝等。進行施工質(zhì)量控制和驗收。
以下是一個混凝土結構加固設計方案的寫作框架:
一、工程概況
- 結構基本信息
- 詳細描述混凝土結構的類型,如框架結構、剪力墻結構等。引用結構設計圖紙或現(xiàn)場勘查報告。
- 給出結構的建造年代、使用功能等信息。
- 結構現(xiàn)狀評估
- 損傷情況
- 闡述混凝土結構存在的各種損傷,如裂縫(裂縫的分布、寬度、長度等)、混凝土剝落、鋼筋銹蝕等。這些數(shù)據(jù)可來源于現(xiàn)場檢測報告 。
- 分析損傷產(chǎn)生的原因,可能是由于長期使用、環(huán)境侵蝕(如氯離子侵蝕、碳化等)、自然災害(地震、火災等)或者設計施工缺陷等。
- 結構性能評估
- 包括結構的承載能力、剛度、穩(wěn)定性等方面的評估。通過結構計算分析(如有限元分析等)或者參考相關規(guī)范標準(如《混凝土結構加固設計規(guī)范》)進行評估。
- 損傷情況
二、加固設計依據(jù)
- 規(guī)范標準
- 列出在加固設計過程中所遵循的國家和地方相關規(guī)范,如《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB 50367 - 2013、《建筑結構荷載規(guī)范》GB 50009 - 2012等。
- 原始設計文件
- 參考結構原始的設計圖紙、計算書等資料,這些資料對于了解結構的初始設計意圖和參數(shù)非常重要。
- 檢測報告
- 依據(jù)現(xiàn)場檢測機構出具的關于混凝土結構現(xiàn)狀的檢測報告,其中包含混凝土強度、鋼筋配置、結構損傷等方面的檢測結果。
三、加固設計目標
- 安全性目標
- 明確加固后結構需要達到的安全性能指標,如滿足結構在各種荷載組合作用下的承載能力要求,確保結構在設計使用年限內(nèi)不會發(fā)生倒塌等危險情況。
- 耐久性目標
- 考慮加固后的結構能夠抵抗環(huán)境侵蝕,延長結構的使用壽命。例如,對于處于海邊環(huán)境的結構,要采取有效的防腐措施以保證加固效果的持久性。
- 功能性目標
- 如果結構加固是因為使用功能改變(如增加樓面荷載、改變空間布局等),則要確保加固后的結構能夠滿足新的功能需求。
四、加固方法選擇
- 不同加固方法分析
- 加大截面加固法
- 優(yōu)點:可以有效提高構件的承載能力、剛度和穩(wěn)定性;施工工藝相對簡單,技術成熟。
- 缺點:會增加結構自重,可能對原結構基礎產(chǎn)生影響;占用空間較大。適用于梁、柱等構件的加固。引用相關加固技術資料說明其原理和適用范圍 。
- 外包鋼加固法
- 優(yōu)點:基本不增加構件截面尺寸,可大幅度提高構件的承載能力;施工速度較快。
- 缺點:用鋼量較大;需要對鋼材進行防腐處理。分為干式外包鋼和濕式外包鋼兩種方式,分別闡述其特點和適用情況 。
- 碳纖維加固法
- 優(yōu)點:自重輕、強度高、施工方便快捷、對原結構影響小。
- 缺點:對施工環(huán)境要求較高(如要求環(huán)境溫度等);碳纖維材料為脆性材料,防火性能較差。適用于受彎、受剪構件的加固等。
- 粘鋼加固法
- 優(yōu)點:施工簡單、速度快,對生產(chǎn)和生活影響小;加固后對原結構外觀影響不大。
- 缺點:適用于正常濕度環(huán)境,在濕度較大或者高溫環(huán)境下可能影響加固效果;需要對粘貼面進行嚴格處理。適用于混凝土受彎構件等的加固 。
- 加大截面加固法
- 加固方法確定
- 根據(jù)結構的具體情況(如結構類型、損傷情況、加固目標等),選擇一種或多種加固方法的組合。例如,對于某框架柱的加固,考慮到空間限制和承載能力提高的要求,選擇外包鋼加固法;對于梁的加固,采用碳纖維加固法與粘鋼加固法相結合的方式。
五、加固設計計算
- 構件受力分析
- 按照結構力學原理,對加固前和加固后的構件進行受力分析。例如,對于梁構件,分析其在彎矩、剪力、扭矩作用下的受力狀態(tài),確定最不利荷載組合。
- 加固計算
- 根據(jù)選定的加固方法,進行相應的計算。
- 如采用加大截面加固法時,計算新增混凝土和鋼筋的截面面積、配筋量等;采用外包鋼加固法時,計算外包鋼的規(guī)格、粘貼膠的用量等;采用碳纖維加固法時,計算碳纖維布的層數(shù)、粘貼長度等;采用粘鋼加固法時,計算鋼板的厚度、尺寸和粘貼面積等。計算過程要依據(jù)相關規(guī)范標準進行,并列出詳細的計算公式和計算步驟。
六、施工方案
- 施工準備
- 包括材料準備(如加固材料的采購、檢驗等)、機械設備準備(如混凝土攪拌機、電焊機等)、人員準備(施工人員的組織、培訓等)。
- 施工順序
- 確定各個加固工序的先后順序。例如,對于采用粘鋼加固法和碳纖維加固法相結合的加固工程,先進行混凝土表面處理,然后粘貼鋼板,最后粘貼碳纖維布。
- 施工工藝
- 針對每種加固方法,詳細描述其施工工藝。
- 如加大截面加固法的施工工藝包括:原結構表面處理、植筋(如果有)、支模板、澆筑混凝土、養(yǎng)護等環(huán)節(jié);外包鋼加固法的施工工藝包括:型鋼加工、表面處理、粘貼或焊接固定等步驟;碳纖維加固法的施工工藝包括:表面處理、涂刷底膠、粘貼碳纖維布、表面防護等;粘鋼加固法的施工工藝包括:鋼板加工、粘貼面處理、粘貼鋼板、固定和加壓等。
- 質(zhì)量控制措施
- 建立質(zhì)量控制體系,明確質(zhì)量檢驗標準和驗收方法。
- 例如,對于混凝土澆筑質(zhì)量,要控制混凝土的配合比、澆筑高度、振搗情況等;對于粘貼加固材料(如碳纖維布、鋼板),要檢查粘貼面的處理質(zhì)量、粘貼的密實性等。按照相關規(guī)范標準進行質(zhì)量驗收,如《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204 - 2015等。
- 安全措施
- 制定施工現(xiàn)場的安全管理制度和安全防護措施。
- 如設置安全警示標志、對施工人員進行安全教育培訓、做好高空作業(yè)防護(如果有)、電氣設備安全防護等。
七、進度計劃
- 工程總進度計劃
- 制定整個加固工程的總工期計劃,以橫道圖或者網(wǎng)絡圖的形式表示。明確各個階段(如施工準備、加固施工、質(zhì)量驗收等)的開始時間和結束時間。
- 進度控制措施
- 分析可能影響工程進度的因素(如天氣、材料供應、施工技術難度等),并制定相應的控制措施。例如,建立材料供應預警機制,提前儲備一定量的關鍵材料;合理安排施工人員,提高施工效率等。
八、造價估算
- 材料費用
- 計算各種加固材料(如混凝土、鋼材、碳纖維布、粘鋼膠等)的費用,根據(jù)材料的市場價格和預計用量進行估算。
- 人工費用
- 估算施工人員的工資、福利
等
- 估算施工人員的工資、福利
混凝土結構加固設計規(guī)范解讀
加固設計中的荷載組合分析
加固施工的安全防護措施
加固工程的質(zhì)量驗收標準