毕业设计(论文)高层建筑结构加固及改造研究.doc
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1、潍坊科技学院毕业设计(论文)课题名称 高层建筑结构加固及改造研究 学生姓名 * 学 号 * 院 系 * 专 业 * 班 级 * 指导教师 * * 年 * 月 * 日毕业设计(论文)中文摘要高层建筑结构加固改造研究摘 要:根据建筑结构加固技术在我国得以迅速发展,并作为一门新的学科正在逐渐形成. 本文对建筑结构加固改造技术重要性进行了分析,并对国内外建筑加固行业发展现状做了综合阐述,指出了我国工程建设中的现状,存在的问题及面临的挑战。通过对需要加固改造建筑的原因进行分析,找出从勘测设计施工及使用上各方面潜在的问题,并从根源上提了实际可行的建议,针对我国的具体国情和实际管理体系提出了具体的改进方案。
2、同时文章对建筑结构加固的基本方法做了系统的介绍,并分析了各种方法的适用范围,优缺点及经济效益。对于建筑纠偏本文亦有一定篇幅的讨论。最后对建筑结构加固改造技术的发展趋势做出展望。关键词:建筑结构;加固;方法;改造毕业设计(论文)外文摘要The high-rise building structure reinforcement and reconstructionAbstract: According to building structure reinforcement technology developing rapidly in our country, and as a new sub
3、ject is gradually formed. In this paper, the importance of technology building structure reinforcement and reconstruction are analyzed, and the reinforcement industry development present situation at home and abroad has made the comprehensive elaboration, pointed out the present situation of the eng
4、ineering construction in China, existing problems and challenges. Through the analysis of the cause of the need to reinforce the construction, find out from the survey design construction and use of all aspects of a potential problem, and the practical advice from the source, according to Chinas spe
5、cific national conditions and the actual management system put forward specific improvement scheme. Articles at the same time the basic method of building structure reinforcement system is introduced, and analyses the applicable scope of various methods, advantages and disadvantages and economic ben
6、efit. For building rectifying this paper also has some space to discuss. Finally, the developing trend of the technology of building structure reinforcement and reconstruction to make prospects. Keywords: Building structure; Reinforcement; Methods; transformation 目 录1 绪论12 结构检测工作3 3 筋混凝土结构加固方法53.1 基
7、础结构加固 5 3.1.1抬墙梁法6 3.1.2墩式加固法 6 3.1.3基础加固法 63.2 混凝土结构加固6 3.2.1增大截面加法6 3.2.2置换混凝土加固法 8 3.2.3植筋技术法8 3.2.4预应力加固法9 3.2.5裂缝修补技术 104 钢筋结构加固方法134.1 改变钢结构计算图形的加固法124.2 增设支点加固法 124.3 有粘结外包型钢加固法12 4.4 粘贴纤维增强塑料加固方法155 木结构加固方法165.1 下撑式拉杆加固梁165.2 采用夹接、托接方法加固梁165.3 墩接法加固柱165.4 更换构件165.5 FRP加固166 高层建筑抗震加固的迫切性187 结
8、构加固的意义和程序19结论 22致谢 23参考文献241 绪论随着科技的进步与发展,高层建筑已逐步成为城市发展的标志,为了保证人民的生命财产安全,这就对工程师提出了更高的要求。我国的工程结构,特别是建筑物则因为特殊的历史和发展方式,在许多方面更需要对既有建筑物进行加固与维修改造。建筑物加固与维修改造的前提是对其进行鉴定,然后根据鉴定结果采取相应的加固处理措施。由于城市化进程加快,设计、施工和管理使用存在先天不足,同时由于地震、火灾等灾害的影响,建筑结构鉴定与加固改造已成为我国基本建设急需解决的重大问题。当前国内发展生产,提高生产力的重心,已从新建工业企业转移到对已有企业的技术改造,以取得更大的
9、投资效益。同样,对民用建筑进行改造的要求,在我国也日益迫切。近年来,随着国民经济的迅速增长,建筑领域里,不断出现越来越多的混凝土建筑物由于设计变更、施工质量、使用功能改变或经受灾害破坏等原因,而必须对原建筑物进行加固改造。质量是企业的生命,质量是企业发展的根本保证.在建筑市场竞争激烈的今天,如何提高施工质量管理水平是每一位企业管理者必须思考的问题.随着我国经济建设的迅速发展,人们对建筑的要求也随之提高,建筑物的裂损现象影响着人们的正常生产和生活.建筑物中裂缝的存在预示着结构承载力可能不足,过大的裂缝会促使钢筋生锈而降低结构耐久性,会造成房屋渗漏影响建筑物美观.随着经济、社会和科技的发展,越来越
10、多的建筑物会出现变更用途,改变业主,工业建筑的更新改造等。还有如建筑的质量问题或者使用环境恶化,接近或超过使用年限,这些都是建筑物需要进行加固改造的原因。 人们环保意识的加强,以及节能建筑的发展,将走持续发展道路作为世纪人类社会发展的主题,已在全世界范围内形成共识。建造建筑物需要大量的材料,消耗大量的资源,其中的许多资源是不可再生的。在用建筑物的维修与改造,尽可能地延长其使用寿命符合持续发展的战略,因而具有广阔的前景。当前,在国外,建筑工程维修改造业的发展越来越快,已经成为建筑业的重要组成部分。西方发达国家建筑业经历的三个阶段:大规模新建阶段,新建与维修改造并重阶段,旧建筑改造和维修加固阶段,
11、同样也是我们国家必要经历的三个阶段,对已有建筑的维修、改造的研究要引起我们的重视。近年来我国对建筑物的加固与改造,结构鉴定与加固改造技术也有很大发展并且初具规模,作为一门新的学科正在逐渐形成。我国已有建筑的加固方法很多,在上部结构中,有加大截面加固法、体外后张预应力加固法和改变结构传力体系加固法等;在地基基础中,有桩托换,地基处理和加大基础面积加固法等,这些方法在我国已经长期大量使用,取得了很多成熟的经验;近年来粘钢加固法、植筋、碳纤维加固法等一些新技术,新工艺也越来越广泛的应用到工程加固中。同时我国在年颁布了混凝土结构加固技术规范,年颁布了碳纤维片加固混凝土结构技术规程,我国在建筑物的维护改
12、造与加固方面的规范与规程还有:砖混结构房屋加层技术规范、既有建筑地基基础加固技术规范、砌体工程现场检测技术标准、钢结构检测评定及加固技术规程等。在建筑物的维护改造与加固方面的规范与规程的颁布与实施,进一步说明我们越来越重视在用建筑物的维护、改造加固再利用,同时也推动了我国改造加固业的研究及发展,逐渐成为我国建筑业的重要组成部分。 近几年,随着我国城镇改造的步伐不断加快,在用建筑的维护的需求也随之增加,发展生产不仅仅只靠新建,对老项目的技术改造是非常必要的,根据国情,我们资金还比较缺乏,在今后生产发展的过程中,搞必要的新建项目与老项目改造相结合,采用两条腿走路的方针,是发展生产,强国富民的必经之
13、路。 随着建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001的发布施行,将结构可靠度定义为:“结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率”,这是结构设计的一个重要演进,使长期沿用的定值概念,转变为非定值概念,这也必将对已有建筑物可靠性鉴定与加固设计的基础理论产生深远的影响。对已有建筑物的鉴定,用什么样方法确定其可靠指标,又如何确定各级建筑物的目标可靠指标,它与设计的目标可靠指标,究竟有怎样的内在关系,用什么样的数学模型进行表达尤其怎样表达与使用时间和使用史的函数关系,现在的研究还是非常初级的。结构的设计基准期与结构的寿命的联系还需进一步研究。由于钢结构的材质均匀,因此具有强度、塑性
14、与韧性均能较方便地进行测试的优势.随着现代经济的飞速发展和生活水平的不断提高,人们对建筑的数量、质量和使用功能提出了越来越多的要求,科学技术的进步也促使各种新型结构、新型材料以及新的施工工艺不断出现。为保证建筑工程的质量,促使建筑业健康发展,我国于1997年通过了中华人民共和国建筑法,明确规定:“建筑物在合理使用寿命内,必须确保地基基础工程和主体结构的质量,对已发现的质量缺陷,建筑施工企业应当修复。”除此之外,对我国而言,将原有的建筑进行改造以充分利用,不但可以节约投资,而且能够减少对土地的征用,对缓解日益紧张的城市用地矛盾有着重要的意义。 常用的加固方法加固施工及加固方案的制定十分重要,对于
15、需要加固的建筑物,应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则,以达到良好的社会效益和经济效益。对于建筑物维修和加固改造,可能有不同的改造思路和实施方案,在具体进行维修加固时,应结合建筑物结构的特点、当地的具体条件等因素综合判断。此外,现有加固应与结构和构件性能要求相结合,不同结构、构件应采用不同性能水平的加固方法和加固深度,应在充分进行经济性、技术性和可靠性等多方面分析比较后,选择出满足多目标(不同性能目标)、多水准(不同性能水平)要求的合理加固方法和加固程度。优秀的加固方案具体体现在其施工作业方便、施工技术先进、经济效果好、加固质量高等四方面的
16、特点。2 结构检测工作以前,建筑结构检测、加固的重点主要是面对旧房,但近十年来,无论旧房或新房都存在着检测、加固的问题,建筑结构检测检测、加固的工作越来越多。一般来说,在下列情况下要对建筑物进行检测、鉴定和加固:建筑结构加固改造前的检测十分重要,它可以避免加固中的盲目性。但是,通过检测所作的鉴定只能大概地确定结构的现状。为此,鉴定检测工作必须尽可能多的调查、实测,以便对结构的现状作出较客观的判断。鉴定工作包括资料收集、现状的检测、抗力的验算和加固的建议。发生火灾后,首先应由业主会同消防、设计、质检等部门对建筑物受损情况进行调查及检测,主要内容应包括:火灾温度,结构材料性能,受损结构外观及变形情
17、况等。(1)设计不周或有误;如对工程地质、水文地质尾部和地基情况了解不全,地基承载力估计过高,漏算或少算作用于结构上的荷载;设计人员受力分析概念不清,结构内力计算错误等;(2)施工质量低劣;如混凝土强度等级低于设计要求,钢筋混凝土结构构件有蜂窝、孔洞、露筋等缺陷,钢筋力学性能不符合设计要求;或砌体砌筑方法不当,造成通缝,空心砌块不按设计要求灌筑混凝土芯柱;或钢结构的焊接质量或焊缝高度达不到设计要求;(3)使用或改造不当;如未经核算就在原有建筑物上加层或对其进行改造,造成原有结构承载力不足,使用过程中任意改变用途加大荷载;或随意拆除承重墙或墙上开洞;(4)使用环境恶化;如结构长期受到高温、振动、
18、酸、碱、盐、杂散电流等不利因素作用,引起结构构件的腐蚀性和损伤等。(5)建筑物年久失修结构有损伤或破坏,不能满足目前的使用要求或安全度不足;(6)由于各种灾害事件的影响使结构产生裂缝或者破坏;(7)需要对古建筑、历史性建筑进行进一步维护、保护。2.1 结构检测工作的内容 结构检测工作包括的内容比较多,一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸检测、钢筋位置及直径检测、结构及构件的开裂和变形情况检测及结构性能实荷检测等. 2.2 结构检测的方法 铲除损坏的混凝土,必要时加钢筋来保证结构部件具有完全的承载力,按照需要的尺寸用相应的混凝土给截面复原,加固工程可采用置换、绕丝、粘钢
19、和粘玻璃钢等方式。对于不影响结构部件的承载能力的轻度损害,只要铲除松弛的混凝土部分,再进行填补,作好混凝土表面,以保证钢筋不受锈蚀。火灾区混凝土在受热后因水泥石收缩变形而产生的内应力和由于火灾升温、降温阶段的温度分布不均匀所产生的温度应力等,使其烧伤区内微观结构发生一系列的变化,导致混凝土内部出现微细裂缝,降低混凝土强度,增大其三塑性变形。为确定混凝土被破坏的程度,采用超声脉冲法进行了烧伤深度的检测,采用拔出法辅以钻取混凝土芯样,对梁、柱混凝土强度进行检测。对于能够造成结构承载能力降低的中度损害,应小心地铲去损害的混凝土层。这种混凝土层从火烧的颜色即可看出,不必对其强度作精确的调查,而火烧颜色
20、因混凝土组成和达到的温度不同而不同。一般来说,受损的混凝土呈储红色存留的,混凝土表面最好利用喷砂清洗干净并弄粗糙。如果钢筋强度降低,需要置放附加钢筋。最后用相应强度的新混凝土给截面复原。新、旧混凝土之间必须有良好结合,钢筋必须有良好结合,并且握裹力强,另外采用粘结钢和玻璃钢结合的方法有很大的优越性,根据结构部件的不同,大多采用喷射混凝土或者模浇注。严重损害应该根据现场情况个别处理,常常需要局部加固改造或拆掉重建。我们按所检的结构种类把建筑结构检测方法分为:混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和钢一混凝土组合结构检测等. 其中静力实荷检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验.2.3 结
21、构检测的方法在结构中的应用对某些结构或构件为获得其结构承整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能,可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验.对某些重要建筑和大型的公共建筑还可进行结构的动力测试.(1)使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤,结构或构件经过检测后还必须满足正常使用要求;(2)承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力;(3)破坏性检验主要用于确定结构或模型的实际承载力.对混凝土结构的混凝土材料强度目前广泛应用的检测方法是钻芯法和回弹法.钻芯法是在建筑构件上钻取混凝土芯样直接进行抗压强度检验,结果准确可靠,但会造成对结构物局部的损坏,尤其是对重
22、要的结构部位,无法进行大量的检测. 非破损法中的回弹法、超声法、超声一回弹综合法所测定的参数(回弹值、声速值)对混凝土强度来说并不很敏感,测试结果精度不高.拔出法是一种介于钻芯法和非破损检测方法之间的混凝土强度微破损检测方法,操作简便易行,对结构物损伤极小,又有足够检测精度尤其是近20年才出现的后装拔出法无需预先在混凝土中埋置锚固件,而是在己硬化的混凝土上通过钻孔、扩槽、嵌人的方法将锚固件置人并固定其中。修复加固设计应简单易行、安全可靠、经济合理;要注意被加固工程构件的节点构造和施工方法,保证加固部分与原结构共同工作,并考虑加固对建筑物总体应力变化的影响。由于修复加固的构造及施工方法与正常建设
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