今天給各位分享加固改造設計的知識,其中也會對加固改造設計師進行解釋,如果能碰巧解決你現在面臨的問題,別忘了關注本站,現在開始吧!,本文目錄一覽:,1、,淺析鋼筋混凝土結構加固改造設計關鍵問題?,2、,舊廠房改造加固的設計分析?
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淺析鋼筋混凝土結構加固改造設計關鍵問題?
隨著我國經濟加固改造設計的不斷發展加固改造設計,人們生活水平加固改造設計的提高,對于工作、居住、參觀等建筑結構的性能要求就更高了。人們最關注的問題莫過于建筑物的質量和安全,雖然建筑物普遍采用的都是鋼筋混凝土材料構造,但是由于建筑物的構造會受到建造時間、建造設計、使用年限、自然和人為多重因素的制約,因而很多已經施工完成或者在建中的建筑結構都會有不同程度的破壞和損傷。
一、鋼筋混凝土結構加固設計改造的分析
由于很多建筑物都面臨著要承載新的負荷,比如說多載人、多加層等,需要對設計計算、施工缺陷和一些結構上的薄弱環節這些在建筑結構中所產生的一系列錯誤,這就必須要用到加固技術。鋼筋混凝土的結構所經常發生的會是受彎加固的情形,在鋼筋混凝土結構的受拉區域表面有粘結鋼板和有粘性的鋼板材料進行加固改造,這能夠有效增強受彎作用而產生的承載力,提高抗彎剛度達到控制產生建筑裂縫的有效方法。
對于鋼筋混凝土中會用到纖維增強聚合物的材料,在使用的時候,不僅可以層層作為年體使用,同時還能夠作為薄鋼板來使用。當然,在鋼筋混凝土結構的建筑物中,受到風吹日曬的作用下,會常常出現結構的磨損,通過這些纖維聚合材料進行加固,可以很快完成加固修復。
二、鋼筋混凝土結構加固設計改造的五大關鍵問題和方法
1、使用加大截面加固方法。加大截面是指在鋼筋混凝土的建筑結構構造中,對受力面積進行擴大,這樣能夠有效分散承載力。加大截面的方法具有施工技術簡單、適應性強的特點,而且這項加固設計改造的技術在我國使用和操作經驗上來講較為成熟。通常對于梁子、板柱、墻體等一般鋼筋混凝土結構構造的加固。但是在操作加工的時候,施工時間會較長,影響到人們工作和生活,而且加固后對建筑物的凈空也會有一定的影響。
2、有粘結外包型鋼加固法。這種濕式外包鋼的加固方法,具有受力穩定安全、施工操作較為簡便和現場施工作業量少的有點,但是這種加固方法在鋼筋混凝土的加固使用上需要的鋼較多,而且不適用于高溫場所,比如說煉鋼廠、鍋爐房等。這是對不能增大截面加固的方法的有效補充。
3、黏貼纖維材料加固法。纖維材料的黏貼加固能有效防止腐蝕、潮濕現象的產生,同時纖維材料的自身較為輕便,并且具有較為耐用和維護費用低的特點。但是這類纖維材料標怕火,如果發生火災的話纖維材料很容易燒著,需要進行防火處理。
4、錨栓錨固加固法。這適用于鋼筋混凝土承重量具有較高等級的建筑結構加固設計改造的,通過錨栓的加固能夠增加建筑結構的大承載力度。錨栓的自身重量和體積較大,對于風化較為嚴重和輕質的結構的建筑則不適用。
5、植筋加固法。植筋可以是植入普通的鋼筋也可以植入螺栓式鋼筋,這種加固方法在現實生活中較為常見,使用技術也較為成熟。比如在施工過程中出現鋼筋偏離原來設計的位置,需要對建筑結構采取補救措施,由于鋼筋在施工之后對于位置的恢復很難做到,因此,需要加大截面的加固,通過植入鋼筋,遵循建筑結構的整體性設計原則,通過對建筑結構的加層接柱和進行高層建筑的增設的剪力墻植入鋼筋來進行混凝土結構的加固設計和改造。
三、結語
通常而言,建筑物的材料都需要用到鋼筋混凝土,鋼筋混凝土在對于建筑物的構造特別是安全穩定方面有著不可替代的作用和優勢,對鋼筋混凝土的結構進行加固改造,有助于建筑結構延長使用壽命。
相信經過以上的介紹,大家對鋼筋混凝土結構加固改造設計關鍵問題也是有了一定的認識。歡迎登陸中達咨詢,查詢更多相關信息。
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舊廠房改造加固的設計分析?
根據雙柱聯合基礎設計原理及分析方法加固改造設計,對某舊廠房改造設計中新建鋼框柱與原混凝土柱聯合基礎進行加固設計與分析。根據結構布置中不同柱間距及上部荷載條件,基于聯合基礎剛性假定,分別給出了錐形聯合基礎與梁式聯合基礎兩種加固設計方案,對加固設計方法中的關鍵問題進行了詳細的分析與總結,并結合該項目的設計環境給出了適用條件,可為同類工程提供必要的參考。
1概述
我國現行的國家規范、標準及相關文獻中,對單柱擴展基礎有基本的理論、設計方法及構造要求等。在獨立擴展基礎分析中,基于彈性理論分析,在豎向荷載作用下的基礎,其基底應力分布并不均勻,實際的應力分布取決于基礎自身的剛度和下部受力層土體。根據中國建筑科學研究院對豎向荷載作用下基礎不同寬高比的板的力學試驗分析,基于試驗結果,對基礎臺階高寬比不大于2.5的獨立柱基可采用基底反力直線分布進行內力分析。雙柱聯合基礎的設計,我國現行建筑地基基礎設計規范沒有具體的規定。國內外對雙柱聯合基礎都有相關試驗研究,對于矩形聯合基礎有一個基本假定:聯合基礎是剛性構件。
1)確定基礎底面形心的位置,盡可能使其與兩柱傳給基礎的荷載的合力作用點相重合,基底反力呈均勻分布,按地基承載力確定基礎底面尺寸。2)分別對兩柱柱下進行基礎受沖切承載力及受剪承載力驗算,以確定基礎高度。
3)基于梁板設計理論,沿基礎的縱向及橫向(柱附近的一定寬度范圍內)分別視為倒置的伸臂梁或懸臂梁,計算控制截面的彎矩以確定基礎配筋。
2工程概況
某鋼筋混凝土結構舊工業廠房,為雙跨雙坡形式,屋架為預應力混凝土折線形屋架,鋼筋混凝土柱,柱下采用鋼筋混凝土獨立基礎。廠房單跨跨度為24m,縱向軸距為6m,柱頂標高為7.2m?,F根據生產需要擬對其進行改造加固后再利用。根據設計方案,擬在廠房內部其中一跨內新建二層鋼框架結構,框架柱采用箱形截面柱,梁為焊接H型鋼。改造項目所在地的抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度為0.2g,為保證原混凝土結構廠房與新建鋼框架結構抗震體系的協調,新建結構地上部分與原結構相互獨立,新建鋼框柱與舊廠房混凝土柱之間設置抗震縫,縫寬150mm;結構布置如圖2所示。為滿足功能需求,新建鋼框架結構部分邊柱與原廠房邊柱及中柱距離較近,最小柱間距僅150mm,新舊基礎相互影響?;诂F有設計條件及相關理論,結合雙柱聯合基礎設計方法,對新舊結構雙柱聯合基礎加固設計方法進行分析,滿足設計要求,完成改造工作。
3新舊結構聯合基礎加固設計方法
根據雙柱聯合基礎的設計方法,對新舊結構共用基礎的加固方法進行分析。共用新基礎需要進行地基承載力計算、地基變形計算、基礎受沖切承載力驗算、受剪承載力驗算以及底板配筋設計。
3.1地基加固與承載力驗算。對于加固改造項目,原結構基礎與地基已經相對穩定。地基承載力及變形計算時需要根據新舊結構受力特點、基礎形式、施工條件綜合考慮。常用的地基基礎加固方法有很多種,如基礎補強注漿加固法、加大基礎底面積法、加深基礎法、錨桿靜壓樁法、樹根樁法等。結合本工程實際情況,當新增加部分荷載不大時,盡量利用原地基持力層作為加固基礎的持力層,通過增大基底截面法,使加固后基礎底面的平均壓力接近原基礎基底壓力。確定基礎底面形心的位置,盡可能使其與兩柱傳給基礎的荷載的合力作用點相重合,基底反力呈均勻分布或梯形分布。這種加固方法施工簡單,對原結構影響小,地基變形可控。
3.2基礎受沖切承載力及受剪承載力。驗算基礎受沖切承載力及受剪承載力與基礎截面高度呈線性關系,加大基礎高度可以顯著增大基礎受沖切承載力及受剪承載力。3.3基礎梁板配筋復核與加固。新舊結構共用基礎基于聯合基礎設計理論,需要根據結構布置構建合理的分析模型。根據新建鋼框架柱與原廠房柱之間的位置關系及荷載大小,分別采用不同的基礎形式。當柱間距較小時,擬采用錐形聯合基礎;當柱間距較大時,可采用梁式聯合基礎。重新計算聯合基礎配筋并校核原底板配筋。
4新舊結構聯合基礎加固方案
4.1錐形聯合基礎加固方案。當柱間距較小時,采用錐形聯合基礎。新增鋼框架柱與原排架柱在地面以下、基礎以上部分形成剛度較大的聯合短柱,根據其受力特點,可以采用獨立擴展基礎計算原理分析聯合錐形基礎的內力。根據兩柱傳給基礎的荷載及地基承載力特征值,確定基礎底面積及底板寬度a2的尺寸,盡量使荷載作用點與基礎底面形心相重合,基底反力均勻分布且不大于原基底反力設計值。驗算基礎受沖切承載力及受剪承載力,復核聯合基礎高度h1,h2;為了減少對原基礎的破壞,降低施工難度,可以適當加大基礎高度,使聯合基礎底板配筋與原基礎底板鋼筋相同。加固后的底板配筋應符合最小配筋率的要求。聯合基礎短柱外圍箍筋應根據兩柱荷載大小計算,配筋應滿足兩柱柱底剪力及兩柱軸力差值的作用。短柱頂面在兩柱之間適當配置縱向鋼筋,以滿足特殊工況下兩柱間的內力。
4.2梁式聯合基礎加固方案。當柱間距較大時,可采用梁式聯合基礎,如圖4所示。新增鋼框架柱與原排架柱間距較大,梁式基礎受力類似于倒樓蓋模型。兩柱之間基礎梁上部會出現較大的正彎矩,兩柱之外懸挑部分有較大的負彎矩。當基礎高度不小于1/6柱距時,基底反力可按直線分布,可采用連續梁模型計算內力。根據兩柱傳給基礎的荷載及地基承載力特征值,盡量使荷載作用點與基礎底面形心相重合,基底反力直線均勻分布,確定基礎底面積及底板寬度a3的尺寸。根據連續梁受力特點,基礎暗梁應在柱兩側盡量設置懸挑,以平衡柱底彎矩并減小柱間正彎矩值。梁式聯合基礎高度h根據基礎內力計算,并滿足構造要求。
5結語
1)改造項目中新舊結構柱的荷載與位置與聯合基礎選型關系較大,新建結構方案布置時應充分考慮現場條件、荷載大小及結構形式,采用合理的基礎加固方案,保證加固設計的安全性、施工可行性及經濟性。
2)錐形聯合基礎與梁式聯合基礎加固設計方法都是基于基礎剛性假定,設計中應控制基礎寬高比,保證基礎剛度,滿足基底反力呈線性均勻分布的設計條件。3)本文基于某舊廠房加固改造項目的實例給出了雙柱聯合基礎設計的兩種方案及適用條件,可為同類工程提供必要的參考。但是新舊建筑聯合基礎加固設計較為復雜,受到各種外界條件影響,設計時應充分考慮各種不利因素,因地制宜,合理分析,滿足設計要求。
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路橋加固改造設計中的要點分析?
一、公路橋梁的加固原則
加固設計一般把原橋作為基礎,首先不變動原橋的結構型式,然后再對原橋相對主要的受力構件實施加固。加固的設計需考慮如下幾點:若下部的結構具備足夠強的潛力,加固之后需達到載重量較大的車可以通過的要求;如果下面的部分是航道,則在其斜腿或者跨中腹板的加固中,應當盡量地保持其原有的凈空,不得過多削減其下部空間;需對開裂的構件表面實施修補,以保證構件的表面連續而光滑。在修補加強的同時,應當注意起加固作用的材料本身的重量對原橋產生的影響;在加固后應當保持好橋梁整體的美觀。
二、路橋加固改造設計出現的問題
(一)工程施工的條件差
施工過程受干擾:比如已經通車了的橋梁,因為交通不能中斷所以只能在交通正常通行的情況下實施加固措施,因此常常會因為交通干擾加固工程,影響施工的進度。結構的形式受限制:一般加固的基本原則是必須把原有的結構加以利用,所以只能在橋梁原有的結構基礎上進行加固,因此具有局限性。新老結構相結合:包含了新老結構系統的過渡與變化,以及新老橋體之間相結合的面。
(二)工程的難度和風險大
因為只要是需進行加固的路橋,多數屬于危橋,甚至有些已經岌岌可危。比如有些橋梁的橋面鋪裝已經損壞,會導使車輛行駛時發生顛簸或者跳車現象,下雨天氣時橋面形成積水甚至下滲,不僅影響道路交通安全,而且會加大對橋梁上部承重構件的破壞,甚至使拱圈或者主梁等構件產生裂縫。因此,要加強橋面養護,對泄水孔及時疏通,對橋面的損壞層及時鋪補。而且對于舊橋常常缺乏其原有的施工記錄以及設計資料,導致其內部結構狀況不明。另外,現有受力的情況也不一樣,加大了確定橋梁結構極限的難度,也加大了舊橋加固的風險。
三、路橋加固的施工技術
(一)預應力的體外加固
預應力的體外加固一般采用鋼絞線、粗鋼筋以及高強度的鋼絲等材料當作施力的工具,在橋梁體外對上部的結構施加預應力,通過預應力反彎矩的部分與外荷載的內力相抵消,達到既可以改善橋梁的使用性能又可以提高其承載力的目的。一般加固預應力的方法有預應力外部鋼索加固與預應力的下撐式拉桿加固兩種。
(1)預應力外部鋼索加固:預應力外部鋼索的加固通常采取預應力鋼絞線或者鋼絲束,沿橋梁的肋側面依照某種線形的設置,由張拉來實現體外的預應力。橋梁的底部設置一定數量的定位設施,以確保鋼索的線形并且固定好其位置。一般鋼索的錨被固定在橋梁的兩端。預應力的鋼索一般套上保護管,或者等張拉錨完全固定后使用混凝土將其包裹,來防止銹蝕。
(2)預應力的下撐式拉桿加固:預應力的下撐式拉桿設置的形式包括混合式、折線式以及直線式等,每種拉桿適用的范圍不相同?;旌鲜降睦瓧U對于斜截面的抗剪承受力不足而正截面的抗彎承受力極其不足的梁以及下弦桿的承受力相比端腹桿的承受力更加不足的一些桁架比較適用,折線式的拉桿對于正截面的抗彎承受力、斜截面的抗剪承受力都不足的梁與端腹桿、跨中下的弦桿和抗拉承受力不足的一些桁架適用,直線式的拉桿則對于正截面的抗彎承受力不足的橋梁與下弦桿的抗拉承受力不足的一些桁架適用。而剛架、框架、連續梁等等,應當采用同結構的彎矩圖相對應的折線式的拉桿。
其具體的施工工藝為:
①在進行錨箱混凝土澆注前,應先鑿毛處理錨固塊與定位塊處的梁體;在澆注時,要保證無漏振或振搗充足;在澆注完畢后,及時進行灑水養護,同時保證模后無蜂窩麻面、無空洞等的問題。
②錨固節點和轉向節點均采用鋼板(應做好防銹處理,機械除銹)和鋼管焊接而成,且為滿焊;安裝時,則采用結構膠粘結并用錨栓固定。
③預應力筋穿束應先固定端后穿至張拉端;張拉時,宜采用左右對稱,分級加載,兩端同步整束張拉工藝;一般,張拉控制力宜為1209MPa,在每個張拉過程中,需測量伸長值并進行校核,實測伸長值與計算值的偏差宜在±6%之內。
(二)局部修復
通常在橋面局部出現破損的情況下采用局部修補的方式進行處理,采用鐵鍬對橋面混凝土層有松動的位置進行鑿除的方法進行改善,直到鑿至鋼筋露出即可。在利用清水對其斷面進行清洗,待清洗干凈洗后,使用水泥標號相同的材料對橋面進行修補,當養護期結束以后即可恢復通行。在采用該方法時,應注意局部破損的實際情況,若裂縫深度較深,采用托松結構清除的方法,直到鋼筋露出為止。若深度相對較淺,應采用直接修補即可。
具體的施工工藝:
對全部寬度值不少于0.15mm的砼裂縫采取灌漿法進行修復,所用材料為質量良好的環氧樹脂,采取合理粘性的材料,要保證材料能夠勻稱地滲透吸收,禁止添加其他溶劑。采用刷子把混凝土表面的殘渣清理干凈,在灌漿時,裂縫做好保持干燥狀態。施工預處理階段,要全面檢測所用設備以及材料的質量性能,確保其性能參數能夠達到國家建筑規定的標準。如果需要使用大量的灌漿材料,就應該檢測樣品的拉伸剪切程度,所選取的樣品應是相關技術人員隨即抽取的。所采用的灌漿材料要事先配制好,不應現用現配。裂縫注滿后應根據相關標準開展養護工作,等漿液固化完畢,拆掉灌漿口,修整混凝土表面,使其平整光潔。還要對加固處治的結果進行檢測,一旦沒有達到相關的要求,就要馬上開展補漿技術處理進行補救,保證項目的質量。
(三)混凝土的重新澆筑
通常在橋面破裂或損壞面積相對較大且破損程度較為嚴重的情況下采用該方法。該現象的產生都是由于混凝土施工質量不好或施工不當所造成的。當采用其他方法無法對其病害進行徹底改善時,則必須運用混凝土重新澆筑。在進行施工修復的過程中,首先應對橋面破壞或存在的危害進行拆除,并清除干凈,其次進行適量的鋼筋網鋪筑,最后即可進行混凝土的從新澆筑。在使用該方法的過程中,首先應掌握橋面的設計強度,運用鋼筋及水泥標號完全相同的材料進行施工,促使橋面重新澆筑以后的強度與承受力與原橋面的設計標準達到統一。
(四)橋面補強層的加固
通常情況下,對于使用時間相對較長的老橋,其橋面則會有許多裂縫、剝離等損壞現象出現,該情況下不僅無法進行局部處理方法,也不能采取對原有橋面的重新澆筑。因此,橋面補強層的加固方式則最為有效,在原有橋面上,進行混凝土或鋼筋混凝土補強層的重新加鋪,不僅能夠實現大面積裂縫及剝離等現象的改善,而且還能使橋面的強度及承載能力得到有效提升。在該方法的使用過程中,應對車流量及路面的實際承載力進行考慮,從而對補強厚度及材料進行確定。
具體的施工工藝:
通過一定的工藝措施,在橋面上鋪加一層鋼筋混凝土,平整風干以后,不僅可以增加主橋的厚度,還能夠提高橋面的承受力。注意施工時候一定要先除去原有橋面水泥路面,再澆鋼筋混凝土,同時加大交通控制,使其能夠自然風干不受車輛影響。
(五)截面加固法
在橋體出現主梁承載不足或強度有限的情況下,應對路橋主體混凝土的截面及鋼筋增加的方法進行加固。在對截面進行增加的過程中,通過對橋面板加厚或主梁高度及寬度加大的方法進行實現。截面加固方法施工相對簡單,通常在市政路橋加固跨度較小的情況下適用。在橋梁改造的過程中該方法的應用能夠使其強度及承載能力得到有效提升。
該方法在使用的過程中,應對單體支撐橋墩的承力設計標準進行考慮,對主梁跨度、厚度等相關數據進行了解。結合實際設計的承載力情況對截面厚度及寬度進行有效增加,當盲目增加時,會對注漿的自重造成影響,導致橋墩支撐的承載力強度不足。
(六)抗拉補強材料黏貼加固法
與設計相比,當交通流量超出的情況發生時,橋梁主梁會有承載力不足的現象發生。通過對粘結劑或錨栓進行運用,促使鋼板或高強復合碳纖維在橋體結構的手里部位及薄弱位置進行粘貼錨固,從而實現與橋體的有效結合。也就是將鋼筋被鋼板或高強復合碳纖維材料替代,實現主梁承載能力提升的效果。該方法的實施不會對橋梁原結構造成破壞,存在施工工藝相對簡單、工期短且質量容易控制的優點。在使用這個加固法的同時,一定要根據具體的橋梁施工情況進行材料的選擇,只有針對其橋梁的建設情況才能選擇適合建筑的施工材料,進而保證橋梁的質量。
其具體的施工工藝為:
①用滾筒刷將攪拌均勻的粘貼膠(底膠主劑∶固化劑=4∶1)均勻涂抹于混凝土表面,不得漏刷或有氣泡;
②用粘貼膠加適量礦物填料調制成膩子對混凝土表面凹陷部位進行填補找平;
③粘貼碳纖維布:用滾筒刷均勻地將粘接膠涂在粘貼位置,將按要求尺寸(尺寸長度在2m以內最適當)剪好的碳纖維布用手輕壓貼于需粘貼位置,然后用滾筒刷和橡皮刮刀順纖維方向多次滾壓和推平,使碳纖維布充分浸漬,形成復合材料;粘貼后放置30min,若纖維有浮出或脫線情形發生時以滾輪或橡皮刮刀壓平修正。
結語
總之,橋梁的加固技術與耐久性是一項系統性的工程。設計人員在設計橋梁結構時,要結合我國的實際情況合理利用先進的管理經驗與設計方法。就橋梁的加固技術而言,要注意各種技術之間的有效運用和合理搭配。以構件和結構的標準化來降低勞動的強度并保證人身安全十分重要,所以,在橋梁的結構設計與施工中每個環節都必須嚴格地按照規范與操作工藝進行,以保證工程的質量,最大程度地發揮橋梁的使用壽命。如需加護維修,則應嚴格按照路橋加固的技術方法與要求對其進行加固維修,延長使用年限。
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