古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精選(九篇)
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第1篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞：仿古建筑；木結(jié)構(gòu)；混凝土結(jié)構(gòu)
中圖分類號(hào)：TU318
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1008-0422(2006)04-0121-02
收稿日期：2006-02-25
作者簡介：鄧曉春(1973-)，女，1995年畢業(yè)于華中理工大學(xué)工業(yè)與民用建筑專業(yè)，湖南省建筑設(shè)計(jì)院內(nèi)聘高級(jí)工程師，一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師。
1 引言
中國古建筑雖然歷經(jīng)了數(shù)千年的演變，但其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)方法和布置規(guī)模始終沒有改變，并且是世界上獨(dú)具風(fēng)格的一門建筑學(xué)科，是世界建筑藝術(shù)寶庫中的一顆璀璨明珠。中式傳統(tǒng)古建筑以木結(jié)構(gòu)為主，在材料選用、平面處理和藝術(shù)造型等方面都有許多自己的特點(diǎn)，但隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)在防火與防腐方面的缺陷也日益明顯，新技術(shù)、新材料的運(yùn)用使仿古建筑的設(shè)計(jì)和建造成為可能，這也是對(duì)中國古建筑文化的繼承與發(fā)展?，F(xiàn)代仿古建筑以鋼筋混凝土為主體結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)中國古建筑以木結(jié)構(gòu)組合為主的受力系統(tǒng)，吸收了傳統(tǒng)中國古建筑風(fēng)格的精華，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)古建筑的造型、部件等，作為裝飾效果，從而達(dá)到建筑上的仿古目的。以下本文將就某工程實(shí)例對(duì)此種建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)談幾點(diǎn)體會(huì)，能為同行在設(shè)計(jì)工作中提供一些參考。
2 中國古代建筑的特點(diǎn)
中國古代建筑是以木構(gòu)架為主的一種結(jié)構(gòu)方式，平面布局內(nèi)向含蓄，層次豐富，均衡對(duì)稱，空間布局靈活，承重與圍護(hù)結(jié)構(gòu)分工明確；在建筑的設(shè)計(jì)和施工中很早就實(shí)行了模數(shù)制和構(gòu)件的定型化，對(duì)于建筑整體到局部的形式、尺度和做法都有相當(dāng)詳細(xì)的規(guī)定。中國古代建筑還獨(dú)創(chuàng)了斗拱的結(jié)構(gòu)形式，并充分運(yùn)用色彩的裝飾手段，使建筑物顯得莊重而華麗。
中國古代建筑的結(jié)構(gòu)方式有“疊梁式”、“穿斗式”、“井干式”三種，屋頂形式有硬山頂、懸山頂、廡殿頂、歇山頂、攢尖頂和復(fù)合頂。
3 仿古建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
現(xiàn)階段的仿古建筑多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)代替木結(jié)構(gòu)，為了達(dá)到油漆彩繪之后與木構(gòu)架相同的外觀效果，與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，仿古建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有以下特殊要求：
3．1模數(shù)要求和構(gòu)件定型化
各受力構(gòu)件的規(guī)格需滿足古典建筑的模數(shù)要求，傳力體系的構(gòu)成極其各構(gòu)件的尺度和形體完全仿照古代木結(jié)構(gòu)中柱、梁、枋、檁的相應(yīng)做法。
3．2屋面造型要求
屋面變化顯著，造型要求高，構(gòu)架體系采用了步架和舉架的處理方法，使屋面坡度越往上越陡峻，越往下越平緩，形成了曲線優(yōu)美、出檐深遠(yuǎn)的特征，體現(xiàn)了我國古代建筑的造型特點(diǎn)。
3．3建筑中有大量的具有獨(dú)特裝飾作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中最具有代表性的是斗拱和雀替。
斗拱：斗拱中方型的底座叫做斗，上面錯(cuò)落搭建的船形木塊叫做拱。斗拱是中國傳統(tǒng)古建筑特有的型制，它位于木結(jié)構(gòu)梁和柱子之間，具有傳導(dǎo)屋面荷載、加大屋檐挑出長度、縮短梁枋跨度、吸收地震能量等結(jié)構(gòu)作用和裝飾作用，是中國古代建筑中最具特色的部分之一。對(duì)于仿古建筑而言，因主體結(jié)構(gòu)為鋼筋；昆凝土，裝飾常常成為斗拱的主要作用。
雀替：用于額枋(檐枋)與檐柱相交處，近似于三角形，表面有雕刻裝飾的構(gòu)件?？梢钥s短梁枋的凈跨距離，具有輔助拉結(jié)和裝飾雙重功能。
4 工程實(shí)例
4．1工程概況
開福寺位于長沙城北，它是一座殿字宏偉、氣勢(shì)非凡的千年古寺，具有“三湘名剎”之稱。開福寺始建于五代時(shí)期，距今已有一千多年的歷史，現(xiàn)有的寺院規(guī)模已不能滿足佛教事業(yè)的發(fā)展需要，自2004年開始修復(fù)擴(kuò)建，大悲殿的建設(shè)就是其擴(kuò)建工程子項(xiàng)之一。大悲殿為南方單層雙重檐仿古建筑，建筑面積1200m2，總高度25m，面闊七間，共37．8m，進(jìn)深六間，共30．6m。屋頂形式為歇山頂，黃色琉璃瓦鋪蓋，飛檐翹角，氣魄雄偉，檐下為七踩斗拱。室內(nèi)采用“露明造”，使空間更高大、更寬敞。該建筑采用了鋼筋；昆凝土仿木結(jié)構(gòu)。
4．2大悲殿的結(jié)構(gòu)體系
采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土仿木框架結(jié)構(gòu)，用SATWE程序進(jìn)行整體計(jì)算，主受力框架用PK程序復(fù)核計(jì)算配筋。結(jié)構(gòu)方式按照古建筑中的“疊梁式”，構(gòu)架體系采用了步架和舉架的處理方法，其傳力途徑也明顯不同于傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑，屋面荷載通過T形屋面板傳給屋面檁條梁，再由梁架逐層往下傳遞，最終通過最底層的梁傳給框架柱。主受力框架立面詳見圖1。由于大殿建成后需供奉大尊佛像，故殿內(nèi)抽掉了兩根里金柱，使相臨柱子間跨度分別達(dá)到了19．8m和18．6m。建筑平面圖詳見圖2。這么大的跨度在傳統(tǒng)古建筑中是罕見的，而為了保持室內(nèi)“露明造”的完整性，在15．5m標(biāo)高處設(shè)3根斷面為400x1200的交叉轉(zhuǎn)換梁(位于4軸、5軸、C軸上)，共同支撐其上的柱子和屋面梁架體系。
4．3屋面板的設(shè)計(jì)
木結(jié)構(gòu)的屋面木基層是由望板和椽組成的，這就使得仿古建筑的屋面板截面形式為T形，單向受力，板肋之間的距離很近、肋高較小見圖3，加上屋面陡峻圖4(大悲殿屋脊處為九五舉)、造型復(fù)雜，屋面一次性全現(xiàn)澆施工難度很大，支模困難，混凝土澆注質(zhì)量和外觀效果均難保證。故將屋面板設(shè)計(jì)成疊合板，先預(yù)制單塊的預(yù)應(yīng)力混凝土T形板(或幾塊T形板組合)作為底模，再在底模上綁扎鋼筋網(wǎng)，用細(xì)石混凝土澆注疊合層，完成后二者形成整體共同受力。設(shè)計(jì)時(shí)按疊合前和疊合后分階段對(duì)T形板進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、抗裂驗(yàn)算、撓度驗(yàn)算。分別滿足施工階段和使用階段的受力要求。
4．4斗拱和雀替的設(shè)計(jì)
在主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土的仿古建筑中，斗拱是作為受力構(gòu)件還是純裝飾構(gòu)件?采用木結(jié)構(gòu)還是鋼筋；昆凝土結(jié)構(gòu)?這就值得探討了，筆者在考察其他仿古建筑時(shí)了解到其斗拱大多是采用鋼筋；昆凝土預(yù)制構(gòu)件，各級(jí)斗與拱之間通過預(yù)埋件焊接連接(尺度較大時(shí))或座漿連接(尺度較小時(shí))，斗拱在結(jié)構(gòu)中為受力構(gòu)件。這種做法的主要缺點(diǎn)是做工較粗糙、不美觀，而且前者由于構(gòu)件數(shù)量太多防腐和維修費(fèi)用較高，后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木結(jié)構(gòu)，且僅作為裝飾構(gòu)件，不考慮其受力。屋檐荷載通過斗拱上方的現(xiàn)澆；昆凝土桃尖梁以及斗拱中間的現(xiàn)澆混凝土剪力墻傳給剪力墻下方的額枋，斗和拱在桃尖梁施工前安裝就位。
雀替僅作為裝飾部分，不考慮其受力，采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，用定型模板在施工現(xiàn)場制作。主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)在相應(yīng)位置留設(shè)預(yù)埋件，預(yù)制的雀替通過預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)的額枋(檐枋)和檐柱焊接連接。
木斗拱與混凝土的預(yù)制雀替都是作為裝飾構(gòu)件，與主體結(jié)構(gòu)不是一起現(xiàn)澆成型，但采取了上述方式與受力構(gòu)件連接后，再經(jīng)過油漆彩繪處理，整個(gè)建筑物渾然一體，完全達(dá)到了傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的藝術(shù)效果。建成后的大悲殿入口屋檐照片圖4。
5 結(jié)束語
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的仿木仿古建筑，因組合形式變化大，構(gòu)件形狀復(fù)雜，其空間梁板的形狀定型和模板、鋼筋施工是最大的難題，給傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了許多挑戰(zhàn)，本文探討了一些新的思路，力求用現(xiàn)代的構(gòu)造和裝飾處理，還原其傳統(tǒng)古代建筑的風(fēng)格。大悲殿于2004年4月完成設(shè)計(jì)，同年5月開工，2005年年底建筑竣工圖50
參考文獻(xiàn)：
[1]馬炳堅(jiān)．中國古建筑木作營造技術(shù)．(第二版)．科學(xué)出版社，2003．
第2篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文
行分析與闡述。
【關(guān)鍵詞】：建筑結(jié)構(gòu) 加固方法 技術(shù)手段
中圖分類號(hào)：G278 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對(duì)建筑的數(shù)量、質(zhì)量和使用功能提出了越來越多的要求，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也促使各種新型結(jié)構(gòu)、新型材料以及新的施工工藝不斷出現(xiàn)。為保證建筑工程的質(zhì)量，促使建筑業(yè)健康發(fā)展，我國于1997年通過了《中華人民共和國建筑法 ，明確規(guī)定：“建筑物在合理使用壽命內(nèi)，必須確保地基基礎(chǔ)工程和主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，對(duì)已發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，建筑施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)修復(fù)。因此，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕B(tài)度、科學(xué)的加固方法，確保建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性、安全性，具有一定重要的意義。
1.加大截面積加固技術(shù)
通過加大截面積的方式，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)加固，在構(gòu)件的外部包裹混凝土，以增加構(gòu)件的配筋量與橫面積，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固目標(biāo)。在建筑結(jié)構(gòu)施工中，加大截面積的方法較為傳統(tǒng)、常用，因此工藝簡單、適用范圍廣，可應(yīng)用于各種墻體、梁柱等混凝土結(jié)構(gòu)中。結(jié)合構(gòu)件的加固要求、受力特點(diǎn)等區(qū)別，可選擇單側(cè)加厚、雙側(cè)加厚等方式。為了確保后期澆筑混凝土的正常運(yùn)行，可適當(dāng)增設(shè)構(gòu)造鋼筋；如果工程以加配鋼筋為主，則應(yīng)增加鋼筋的截面積，為了確保鋼筋加固后的正常工作，還應(yīng)澆筑一層混凝土保護(hù)層。一般情況下，外包材料多是普通混凝土，如果外包層薄弱、鋼筋密集，就可利用細(xì)石混凝土，除了利用鋼筋配筋之外，還可應(yīng)用鋼板或型鋼。通過采取加大截面積的技術(shù)方法，在設(shè)計(jì)構(gòu)造時(shí)，應(yīng)充分考慮原有部分與新加部分的整體受力情況。在產(chǎn)生受力時(shí)，加固結(jié)構(gòu)的結(jié)合面就會(huì)產(chǎn)生各種應(yīng)力，以剪力和拉力為主。在彈性塑性階段，結(jié)合面的反向拉力、剪應(yīng)力等，主要通過新舊混凝土粘合的強(qiáng)度來承擔(dān)。如果裂縫達(dá)到極限狀態(tài)，就通過貫穿結(jié)合面的錨固螺栓或者錨固鋼筋而產(chǎn)生被動(dòng)的剪切力、摩擦力。但是這種方法對(duì)現(xiàn)場濕作業(yè)的工程量較大，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，對(duì)正常生產(chǎn)與生活造成一定影響。同時(shí)，當(dāng)構(gòu)件截面增大后，將對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的外觀及房屋凈空產(chǎn)生一定影響。
2.預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)
預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)主要通過外加預(yù)應(yīng)力撐桿或者鋼拉桿的方式，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固。也就是說，通過施加預(yù)應(yīng)力，使撐桿或者拉桿受力，對(duì)原有結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布產(chǎn)生變化，降低結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，提升結(jié)構(gòu)承載力。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的特點(diǎn)是通過預(yù)應(yīng)力手段，強(qiáng)迫提升撐桿受力或者后加拉桿，減少原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平。這樣，就可避免一般加固結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象，發(fā)揮改變、卸載、加固結(jié)構(gòu)內(nèi)力的作用，提升結(jié)構(gòu)承載能力。采取預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，根據(jù)加固對(duì)象的具體差別，可分為預(yù)應(yīng)力撐桿加固、預(yù)應(yīng)力拉桿加固兩大內(nèi)容。一方面，預(yù)應(yīng)力撐桿加固技術(shù)，主要加固軸心受壓力或者小偏心受壓柱，根據(jù)不同的柱受力狀況，又可分為單側(cè)撐桿加固、雙側(cè)撐桿加固兩種方式；
另一方面，預(yù)應(yīng)力拉桿加固主要應(yīng)用于一般的框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、梁板結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)等。鑒于加固的要求以及被加固結(jié)構(gòu)的受力情況不同，又可將預(yù)應(yīng)力拉桿加固分為水平式(正截面的受彎承載力不足)、下?lián)问?斜截面的受剪承載力及正截面的受彎承載力不足)、混合式(正截面的受彎承載力不足及斜截面的受剪承載力稍有不足)三種方式，分別適用于不同的截面中。有關(guān)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，一般適用于跨度較大的結(jié)構(gòu)中，或者采取一般方法難以滿足加固效果的情況，但是這種方法不適合在高濕度環(huán)境下作業(yè)，這種環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)或者混凝土收縮力有所變大，不利于加固效果。
3.外包鋼加固技術(shù)
應(yīng)用外包鋼加固技術(shù)，利用角鋼外包在構(gòu)件的四角位置，在角鋼之間采取綴板連接方式。外包鋼加固法可分為濕式與干式兩種情況。一方面，濕式外包鋼法，在原有構(gòu)件和型鋼之間，利用環(huán)氧樹脂或者乳膠水泥等粘結(jié)，將新舊材料之間進(jìn)行有效協(xié)同，確保工作整體性，但是作業(yè)強(qiáng)度較大；另一方面，干式外包鋼法，即原有構(gòu)件和型鋼之間沒有任何粘結(jié)作用，雖然有時(shí)候以水泥砂漿填補(bǔ)，但是并不能實(shí)現(xiàn)結(jié)合面拉力與剪力的傳遞，難以保障原構(gòu)件和型鋼的整體工作，只能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)受力。與濕式外包鋼方式相比，干式外包鋼的施工更加簡單，但是提高承載力的能力遠(yuǎn)不如濕式外包鋼；這種方法基本對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸更改不大，僅是提高構(gòu)件承載力，增加剛度與延性，一般在屋架、磚窗間墻、梁、混凝土柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件、構(gòu)筑物加固中應(yīng)用廣泛。這種外包鋼加固技術(shù)，尤其應(yīng)用于不需要增大截面尺寸的工程中，可極大提高承載力的軸心與偏心，施工的工作量小、效率高、質(zhì)量好，但是用鋼量較多，加固成本高。
4.外部粘鋼加固技術(shù)
外部粘鋼加固法，主要利用粘貼劑，與加固設(shè)計(jì)相符，將鋼板粘貼在鋼結(jié)構(gòu)或者混凝土表面，共同產(chǎn)生作用力。外部粘鋼加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：施工便捷、效率高，基本不會(huì)改變構(gòu)件外觀及使用空間，提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力。當(dāng)采取外部粘鋼加固技術(shù)時(shí)，一般將鋼板粘貼在梁底的受拉位置，增加梁的承載力，如果在梁的側(cè)端粘貼鋼板，也可保障梁的斜截面承載力。當(dāng)前，外部粘鋼加固技術(shù)主要應(yīng)用干受拉構(gòu)件或受彎構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固工程中，要求環(huán)境溫度控制在60℃以內(nèi)，相對(duì)濕度則小于70％，且沒有化學(xué)腐蝕。如果工作條件不能滿足以上條件，則要采取對(duì)應(yīng)的處理措施。另外，外部粘鋼加固技術(shù)對(duì)施工工藝的要求較高，需要確保施工隊(duì)伍韻專業(yè)性，提高施工質(zhì)量。
5.增設(shè)支點(diǎn)技術(shù)
增設(shè)支點(diǎn)加固技術(shù)，主要通過增加支撐點(diǎn)的方式，降低結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度，以控制結(jié)構(gòu)內(nèi)力，提高承載力。這種方法既簡單又可靠，但是會(huì)對(duì)使用空間造成一定影響，一般適用于網(wǎng)架、桁架、板、梁等水平結(jié)構(gòu)的加固施工中。
結(jié)合新增加支撐結(jié)構(gòu)的變形特質(zhì)，應(yīng)用支點(diǎn)法可分為彈性支點(diǎn)與剛性支點(diǎn)兩種方式。彈性支點(diǎn)主要通過支撐結(jié)構(gòu)中的桁架或者受彎力作用等，間接傳遞荷載力。由于支撐結(jié)構(gòu)變形與被加固結(jié)構(gòu)變形屬于同一個(gè)數(shù)量等級(jí)，那么支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)按照彈性支點(diǎn)來考慮，涉及到復(fù)雜的內(nèi)力分析技術(shù)；剛性支點(diǎn)通過軸心受拉或者軸心受壓等荷載力，直接傳遞到柱子或者基礎(chǔ)構(gòu)件部分。這種方法的內(nèi)力計(jì)算較為簡單。相對(duì)來說，采取剛性支點(diǎn)技術(shù)加固，可較大提高結(jié)構(gòu)的承載能力，而彈性支點(diǎn)則對(duì)空間使用的影響程度較低。
6.結(jié)束語
總之，建筑結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)方法較多，本文介紹了幾種常見方法。為了在實(shí)際加固工程中選擇最合理、最經(jīng)濟(jì)的方案，還應(yīng)加深學(xué)習(xí)與交流，以應(yīng)用更多先進(jìn)加固技術(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
【參考文獻(xiàn)】：
第3篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)； 加固； 改造技術(shù)
Abstract: With the rapid development of the economy of our country industry, the construction industry has also the rapid development at present due to some of the old building has been a long time. There will be some hidden dangers but can not demolished. The construction industry will have more space for the development of open. This paper describes the transformation of our country building reinforcement technology, new material, new technology and reinforcement of the various types of buildings for a simple introduction; hope to be able to bring positive effects to peer
Keywords: building; structure; reinforcement; transformation technology
中國分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章標(biāo)號(hào)：2095-2104（2012）03-0001-02
前言
20世紀(jì)50、60年代國家開始建造了大批鋼筋混凝土廠房和公建、辦公樓。這些房屋使用至今也有三十四十年的歷史，由于使用維修不當(dāng)或者建造質(zhì)量原因，許多房屋存在這樣或那樣的問題，有些相當(dāng)嚴(yán)重，危及結(jié)構(gòu)安全。 由于土建投資大，所以盡管房屋存在一些問題，往往不會(huì)因此拆除重建，采用結(jié)構(gòu)加固改造的辦法，只要花少量的投資來維修、加固就可以恢復(fù)其承載力，確保安全使用，另外由于新的使用要求，房屋要改變用途或進(jìn)行夾層等也需要對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，所以，今后的加固工程量是很大的。從事加固行業(yè)是有很大的發(fā)展空間的[1]。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的加固技術(shù)
一般所需加固的結(jié)構(gòu)大都存在由于結(jié)構(gòu)自身的承載能力因?yàn)?zāi)害（如火災(zāi)、腐蝕、凍害）或施工質(zhì)量不到位或功能改變等因素的影響而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力不足的現(xiàn)象，所采用的加固方法多是從提高結(jié)構(gòu)的有效受力面積出發(fā)（如加大載面法等）減小截面的應(yīng)力，或者直接改變結(jié)構(gòu)的受力體系，改變其傳力途徑（如增加支撐法等）從而降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力，最終達(dá)到加固的目的。
2.1、混凝土結(jié)構(gòu)加固方法[2]
混凝土結(jié)構(gòu)加固方法包括直接加固和間接加固兩大類,設(shè)計(jì)和施工時(shí)可根據(jù)環(huán)境、實(shí)際條件以及使用要求選擇合適的加固方法。
直接加固方法：直接加固的一般方法有:加大截面加固法，該方法具有已經(jīng)成熟的設(shè)計(jì)方案和足夠的施工經(jīng)驗(yàn)可循，并且施工工藝適應(yīng)性強(qiáng)，操作簡單易行，適用于板、梁、墻、柱以及一般構(gòu)筑物混凝土加固,但不適用于已嚴(yán)重風(fēng)化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土外加層加固法:該方法是一種復(fù)合截面的加固法，加固改造之后可以提高建筑載力；鋼筋水泥砂漿外加層加固法:也是屬于復(fù)合截面加固法的一種，施工簡單，并且技術(shù)成熟，但是建筑加固之后，在提高承載力方面不如鋼筋混凝土外加層加固法；增設(shè)扶壁柱加固法，是加大截面加固的一種方法，其優(yōu)缺點(diǎn)與鋼筋水泥砂漿外加層加固相差很小，但是此種加固法難以滿足建筑抗震的要求，所以一般僅應(yīng)用于非地震區(qū)[3]。
間接加固的方法有:預(yù)應(yīng)力加固法,使用該加固方法降低加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，增強(qiáng)了加固改造的效果，并且大大提高了建筑結(jié)構(gòu)的承載力，但這種方法影響建筑結(jié)構(gòu)的外觀，一般加固于跨度較大或是大型結(jié)構(gòu)；增加支撐加固法。該法簡單可靠,但易損害建筑物的原貌和使用功能,并可能減少使用空間;適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固；結(jié)構(gòu)體系加固法，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷時(shí)，這種加固方式能夠改善建筑整體設(shè)計(jì)缺陷，提高建筑結(jié)構(gòu)的剛度。承載能力甚至是滿足抗震要求。
2.2、砌體結(jié)構(gòu)間接加固方法
砌體結(jié)構(gòu)簡潔加固法分為：無粘結(jié)外包型鋼加固法、預(yù)應(yīng)力撐桿加固法、Helifix無應(yīng)力加固修復(fù)系統(tǒng)。
無粘結(jié)外包型鋼加固法屬于傳統(tǒng)加固方法的一種，其便于現(xiàn)場施工，相比于其他的施工方法，更適合于在建筑結(jié)構(gòu)不允許增大原構(gòu)件截面的情況，施工作業(yè)少，同時(shí)又能提高截面承載力的砌體柱的加固，需要指出的是，采用這種加固方式必須采用鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)措施，所以導(dǎo)致加固成本高。
預(yù)應(yīng)力撐桿加固法[4]
該法在提供砌體柱的承載能力方面大大提高，加固效果明顯，但是不能在高于60攝氏度的環(huán)境中施工，更多的適用于高應(yīng)變以及高應(yīng)力的加固結(jié)構(gòu)。
Helifix無應(yīng)力加固修復(fù)系統(tǒng)
Helifix無應(yīng)力加固修復(fù)系統(tǒng)是一種新型的結(jié)構(gòu)加固修復(fù)系統(tǒng)，在自然中地震等惡劣的自然環(huán)境或是荷載引起的應(yīng)力突然增加，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)承載力，結(jié)構(gòu)開裂或是失效的情況下進(jìn)行加固修復(fù)，此種加固技術(shù)特點(diǎn)是迅速、靈活又比較經(jīng)濟(jì)。Helifix無應(yīng)力加固修復(fù)系統(tǒng)可提供多種連接技術(shù)，廣泛應(yīng)用于房屋、教堂、橋梁等的加固改造施工過程中。
2.3、鋼結(jié)構(gòu)加固方法
鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕荷載、改變計(jì)算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等。經(jīng)鑒定需要加固的鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)損害范圍一般分為局部加固和全面加固，當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可采用其他的加固方法。局部加固是對(duì)某承載能力不足的桿件或連接節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行加固，有增加桿件截面法、減小桿件自由長度法和連接節(jié)點(diǎn)加固法。全面加固是對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，有不改變結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算圖形加固法和改變結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算圖形加固法兩類。增加或加強(qiáng)支承體系，也是對(duì)結(jié)構(gòu)體系加固的有效方法。增加原有構(gòu)件截面的加固方法是最費(fèi)料最費(fèi)工的方法。
目前，我國在建筑結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)水平上加強(qiáng)了基礎(chǔ)承臺(tái)和錨固、鋼筋等，在實(shí)施加固過程都要做到技術(shù)專業(yè)。特別能承受拉力、載力不僅這樣材料不會(huì)引發(fā)膨脹力，實(shí)施起來方便也省力。
新型建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)[5]
3.1、SRAP加固技術(shù)
加固目的提高或恢復(fù)建筑結(jié)構(gòu)的承載力和剛度，加固方式是利用AP 樹脂砂漿和SR 增強(qiáng)材料, 用預(yù)應(yīng)力的概念對(duì)橋梁實(shí)施加固的方法。為了充分發(fā)揮高強(qiáng)SR 加固材料的強(qiáng)度，SRAP 加固方法導(dǎo)入了預(yù)應(yīng)力的概念,通過膨脹螺栓錨固于結(jié)構(gòu)兩端, 軟鋼絲的兩端用螺旋扣環(huán)固定于膨脹螺栓上, 通過把絲扣反向的螺旋扣環(huán)旋緊施加預(yù)應(yīng)力。SRAP 加固技術(shù)可以應(yīng)用于橋梁、隧道、渡水槽、工業(yè)與民用建筑等方面的加固改造過程中。
3.2、消能減震加固技術(shù)
傳統(tǒng)的抗震方法是房屋上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)牢牢地連接在一起，地震時(shí)，地面運(yùn)動(dòng)能量經(jīng)過基礎(chǔ)輸入到房屋結(jié)構(gòu)，致使房屋結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)、變形，甚至倒塌。耗能減震加固技術(shù)的主要思想是把結(jié)構(gòu)物中的支撐、剪力墻等構(gòu)件設(shè)計(jì)成耗能部件或在結(jié)構(gòu)物的節(jié)點(diǎn)或連接處裝設(shè)阻尼器，在風(fēng)載或小震作用下，耗能桿件和阻尼器處于彈性狀態(tài)，當(dāng)在強(qiáng)烈地震作用下，耗能桿件或阻尼器率先進(jìn)入非彈性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大阻尼，耗散大量地震能量，使主體結(jié)構(gòu)避免進(jìn)入明顯非彈性狀態(tài)，從而保護(hù)主體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震中的大幅度的損壞。
3.3、碳纖維加固技術(shù)
碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料，而備受青睞和關(guān)注。
四、總結(jié)
作為建筑結(jié)構(gòu)方面新型技術(shù)，結(jié)構(gòu)的改造加固對(duì)建筑物的使用壽命具有很大的影響，同時(shí)，對(duì)促進(jìn)舊城改造，建設(shè)資源節(jié)約型等具有重要意義，對(duì)可靠性不足或業(yè)主要求提高可靠度的承重結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及其相關(guān)部分采取增強(qiáng)、局部更換或調(diào)整其內(nèi)力等措施，使其具有現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范及業(yè)主所要求的安全性、耐久性和適用性，加固改造技術(shù)日新月異，體現(xiàn)了現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備的最新成就, 無可否認(rèn), 任何一種加固方法都是在原有結(jié)構(gòu)上作用的, 其目的是恢復(fù)或提高橋梁的承載力, 每一種的加固方法都不是萬能的，只有考慮實(shí)際施工情況才可以將風(fēng)險(xiǎn)降到最低，。我國的建筑加固業(yè)伴隨著市場的需求迅速發(fā)展起來, 預(yù)計(jì)今后相當(dāng)長的一個(gè)時(shí)期, 對(duì)既有建筑物結(jié)構(gòu)的改造加固工程的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆?/p>
參考文獻(xiàn)
[1]尹躍剛;;簡述建筑結(jié)構(gòu)的加固方法與施工[J];科技與企業(yè);2011年11期
[2]鄭先元;;既有建筑結(jié)構(gòu)鑒定與加固技術(shù)概述及應(yīng)用[J];現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊);2011年01期
[3]徐忠根,周福霖,孔玲;國內(nèi)外建筑隔震改造加固概述[J];華南建設(shè)學(xué)院西院學(xué)報(bào);1999年02期
第4篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞：多層框架結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計(jì)；技術(shù)要點(diǎn)
中圖分類號(hào)：TU323.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、引言
對(duì)框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固處理，能夠有效提升建筑物的抗震性能，確保建筑物的穩(wěn)定性以及可靠性。同時(shí)，相比于拆除重建而言，對(duì)建筑物進(jìn)行加固修復(fù)也能夠?qū)崿F(xiàn)施工成本的有效控制，根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明，對(duì)一般框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固改在與拆除重建施工相比，經(jīng)濟(jì)投入能夠節(jié)省40%，施工時(shí)間也能夠縮短50%左右。因此，對(duì)多層框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固，排除相應(yīng)的安全隱患，能夠有效延長建筑物的使用壽命。綜上所述，本課題的研究具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
二、多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固設(shè)計(jì)的主要方案
實(shí)際的工程加固設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)多層框架結(jié)構(gòu)建筑的實(shí)際情況選取科學(xué)、有效的加固設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)施工。以下，筆者將對(duì)主要的多層框架結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方案進(jìn)行總結(jié)。
（一）抗震墻加固法
抗震墻加固法是多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固中的一種重要方案。一般來說，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)抗震能力不足或扭轉(zhuǎn)效應(yīng)偏大時(shí)，設(shè)計(jì)人員可優(yōu)先考慮采用增加抗震墻加固方法。在具體施工中，可通過增設(shè)剪力墻或翼墻實(shí)施。
抗震墻加固法的施工技術(shù)較為成熟，然而存在廢料、造價(jià)高等缺點(diǎn)，且施工周期長、對(duì)周邊環(huán)境影響較大。
（二）碳纖維布加固法
當(dāng)多層框架建筑出現(xiàn)承載能力不足問題時(shí)，設(shè)計(jì)人員可考慮采用碳纖維布加固法進(jìn)行施工。施工過程中，可在建筑物構(gòu)件表面黏貼碳纖維布或碳纖維板，能夠有效提升多層框架結(jié)構(gòu)建筑的承載能力。
該方法所用材料質(zhì)量較輕、強(qiáng)度足夠，且施工較為方便，主要適用于對(duì)架結(jié)構(gòu)建筑中的梁、板、柱等構(gòu)件進(jìn)行加固。
（三）增大截面加固法
增大截面加固法主要針對(duì)多層混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑。在實(shí)施過程中，設(shè)計(jì)施工人員需采用與原建筑相同材料的鋼筋混凝土增大原框架構(gòu)建的截面積，以此達(dá)到提升整體建筑物承載能力的目的。
采用上述方法能夠提升框架結(jié)構(gòu)建筑抗彎、抗拉的性能，也能夠修復(fù)已經(jīng)存在損傷的混凝土框架截面，常用于對(duì)建筑物梁、板、柱以及鋼結(jié)構(gòu)中的屋架等構(gòu)件進(jìn)行加固。
此外，對(duì)框架結(jié)構(gòu)建筑物進(jìn)行加大截面加固法時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮整體效應(yīng)，避免施工過程中出現(xiàn)局部剛度過大的狀況，從而保證建筑物局部與整體承力均勻。
（四）外包鋼加固法
外包鋼加固法是一種適用于多層鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)建筑的加固方法。在具體的施工過程中，設(shè)計(jì)施工人員需要將固定鋼板包在框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的外側(cè)，并通過精確計(jì)算，實(shí)現(xiàn)外包鋼與原有構(gòu)件的充分受力，從而實(shí)現(xiàn)整體建筑承載力、延性和剛度的全面提升。
外包鋼加固法一般使用與對(duì)框架結(jié)構(gòu)建筑梁、柱、屋架等構(gòu)件的加固，特別適合對(duì)大型多層大跨結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)建筑的加固。采用上述方法時(shí)，一般可結(jié)合化學(xué)灌漿法進(jìn)行外包鋼加固，但要保證鋼結(jié)構(gòu)表面的溫度低于60度，當(dāng)施工環(huán)境具有腐蝕性時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，例如，可通過采用高分子材料包裹鋼型構(gòu)件或采用氧氣隔絕法等。對(duì)于多層框架結(jié)構(gòu)建筑來說，應(yīng)用外包鋼加固法存在用鋼量偏大的弊端，因此施工經(jīng)濟(jì)成本較高。
三、多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意的問題
在對(duì)多層框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固設(shè)計(jì)施工時(shí)，施工人員應(yīng)結(jié)合建筑物的實(shí)際情況和周邊施工環(huán)境的狀況，通過精確計(jì)算、綜合分析，確定合適的設(shè)計(jì)施工方案，因此，整個(gè)加固工程中需要注意的問題有很多。筆者結(jié)合平時(shí)的工作經(jīng)驗(yàn)，將多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意的問題總結(jié)如下：
（一）進(jìn)行實(shí)地調(diào)查
設(shè)計(jì)人員在確定加固方案之前，要深入建筑物實(shí)地進(jìn)行調(diào)查，對(duì)建筑物的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)研。調(diào)研的主要內(nèi)容應(yīng)包含建筑物的受損情況測(cè)定、承載能力評(píng)估等，并結(jié)合調(diào)查的內(nèi)容確定初步的加固方案。
（二）對(duì)加固方案進(jìn)行論證
對(duì)建筑物進(jìn)行實(shí)地調(diào)查后，加固設(shè)計(jì)人員應(yīng)拿出多套施工方案，并會(huì)同工程施工小組相關(guān)人員進(jìn)行方案論證，從施工成本、施工流程、施工穩(wěn)定性等多個(gè)方面對(duì)所有方案進(jìn)行詳盡考量，并最終確定出最科學(xué)合理的加固方案。
（三）預(yù)備應(yīng)急預(yù)案
在加固施工前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)準(zhǔn)備相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，從而保證施工方案的充分合理性。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)與預(yù)實(shí)施方案起到互補(bǔ)作用，在施工過程中，一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有方案出現(xiàn)偏差，施工人員和設(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)行及時(shí)溝通，在保證加固施工有效實(shí)施的基礎(chǔ)上，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。
四、工程案例分析
（一）工程概況
某中學(xué)教學(xué)樓共6層，采用框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工?？蚣艿燃?jí)為2級(jí)，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為3級(jí)，建筑抗震設(shè)防類別為丙類。整棟建筑于2002年3月份竣工，至今已使用11年，由于該中學(xué)規(guī)模逐年擴(kuò)大，需在該教學(xué)樓基礎(chǔ)上增建1層，考慮到增加樓層可能對(duì)原有教學(xué)樓帶來多余的承載負(fù)荷，因此，需要對(duì)現(xiàn)有教學(xué)樓進(jìn)行加固處理。
（二）加固方案
經(jīng)過技術(shù)人員的測(cè)算，該棟教學(xué)樓由于使用年限過久，部分框架構(gòu)件中的鋼筋承載能力不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，一些框架結(jié)構(gòu)梁端負(fù)彎矩以及跨中正彎矩也與現(xiàn)行施工規(guī)范不符，因此，需要對(duì)1-6層的柱、梁等構(gòu)件進(jìn)行加固。由于該棟建筑作為教學(xué)樓和辦公樓使用，在綜合多方面數(shù)據(jù)后，設(shè)計(jì)人員制定了如下加固施工方案：
第一，針對(duì)框架中箍筋雕筋無法滿足現(xiàn)行要求的狀況，擬采用外包角鋼加固法施工，以此提升建筑物的承載能力。
第二，針對(duì)狂接結(jié)構(gòu)梁端負(fù)彎矩以及跨中正彎矩不滿足現(xiàn)行承載要求的狀況，擬采用碳纖維法進(jìn)行加固施工。
（三）施工細(xì)則
外包角鋼加固施工流程如下：
1、對(duì)需要施工的構(gòu)件進(jìn)行打磨、洗凈、除銹等工作，并用夾具固定角鋼。
2、對(duì)角鋼進(jìn)行焊接，并用LJH灌漿料填充柱子與角鋼之間的縫隙。
3、保證焊接縫高度大于6MM，確保無虛焊、假焊現(xiàn)象。
4、焊接、填充完后，在加固層表面涂抹水泥砂漿，厚度應(yīng)大于25MM，以此提升整體加固層的承載穩(wěn)定性。
碳纖維加固法施工流程如下：
1、進(jìn)行表面清理。需對(duì)施工構(gòu)件表面進(jìn)行打磨、除污等清理，并保證構(gòu)件轉(zhuǎn)角黏貼出呈圓弧狀，半徑大于25MM。
2、將底層樹脂均勻涂抹在需要加固構(gòu)件的表面，并進(jìn)行找平處理，保證構(gòu)件表面不留棱角。
3、黏貼碳纖維布。將碳纖維布黏貼于構(gòu)件表面，并在最后一層碳纖維布表面均勻涂抹浸漬樹脂，該工序24小時(shí)后，在構(gòu)件表面環(huán)向圍束纖維布，一般來說，纖維布層數(shù)不少于3層。
五、結(jié)論
本文對(duì)多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固設(shè)計(jì)施工的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)與綜述，并結(jié)合工程實(shí)例分析了加固施工的具體細(xì)則和注意事項(xiàng)。因此，本文的研究成果符合預(yù)期設(shè)想。在對(duì)框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不斷總結(jié)，敢于拓展設(shè)計(jì)思路，從而保證工程加固項(xiàng)目的有效實(shí)施。
參考文獻(xiàn)：
第5篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)建筑；加固方式；設(shè)計(jì)；優(yōu)點(diǎn)；結(jié)構(gòu)布置；概況；國民經(jīng)濟(jì)
20世紀(jì)后幾年，我國城鎮(zhèn)住宅建設(shè)以每年竣工面積4.4億平方米，總產(chǎn)值 6000億元（約占GDP9%）的建設(shè)迅猛發(fā)展，住宅產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)中新世紀(jì)的新的增長點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，解決目前住宅建設(shè)中存在工業(yè)化水平低，部品化率低以及住宅用材檔次低，壽命低，實(shí)心黏土磚能耗高，不利于環(huán)保等問題，已被列入新世紀(jì)急待解決的問題。我國建筑行業(yè)要求全行業(yè)研究鋼結(jié)構(gòu)在各類建筑中應(yīng)用的新體系，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，發(fā)展多層鋼結(jié)構(gòu)建筑。
一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的概況
鋼結(jié)構(gòu)建筑一種新型的建筑體系有可通房地產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)、冶金業(yè)之間的行業(yè)界線，集合成為一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)體系，這就是業(yè)內(nèi)人士普遍看好的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。鋼結(jié)構(gòu)建筑相比傳統(tǒng)的混凝土建筑而言，用鋼板或型鋼替代了鋼筋混凝土，強(qiáng)度更高，抗震性更好。并且由于構(gòu)件可以工廠化制作，現(xiàn)場安裝。因而大大減少工期，由于鋼材的可重復(fù)利用，可以大大減少建筑垃圾，更加綠色環(huán)保。因而被世界各國廣泛采用，應(yīng)用在工業(yè)建筑和民用建筑中。目前鋼結(jié)構(gòu)建筑在高層建筑上的運(yùn)用日益成熟，逐漸成為主流的建筑工藝，是未來建筑的發(fā)展方向。其優(yōu)點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：
1、大大節(jié)約施工時(shí)間，施工不受季節(jié)影響；
2、增大住宅空間使用面積，減少建筑垃圾和環(huán)境污染；
3、建筑材料可重復(fù)利用，拉動(dòng)其他新型建材行業(yè)的發(fā)展；
4、抗震性能好，使用中易于改造、靈活方便，給人帶來舒適感等等；
5、強(qiáng)度高、自重輕，構(gòu)件安全富裕度稿，降低建筑物造價(jià)；
6、符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，低碳、綠色、環(huán)保、節(jié)能燈是國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)。
7、耐熱但不耐火，需要表面涂裝防火涂料；
8、表面需涂裝防腐涂料，減少或避免腐蝕，提高耐久年限。
二、鋼結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)
建設(shè)部、國家冶金工業(yè)局聯(lián)合組織建筑用鋼技術(shù)協(xié)調(diào)組制定《國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)"十五"計(jì)劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》。綱要中明確闡述：鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費(fèi)用省、占地面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等一系列優(yōu)點(diǎn)，此外，鋼結(jié)構(gòu)建筑還具有良好的空間感，可設(shè)計(jì)成大量開放型辦公室圍繞著空中花園、中央天井加上合理的電梯設(shè)計(jì)可達(dá)到最低的能源消耗。因此鋼結(jié)構(gòu)又是環(huán)保型和節(jié)能型建筑結(jié)構(gòu)。與混凝土結(jié)構(gòu)相比它是環(huán)保型和可再次利用的、易于產(chǎn)業(yè)化的結(jié)構(gòu)，發(fā)達(dá)國家在房屋建筑中廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中都應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是概念設(shè)計(jì)，它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要，對(duì)一些難以作出精確性或規(guī)范規(guī)定的情況，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系，破壞機(jī)理，震害，試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計(jì)思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速有效地進(jìn)行構(gòu)思，比較與選擇，所得結(jié)構(gòu)方案往往都易于計(jì)算，概念清晰，定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運(yùn)算，同時(shí)，它也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
鋼結(jié)構(gòu)通常是框架、平面架、網(wǎng)架、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)形式，其理論與技術(shù)大都成熟，亦有部分難題沒有解決，或沒有簡單適用的設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)和選形式，方應(yīng)考慮它們的特點(diǎn)，基本雪壓大的地區(qū)，屋面曲線應(yīng)有利于積雪滑落，而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構(gòu)件受拉力為主的懸索結(jié)構(gòu)體系。
結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征、荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般說要?jiǎng)偠染鶆?，力學(xué)模型清晰，盡可能限制大荷載或移動(dòng)荷載的影響范圍，使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ)，柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻，其形心要盡量靠近側(cè)向力（風(fēng)震）的作用線。否則應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置，有時(shí)可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會(huì)使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時(shí)會(huì)吃不消，此時(shí)把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。
三、建筑鋼結(jié)構(gòu)的加固方式
鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí)，亦可采用其它加固方法。
1、改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形
改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。 （1）改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的一般加固方法為對(duì)結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進(jìn)行加固： 如增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)算；加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性；增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性；在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負(fù)荷； 在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。
（2）對(duì)受彎桿件可采用下列改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固。如改變荷載的分布，例如將一個(gè)集中荷載轉(zhuǎn)化為多個(gè)集中荷載；改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結(jié)；增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)；調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置；將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)；施加預(yù)應(yīng)力。
（3）對(duì)桁架可采取下列改變其桿件內(nèi)力的方法進(jìn)行加固。增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)； 加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。
2、加大構(gòu)件截面的加固
采用加大截面加固鋼構(gòu)件時(shí)，所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。
3、連接的加固與加固件的連接
鋼結(jié)構(gòu)連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。
鋼結(jié)構(gòu)加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，有依據(jù)時(shí)亦可采用焊縫和摩擦型高強(qiáng)度螺栓的混合連接。當(dāng)采用焊縫連接時(shí)，應(yīng)采用經(jīng)評(píng)定認(rèn)可的焊接工藝及連接材料。
4、裂紋的修復(fù)與加固
結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴(kuò)展性或脆斷傾向性裂紋損傷時(shí)，應(yīng)設(shè)法修復(fù)。在修復(fù)前，必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性，有針對(duì)性地采取改善結(jié)構(gòu)實(shí)際工作或進(jìn)行加固的措施，對(duì)不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予拆除更換。
四、結(jié)束語
綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑加固工程中的應(yīng)用日趨廣泛，鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為材料制成受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)住宅以其能使建筑更富有功能化，預(yù)工程化程度高，建設(shè)成本降低，自重輕，安裝容易，環(huán)保節(jié)能，抗震性能好等綜合優(yōu)勢(shì)而受到各方面的重視。
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第6篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗扭；加固；優(yōu)化
中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
建筑結(jié)構(gòu)是由各種建筑材料建造的建筑受力骨架體系，它決定建筑的安全性能，并影響其它建筑功能。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是利用相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，研究如何保證結(jié)構(gòu)安全性的理論和設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)并不是單獨(dú)針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行修改，而是面向整個(gè)設(shè)計(jì)過程，合理利用材料性能，并使各個(gè)構(gòu)件之間協(xié)調(diào)連接。不僅使得建筑更加穩(wěn)定安全，同時(shí)也能夠保證它的功用最大化利用，實(shí)現(xiàn)最大優(yōu)化。
1、建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化途徑
1.1合理的結(jié)構(gòu)方案
合理的結(jié)構(gòu)方案應(yīng)該遵循以下原則：一是構(gòu)思要建立在整體的概念上，處理好局部與整體的關(guān)系，使結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)達(dá)到最佳狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)整體性能；二是傳力途徑盡量簡單化。復(fù)雜的傳力途徑計(jì)算分析復(fù)雜，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且也會(huì)提高造價(jià)。三是保持整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)一致性。把每個(gè)構(gòu)件都放在總體架構(gòu)環(huán)境中考慮，使每個(gè)構(gòu)件和其他構(gòu)件都合理連接，達(dá)到規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最大效能；四是盡量使平面上的抗側(cè)力剛度中心與外力作用重心接近或重合；五是加強(qiáng)和建筑設(shè)計(jì)師的交流，提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意見。
1.2正確計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一是不能盲目取用計(jì)算機(jī)的運(yùn)行結(jié)果。計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算所運(yùn)用的程序是人工編寫的，在編寫過程中很多概念性的東西可能與規(guī)范存在差異，所以在進(jìn)行計(jì)算之前要搞明白程序的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用條件。二是認(rèn)真核對(duì)輸入的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)計(jì)算需要的數(shù)據(jù)很多，如果輸入的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤不僅會(huì)導(dǎo)致某一構(gòu)件的受力出現(xiàn)問題，也會(huì)影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力情況，其后果是無法估計(jì)的。三是合理選取計(jì)算參數(shù)。不同的計(jì)算參數(shù)會(huì)得出不同的計(jì)算結(jié)果，要根據(jù)建筑要求和建筑環(huán)境合理選取。四是考慮計(jì)算模型和實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異。計(jì)算模型都是實(shí)際結(jié)構(gòu)的簡化，只考慮普遍情況，不考慮實(shí)際結(jié)構(gòu)中的特殊狀況。而實(shí)際結(jié)構(gòu)中的受力狀況千差萬別，如果單純地依賴運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析會(huì)導(dǎo)致較大的分析偏差，給建筑物留下設(shè)計(jì)隱患。
1.3提高材料的利用率
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是提高建筑物的性價(jià)比，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要根據(jù)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的受力情況和建筑材料的力學(xué)特性，合理選用材料。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的抗壓性能好，鋼筋的抗拉性能好。以受壓為主的柱子可以采用高標(biāo)號(hào)的混凝土，以受彎為主的梁板可以選用高強(qiáng)度的鋼筋，同時(shí)要注意鋼筋和混凝土強(qiáng)度匹配，這樣可以減小構(gòu)件的橫截面積，減輕構(gòu)件自重，不浪費(fèi)材料的性能。實(shí)際中，很多工程項(xiàng)目因?yàn)椴牧线x用不合理導(dǎo)致不必要浪費(fèi)的案例很多，比如，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板經(jīng)常選用高強(qiáng)度混凝土，為了控制高強(qiáng)度混凝土的收縮變形需要加大配筋量，這樣不僅僅使高強(qiáng)度的混凝土未能充分發(fā)揮效能，而且還增大了鋼筋用量，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。
2、建筑結(jié)構(gòu)的主要加固方法
2.1加大截面法
加大截面加固法是在構(gòu)件外部外包混凝土,增大構(gòu)件截面面積和配筋量的一種加固方法,從而達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的。在我國加大截面法是一種傳統(tǒng)的加固方法,工藝簡單,適用面廣,可廣泛用于梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)的加固。根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)和加固要求不同,可選用單側(cè)加厚、雙側(cè)加厚、三面和四面外包等。在以加大混凝土截面為主的結(jié)構(gòu)中,為了保證后澆混凝土的正常工作,需適當(dāng)配置構(gòu)造鋼筋;在以加配鋼筋為主的加固方法中,即增加鋼筋截面積,為保證加固鋼筋的正常工作,需按構(gòu)造要求澆灌混凝土保護(hù)層。外包材料一般以普通混凝土為主,當(dāng)外包層較薄、鋼筋較密時(shí),可用細(xì)石混凝土,配筋除采用鋼筋外,也常用型鋼和鋼板。
2.2外包鋼法
外包鋼加固法是以型鋼(一般為角鋼)外包于構(gòu)件四角(或兩角)以加強(qiáng)其受力性能的加固方法。外包鋼加固法分濕式和干式兩種情況。濕式外包鋼加固:外包型鋼與構(gòu)件之間是采用乳膠水泥粘貼或環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等方法粘結(jié),以使型鋼與原構(gòu)件能整體工作共同受力;干式外包鋼加固:原構(gòu)件與外包型鋼之間無任何粘結(jié),有時(shí)雖填有水泥砂漿,但彼此只能單獨(dú)受力,承載力提高不如濕式外包鋼加固有效。該方法施工簡便,現(xiàn)場工作量較小,受力較為可靠,適用于在使用上不允許增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度地提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu),主要用于鋼筋混凝土柱、梁、桁架弦桿和腹桿的加固。
2.3增設(shè)支點(diǎn)加固法
增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過增設(shè)支承點(diǎn)來減小結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度,改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并提高其承載能力的加固方法。梁、板在跨中增設(shè)支點(diǎn)后,減小了跨度,從而能較大幅度地提高承載能力,并能減小和限制梁、板的撓曲變形。適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)中梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。增設(shè)支點(diǎn)加固法優(yōu)點(diǎn)是簡單可靠,缺點(diǎn)是使用空間會(huì)受到一定影響。
2.4預(yù)應(yīng)力法
預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法,即通過施加預(yù)應(yīng)力使拉桿或撐桿受力,影響并改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布,從而降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平并提高結(jié)構(gòu)的承載能力。特點(diǎn)是通過預(yù)應(yīng)力手段強(qiáng)迫后加拉桿或撐桿受力,改變?cè)Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布,降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平,使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除,具有加固、卸載和改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果,后加拉桿或撐桿和原有結(jié)構(gòu)能夠較好地共同工作,結(jié)構(gòu)承載能力能夠得到較大的提高。
3、建筑結(jié)構(gòu)抗扭設(shè)計(jì)的具體措施
3.1 預(yù)先介入
建筑師為追求建筑外觀效果，建筑方案平面、立面均比較復(fù)雜，為避免出現(xiàn)嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)預(yù)先介入，與建筑師配合協(xié)調(diào)，使建筑平面盡量規(guī)則簡單，符合抗震概念設(shè)計(jì)。首先要控制平面布置宜簡單、規(guī)則、對(duì)稱，減少偏心。對(duì)L形、H形、T形、十字形、Y 形平面突出部分長度進(jìn)行控制，使之符合《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》表4.3.3的要求；其次是控制建筑平面的長寬比。當(dāng)建筑物長寬比較大時(shí)，不符合樓板在平面內(nèi)無限剛性的假定。在地震作用下，采用樓板在自身平面內(nèi)無限剛假定進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果不符合地震反映的結(jié)果，容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞。在風(fēng)力作用下，也會(huì)出現(xiàn)因風(fēng)力不均勻及風(fēng)向紊亂變化而引起的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、樓板平面撓曲等現(xiàn)象。
3.2 嚴(yán)格執(zhí)行位移比
在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期T1之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。其中位移比限制結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則性，避免過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，周期比限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中可從以下7個(gè)方面著手，使結(jié)構(gòu)抗扭能力符合規(guī)范要求。
3.3均衡布置抗側(cè)力構(gòu)件。
使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合，避免過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)的位移比滿足規(guī)范要求。抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)按“均勻、分散、對(duì)稱、周邊”的原則，使平面剛度分布均勻，并使平面剛心和質(zhì)心盡可能地接近。借助材料力學(xué)抗扭剛度概念，高層建筑結(jié)構(gòu)從整體分析角度出發(fā)，剪力墻按“均勻、分散、對(duì)稱、周邊”的原則布置外還應(yīng)符合以下要求，在抗扭剛度角度上，剪力墻分量(主要是長度)從外到里逐步減少，從抗側(cè)移剛度角度上，剪力墻分量直線上均勻分布。
4、結(jié)語
扭轉(zhuǎn)是地震作用下導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的重要原因，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須重視結(jié)構(gòu)的抗扭設(shè)計(jì)。除應(yīng)滿足規(guī)范控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的兩個(gè)量化指標(biāo)外，還應(yīng)加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)剛度均勻，剛心與質(zhì)心應(yīng)盡量重合，尚應(yīng)具有一定的抗扭轉(zhuǎn)能力。
參考文獻(xiàn)
[1] 秦曉芳、趙艷敏.建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].山西建筑.2007(11)
第7篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞：辦公樓；磚混結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方法
中圖分類號(hào): TU746．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1．工程概況
某辦公樓于1963年建成,該建筑由中部6層、東西兩側(cè)4層(局部5層,以下簡稱4層部分)、北側(cè)3層階梯辦公室及東西兩翼的實(shí)驗(yàn)室和閱覽室組成,東西兩側(cè)2層部分設(shè)有地下室。各部分由變形縫分為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,6層部分建筑總高度24.70m,4層部為16.10m,總建筑面積約23000m2,全部為磚混結(jié)構(gòu)。樓、屋蓋體系-中廳部分、階梯部分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu);其余部分均為預(yù)制梁、槽板結(jié)構(gòu),無圈梁?；A(chǔ)為漿砌毛石條基,持力層為強(qiáng)風(fēng)化板巖。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.1g,設(shè)計(jì)地震分組為第1組;基本風(fēng)壓值為0.65kN/m2;場地類別為Ⅰ類。
2．結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及加固原則
2.1．結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、檢測(cè)情況。加固前檢測(cè)單位對(duì)主樓進(jìn)行了檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè),紅磚強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到MU10,但經(jīng)近50年的使用,砂漿強(qiáng)度嚴(yán)重退化,強(qiáng)度等級(jí)為1.0～3.5MPa,大幅度地低于原設(shè)計(jì)的50#～100#混合砂漿的強(qiáng)度值?？v橫墻砌筑咬槎良好。設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn),有部分承重窗間墻幾何尺寸與原設(shè)計(jì)不符,且相差很大,因此對(duì)所有承重墻的幾何尺寸進(jìn)行了現(xiàn)場測(cè)量。辦公部分梁板未發(fā)現(xiàn)受力裂縫,階梯教室梁、板混凝土強(qiáng)度等級(jí)均在C15左右。
抗震橫墻最大間距15m(4層部分),房屋總高度24.7m(6層部分),無圈梁,不符合GB50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的要求;抗震橫墻間距亦不符合第一級(jí)鑒定要求的限值。檢測(cè)結(jié)論為應(yīng)采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施。
2.2．加固原則及范圍
在業(yè)主要求下,辦公樓完全保持既有的建筑風(fēng)格,對(duì)主樓的承載力和抗震能力進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固、內(nèi)部升級(jí)改造,外飾面盡量不破壞,以保持一致的外觀效果;加固后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限為30年。加固分兩期進(jìn)行,現(xiàn)階段只對(duì)辦公部分和階梯教室進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。
3．加固方案的選擇
3.1．承載力及抗震驗(yàn)算。在確定加固方案之前,以檢測(cè)結(jié)果作為基本依據(jù),對(duì)原墻體承載力及抗震進(jìn)行了計(jì)算分析。
(1)承載力驗(yàn)算:對(duì)所有承重墻體進(jìn)行的抗壓驗(yàn)算結(jié)果表明,兩側(cè)4層部分滿足承載力要求;中部6層部分的窗間墻、內(nèi)縱墻和中廳橫墻以及階梯教室的承重外墻均不滿足承載力要求,最不利墻段的計(jì)算承載力僅達(dá)到設(shè)計(jì)要求的50%～60%。(2)抗震驗(yàn)算:在7度區(qū),如以后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限30年為標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用地震危險(xiǎn)性分析的研究成果,地震作用取重現(xiàn)期30年,按相應(yīng)可接受超越概率為10%確定設(shè)防烈度,并采取相應(yīng)的抗震措施,加固后的結(jié)構(gòu)在后續(xù)使用年限內(nèi),其抗震設(shè)防安全可靠性可達(dá)到新建工程要求的概率水準(zhǔn)。經(jīng)計(jì)算,設(shè)防烈度約為6.7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.08g,相應(yīng)多遇地震的影響系數(shù)最大值αmax=0.064,地震作用相當(dāng)于7度(0.1g)時(shí)的80%?？拐饦?gòu)造可執(zhí)行GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定。
按上述原則,經(jīng)驗(yàn)算4層部分滿足抗震驗(yàn)算要求(最不利部位為所需承載力的1.1倍),6層部分和階梯教室墻體不滿足抗震驗(yàn)算要求。
3.2．加固方案比選
根據(jù)抗壓承載力和抗震驗(yàn)算結(jié)果,6層部分和階梯教室墻體應(yīng)進(jìn)行全面補(bǔ)強(qiáng)加固;階梯辦公室大梁混凝土強(qiáng)度較低應(yīng)進(jìn)行加固;4層部分,只需按抗震構(gòu)造要求進(jìn)行加固。對(duì)于墻體抗壓承載力不足,一般可采取面層加固或板墻加固法?？紤]到主樓6層部分、階梯辦公室原砌體的砂漿強(qiáng)度較低,砌體抗壓承載力嚴(yán)重不足,采取板墻加固法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)比較適合,并在每層樓板下縱橫墻的加固板墻內(nèi)設(shè)4
對(duì)階梯辦公室大梁采用外粘鋼加固法,以滿足承載力要求。
4層部分,主要是針對(duì)剛性體系要求的抗震橫墻最大間距和圈梁設(shè)置不符合鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求的情況,加固設(shè)計(jì)應(yīng)增設(shè)抗震橫墻和圈梁。增設(shè)抗震橫墻,一般可采用設(shè)置基礎(chǔ)的磚砌體墻或鋼筋混凝土墻,只要與原墻體進(jìn)行可靠的錨拉即可。但主樓在該位置設(shè)有局部地下室,有一道橫墻至地下室頂板,底板置于毛石基礎(chǔ)上。經(jīng)復(fù)核,原基礎(chǔ)僅考慮了地下室底板和頂板的荷載,故不能承受新增抗震墻及樓面荷載重分布后所分擔(dān)的荷載,需對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固。但這樣做將破壞底板,并很難解決防水問題,極易造成隱患。另外,施工期間還要進(jìn)行降水,既不安全,也不經(jīng)濟(jì)。因此不宜采用增設(shè)實(shí)體抗震墻的方案?？紤]到地下室基礎(chǔ)及底板雖不能再承受豎向荷載,卻能很好地傳遞地震作用下的水平剪力。經(jīng)研究,采用了以鋼支撐替代抗震橫墻的方案,通過支撐將水平地震作用傳至基礎(chǔ)。增設(shè)圈梁,目前通常作法是在外墻上外貼鋼筋混凝圈梁或型鋼,內(nèi)橫墻采用鋼拉桿與圈梁拉結(jié),圈梁斷面常采用180mm×240mm。但業(yè)主要求加固不能改變主樓的既有風(fēng)格,這樣,外貼圈梁的方案顯然不可行。經(jīng)反復(fù)研究,采取了將鋼筋混凝土圈梁一分為二并置入墻體內(nèi)外兩側(cè)的"嵌入式組合圈梁"方案,保證了原建筑立面不受影響。
4．加固設(shè)計(jì)
4.1．板墻加固設(shè)計(jì)。6層部分、階梯辦公室采用C20噴射混凝土板墻,內(nèi)配
4.2．嵌入式組合圈梁及拉結(jié)設(shè)計(jì)
對(duì)無圈梁的4層部分,每層外墻設(shè)嵌入式組合圈梁,詳見圖2,組合圈梁每隔開間用鋼拉桿拉結(jié)或與進(jìn)深梁錨拉。單側(cè)走廊整體性差,是抗震的薄弱部位,該部位采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆拉梁(300mm×180mm)將外墻與內(nèi)橫墻拉桿或進(jìn)深梁拉結(jié)的方式予以加強(qiáng),使每層形成封閉的環(huán)箍體系,拉梁采用C20混凝土澆筑。
圖2嵌入式組合圈梁
4.3．鋼支撐設(shè)計(jì)
在原15m間距的內(nèi)橫墻間增設(shè)一道鋼支撐,鋼支撐設(shè)計(jì)應(yīng)滿足作為剛性計(jì)算方案房屋橫墻的剛度要求,根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2001),鋼支撐在風(fēng)荷載和地震作用情況下,其最大位移值應(yīng)滿足:Umax≤H /4000(H為房屋總高度),以此為控制條件對(duì)鋼支撐進(jìn)行設(shè)計(jì),詳見圖3,并進(jìn)行了"中震"不屈服驗(yàn)算(地震參數(shù)參照有關(guān)文獻(xiàn))。
圖3鋼支撐簡圖
4.4．階梯教室混凝土梁加固
階梯教室鋼筋混凝土大梁,采用梁底及支座粘鋼加固的方法,以滿足抗彎承載力要求;梁端設(shè)鋼板箍加錨栓解決抗剪問題,同時(shí)可使端部混凝土處于多向約束狀態(tài),改善其受力性能,詳見圖4。
圖4階梯辦公室梁加固詳圖
4.5．施工要求
嵌入式組合圈梁在施工時(shí)會(huì)削弱墻體,應(yīng)采取分段、分面漸近式施工方式,必要時(shí)應(yīng)采取支撐措施,以保證施工期間的安全。凹槽可采用機(jī)械切割方式形成,采用噴射混凝土施工。鋼支撐應(yīng)與原墻體及進(jìn)深梁結(jié)合緊密、連結(jié)可靠,以保證有效地傳遞水平力,達(dá)到抗震墻的效果。
結(jié)語
(1)對(duì)于建造年代較早的老建筑,由于使用時(shí)間較長、技術(shù)資料不全,不應(yīng)只對(duì)材料強(qiáng)度、整體及構(gòu)件外觀表征進(jìn)行檢測(cè),設(shè)計(jì)人員還應(yīng)對(duì)重要承重構(gòu)件的幾何尺寸進(jìn)行現(xiàn)場勘測(cè)。以便全面、準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀。
(2)根據(jù)加固后的預(yù)期設(shè)計(jì)使用年限,合理確定抗震設(shè)防目標(biāo)及地震作用基本參數(shù),并按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)采取抗震措施,在后續(xù)使用年限內(nèi)其抗震設(shè)防安全可靠性可達(dá)到新建工程要求的安全保證概率,加固的成本相對(duì)經(jīng)濟(jì)。
(3)對(duì)磚混結(jié)構(gòu)抗震加固時(shí)采用"嵌入式組合圈梁"可滿足此類建筑的特殊要求,且效果明顯。增設(shè)抗震橫墻若受條件限制時(shí),可采用符合剛性計(jì)算方案要求的其他構(gòu)件替代,并加強(qiáng)連結(jié),也可取得與實(shí)體墻同樣的效果。
該建筑目前使用情況表明,通過采取本文所述的設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行全面、系統(tǒng)的加固補(bǔ)強(qiáng),達(dá)到了提高承載力水平、改善抗震性能和內(nèi)部升級(jí)改造的目的,使這座老建筑得以重新恢復(fù)甚至超越其往日的風(fēng)采。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50023-2009建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.
[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ116-98建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.
[3]中國建筑科學(xué)研究院.GB 50011-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.
第8篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文
【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)加固；設(shè)計(jì)；施工技術(shù)
引言：房子建造關(guān)系到大家平時(shí)日子的方方面面，它的質(zhì)量會(huì)影響使用的安全性，因此在建筑工程過程中，房子建筑構(gòu)造加固規(guī)劃和施工技術(shù)變得越來越重要，為了進(jìn)一步建加強(qiáng)筑物的構(gòu)造加固性，削減人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，應(yīng)在必定程度上不斷的加強(qiáng)房子建筑構(gòu)造加固技術(shù)的規(guī)劃，改善施工技術(shù)。
1.結(jié)構(gòu)加固方法以及相關(guān)的技術(shù)分析
進(jìn)行加固施工時(shí)，其加固施工及加固計(jì)劃的擬定尤為重要，對(duì)于需要加固的構(gòu)筑物，應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的不一樣狀況擬定不一樣的加固計(jì)劃。
加固工程方案的優(yōu)劣，在一定程度上是房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)順利實(shí)施的為要前提，沒有良好的施工方案是阻礙加固工程施工重要因素。有的加固方案固然具有解決問題的可行性，但是，因?yàn)槠浞桨冈谑┕み^程中增加了一定的施工難度，而造成施工工期長、勞動(dòng)用工大、安全系數(shù)低的弊端，結(jié)果必將影響到加固質(zhì)量。
2.房屋建筑結(jié)構(gòu)的常用加固技術(shù)
2.1直接加固的一般方法
（1）增加鋼筋截面法類似于混凝土的加固辦法，以增加了截面積的辦法來加強(qiáng)房屋的鞏固度，此運(yùn)用己經(jīng)非常老練，習(xí)慣規(guī)模廣，建造起來也對(duì)比簡單，更換混凝土加固辦法，操作需要很長的時(shí)刻，所以影響修建物的運(yùn)用此外，這種加固辦法后，修建物內(nèi)的凈空面積會(huì)有所減小，此辦法合適用于通常混凝土構(gòu)造的修建。
（2）有粘結(jié)外包型鋼加固法，該方法具有良好的加固作用，建筑的有點(diǎn)就是施工的環(huán)節(jié)相對(duì)較少，但是這種方法需要大量的鋼筋，導(dǎo)致更高的本錢，因此不適合使用在加固一般的建筑物上，主要用于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的建筑物，同時(shí)需要被加強(qiáng)的區(qū)域不能擴(kuò)展等的建筑上。使用鋼板的緣故，這種方法并不合用于加固高溫場所的建筑結(jié)構(gòu)。
（3）粘貼鋼板加固法。在該過程中使用粘貼板，對(duì)于建筑鋼筋結(jié)構(gòu)來說，不需要加濕，并有一個(gè)相對(duì)短的時(shí)間來施工，這將不會(huì)對(duì)用戶和工作的日常生活產(chǎn)生明顯影響，除此之外，該方法不會(huì)導(dǎo)致建筑物外觀的損害，也不會(huì)導(dǎo)致降低使用的空間。這種方法的最大缺點(diǎn)是粘合加固來加強(qiáng)效果，因此粘合的水平對(duì)加固效果有直接的影響，從而不易控制加固效果因此，這種方法主要用于補(bǔ)強(qiáng)加固靜態(tài)前提下的構(gòu)件。
（4）張貼纖維增強(qiáng)塑料加固法鋼筋加固法，望文生義與張貼有關(guān)，類似于張貼鋼板加固的辦法，但也存在一些區(qū)別，主要是資料方面用于進(jìn)一步加固資料是塑料的，所以不必憂慮相對(duì)濕度和侵蝕性，由于資料自身重量比較輕，并且本錢比鋼低得多，但是，塑料資料具有明顯的缺陷，溫度不能太高，容易泛起火災(zāi)因而，使用過程中這個(gè)辦法應(yīng)當(dāng)使構(gòu)造鞏固并妥善處理高溫易燃的問題。
2.2與混凝土結(jié)構(gòu)加固改造配套使用的技術(shù)
（1）關(guān)于托換技能。系托梁拆柱、托梁接柱和托梁換柱等技能的概稱屬于一種綜合性技能，由有關(guān)構(gòu)造加固、上部構(gòu)造頂升與復(fù)位以及拋棄構(gòu)件撤除等技能構(gòu)成。合用于己有建筑物的加固改造。
（2）關(guān)于植筋技能。系一項(xiàng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的銜接與錨固技能?？芍踩胍话沅摻睿部芍踩肼菟ㄊ藉^筋；己廣泛應(yīng)用于己有建筑物的加固改造工程中。
（3）關(guān)于外包鋼加固技能。外包鋼加固法分為濕式與干式兩種狀況濕式外包鋼法，在原有構(gòu)件和型鋼之間，使用環(huán)氧樹脂或許乳膠水泥等粘結(jié)，將新舊資料之間進(jìn)行有用協(xié)同，保證工作全體性，可是具有著比較大的工作強(qiáng)度，干式外包鋼法，即原有構(gòu)件和型鋼之間沒有任何粘結(jié)效果，當(dāng)然有時(shí)候以水泥砂漿添補(bǔ)，可是并不能完成聯(lián)系面拉力與剪力的傳遞，難以保障原構(gòu)件和型鋼的全體工作，只能完成獨(dú)自受力這種方法根本對(duì)原構(gòu)造構(gòu)件的截面尺度更改不大，僅是前進(jìn)構(gòu)件承載力，添加剛度與延性，一般在屋架、磚窗間墻、梁、混凝土柱等構(gòu)造構(gòu)件、構(gòu)筑物加固中使用廣泛。
3.實(shí)施中的施工技術(shù)
做好前期的設(shè)計(jì)和預(yù)備工作后，進(jìn)入正規(guī)的實(shí)施階段，工程實(shí)施中也要有良多的留意點(diǎn)，要把握技術(shù)要點(diǎn)和施工方法
（1）對(duì)原有舊鋼結(jié)構(gòu)考察、取樣、實(shí)驗(yàn)、評(píng)定，這些工作看起來簡樸，實(shí)在非常的重要，所以這個(gè)工作一定要當(dāng)真的對(duì)待，盡量做的細(xì)致一些。而且必需要有專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室對(duì)原舊鋼結(jié)構(gòu)以及加固用的新鋼材進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)，出具權(quán)勢(shì)巨子評(píng)定講演，明確出符合前提的原料、需采購新鋼材、焊條規(guī)格型號(hào)、焊接連接工藝的技術(shù)。
（2）對(duì)原舊鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴砂除銹，清除表面籠蓋的所有侵蝕的氧化層及渣物，然后根據(jù)這些鋼結(jié)構(gòu)的使用年限和損毀程度，與設(shè)計(jì)一起研究，通過一系列專業(yè)的計(jì)算和討淪，確定實(shí)用可靠的處理、加固、改造方案。
（3）原有舊鋼結(jié)構(gòu)只需生銹或者有必定的殘?jiān)染蜁?huì)逐步的被破壞下去，所以必定要將鋼銹、外表籠蓋的腐蝕氧化層及渣物完全鏟除，用空壓機(jī)連接專用的噴砂除銹機(jī)來進(jìn)行完全的鏟除作業(yè)，單個(gè)腐蝕嚴(yán)峻的部位要前進(jìn)警惕，必要的話能夠投入相應(yīng)的勞動(dòng)力，人工用鋼鑿、榔頭、砂輪機(jī)來進(jìn)行鑿、磨作業(yè)。噴砂除銹的砂子選用中細(xì)黃砂，必定要提早晾干。
4.房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工時(shí)應(yīng)留意的問題
（1）盡量削減破壞原有構(gòu)造，充分利用原有構(gòu)造的承載才能。在建造工程設(shè)計(jì)制作時(shí)應(yīng)充分考慮鋼筋目前的狀況，斷定鋼筋加固計(jì)劃，盡量留存修建的原有構(gòu)造，以盡量削減損失和損傷，盡量削減乃至取消撤除，這更適合原配的即是最佳的這一原則應(yīng)當(dāng)確實(shí)剖析和探究現(xiàn)有的構(gòu)造應(yīng)，經(jīng)由恰當(dāng)?shù)臏y(cè)驗(yàn)和構(gòu)造可靠性剖析測(cè)驗(yàn)，準(zhǔn)確斷定原有房子的構(gòu)造和承載才能，以盡可能堅(jiān)持原貌或許留存它不應(yīng)當(dāng)健忘的當(dāng)?shù)兀M量依照本來的工程設(shè)定加固的特色，不要使得新舊之間有很大距離。
（2）加強(qiáng)改造過程中，常常使用的加固連接技術(shù)的是植筋和錨栓技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的建筑來說簡樸而有效的?，F(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》與《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》關(guān)于錨固長度區(qū)別很大，而且按照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》的劃定，對(duì)于常規(guī)的梁柱等構(gòu)件，難以滿足的錨所需要的厚度寬度長度，在一定程度上采用植筋錨栓技術(shù)時(shí)需要留意最小邊距和最小間隔，特別需要留意原有構(gòu)件鋼筋密集部位鉆孔和定位的可能性，盡量小心，不要損壞原來的截?cái)嗪蜆?gòu)件。
（3）在房屋建筑結(jié)構(gòu)加固和施工的前期，需要當(dāng)真調(diào)查，檢測(cè)，分析工程設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，并與施工單位積極協(xié)調(diào)和配合，共同設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)，安全，公道，可行的和適當(dāng)?shù)募庸谭桨?，并選擇可行的替換品，以避免重復(fù)設(shè)計(jì)，在一定程度上加強(qiáng)監(jiān)視檢查工程，加強(qiáng)執(zhí)行力度，進(jìn)一步消除風(fēng)險(xiǎn)，在一定程度上確保項(xiàng)目的順利進(jìn)行。
總結(jié)：總而言之，在正常情況下會(huì)老化建筑物，自然災(zāi)害的影響下會(huì)致使更高程度的損壞，尤其是在開展我國家，很多地震，因而，加強(qiáng)了房子和其他建筑物的穩(wěn)定性在必定程度上是非常重要的。加強(qiáng)房子結(jié)構(gòu)，需求高技術(shù)，只要在穩(wěn)定性好房子內(nèi)進(jìn)行寓居，才能夠進(jìn)一步的保證房子建造的安全，才能在必定程度上真正推進(jìn)我國建筑行業(yè)的健康以及可持續(xù)的開展。
參考文獻(xiàn)：
[1]牛鳴非，張穎. 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及施工技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 科技創(chuàng)業(yè)家，2014，03：48.
第9篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；處理措施；驗(yàn)算
Abstract: in this paper the structure of the building reinforcement design, building structure load stress and treatment measures, structural calculation, analysis and research as reference for other similar projects.
Keywords: building structure design; Processing measures; checking
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、引言
該多層建筑大樓工程地上7層,框架結(jié)構(gòu),獨(dú)立柱基,一層為地下室,作停車場用,建筑物總高21.5m,總建筑面積12500m2,工程按7級(jí)設(shè)防,框架抗震等級(jí)為三級(jí)。工程主體通過驗(yàn)收不久,建設(shè)方接主管部門通知,將原來的底部三層的大開間辦公室改為小開間以便安排更多的人員辦公。開間變小使分隔墻體增多,許多新增墻體布置在原來板的位置上。最簡單的解決方法是用輕質(zhì)材料作為分隔墻,然后驗(yàn)算板的承載力是否有富余,但建設(shè)方考慮到隔音、防水以及其它的原因,堅(jiān)持要求采用多孔磚,建筑相應(yīng)結(jié)構(gòu)部分的加固與改造也就在所難免。
二、建筑結(jié)構(gòu)荷載受力分析
由于大部分現(xiàn)澆板無法承受約3m高的空心磚墻,將板的相應(yīng)位置拆除后在墻下加梁顯然不可取,大面積加固板工作量太大。經(jīng)與建設(shè)方反復(fù)協(xié)商,設(shè)計(jì)者決定每開間的主要隔墻采用粘土空心磚,而室內(nèi)的局部墻體改為雙層輕質(zhì)石膏板墻,石膏板墻下部考慮防水砌了5匹粘土實(shí)心磚,總的線荷載為取值為1.5kN/m。經(jīng)驗(yàn)算大多數(shù)板塊均滿足要求,對(duì)于粘土空心磚墻采用的是直接在墻下加預(yù)制混凝土梁,梁底距樓面30mm,這樣墻體荷載可以直接傳至主框架梁上,原主要傳力體系不受影響,在最大程度地減少了次梁和板的加固處理。經(jīng)過計(jì)算分析,結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)、柱、梁、板均有不同程度的不足,需要加固處理。
三、建筑結(jié)構(gòu)加固與處理措施
3.1建筑基礎(chǔ)受力分析
原地基承載力設(shè)計(jì)值為300kPa,基礎(chǔ)底面平均設(shè)計(jì)壓力為292kPa,經(jīng)核算現(xiàn)基礎(chǔ)底面平均壓力最大值約為316kPa,比地基承載力設(shè)計(jì)值大5.3%,根據(jù)《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,基底壓力設(shè)計(jì)值超過地基承載力設(shè)計(jì)值不足10%時(shí),可采用提高上部結(jié)構(gòu)抵抗不均勻沉降能力的措施。本工程地基為厚度均勻的硬塑狀粉質(zhì)粘土,再下為中風(fēng)化巖層。設(shè)計(jì)時(shí)作如下考慮:①預(yù)計(jì)的基礎(chǔ)沉降絕對(duì)值較小且上部荷載分布較均勻;②原基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)留有一定的余量,經(jīng)上部荷載調(diào)整后基礎(chǔ)的抗彎、抗剪、抗沖切均滿足要求(局部抗彎承載力不足的在柱加固后也可滿足要求);雖然還不能考慮地基長期壓密對(duì)地基承載力的提高,但由于基底壓力超出限值不多、地基較好、結(jié)構(gòu)本身剛度較大(地下室側(cè)墻為混凝土墻)、荷載較均勻,因此決定基礎(chǔ)部分暫時(shí)不予加固處理,觀察使用,僅對(duì)上部填充墻砌體增設(shè)了部分圈梁和構(gòu)造柱,并在首層和頂層的窗下設(shè)通長鋼筋混凝土窗臺(tái)板加強(qiáng)處理。
3.2柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算
經(jīng)核算發(fā)現(xiàn)有5根柱承載力不足,主要表現(xiàn)為軸壓比偏高和配筋不足。從分布來看主要是中柱較多,邊柱僅一根,其原因應(yīng)該是邊柱原本軸壓比不大,屬偏心受壓構(gòu)件,在軸力增加不太多的情況下對(duì)承載力是有利的。設(shè)計(jì)者對(duì)于中柱的加固經(jīng)全面分析比較,決定采用“加大截面法”處理,理由是:①對(duì)于柱軸壓比的提高用加大截面的方法是最直接的;②加大截面可以提高柱的剛度,符合“強(qiáng)柱弱梁”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則;③目前填充墻尚未砌筑,框架承受的荷載僅為最終荷載的40%,有利于新舊混凝土的協(xié)同受力;④柱截面加大后基礎(chǔ)的板彎矩計(jì)算減小,對(duì)基礎(chǔ)有利;對(duì)框架梁而言,由于支座寬度加大使其凈跨度減小,這也是有利的;⑤施工單位有過類似的施工經(jīng)驗(yàn),質(zhì)量有保證。取一根中柱計(jì)算,設(shè)計(jì)截面為500×600、配12Φ20,Lo/b=5.2/0.5=10.4,取Φ=8.7,其承載力:
Nu=Φ(fcAc+fyAs)=0.87(14.3×300000+300×3770)/1000=4716kN。在不考慮彎矩的情況下,該柱最終承受的軸力設(shè)計(jì)值為4572kN,軸壓比N=0.97,超出規(guī)范規(guī)定的0.9的限值。對(duì)該柱初步考慮截面加大為630×730,配筋為16Φ20,根據(jù)柱的實(shí)際受力分析,柱在加固施工時(shí),由于荷載未完全卸除,存在著一定的壓縮變形,此外混凝土的收縮和徐變也有一定的發(fā)展,新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變滯后于原柱的應(yīng)力、應(yīng)變,新舊混凝土不能協(xié)同工作,新混凝土作用被降低,降低的幅度隨原柱在加固時(shí)的應(yīng)力有關(guān),應(yīng)力越高,降低的幅度越大。保障新舊混凝土協(xié)同工作是加固的一個(gè)重要環(huán)節(jié),這主要靠新舊混凝土緊密結(jié)合。為此,在施工中要注意以下幾點(diǎn):①施工前應(yīng)對(duì)加固構(gòu)件設(shè)臨時(shí)支撐卸荷;②將需外包的梁的棱角敲掉,并除去浮渣、塵土及疏松部分;③新舊混凝土結(jié)合部位表面應(yīng)鑿毛,表面凹凸不平度不小于6mm,間距不大于箍筋的間距;④新舊混凝土結(jié)合部位表面應(yīng)沖洗干凈,去除油污,用鋼絲刷刷毛,噴水濕潤,澆混凝土前除去浮水并涂混凝土界面處理劑一遍。此外對(duì)個(gè)別軸力及彎矩均較大的柱子,參照規(guī)范的做法沿柱長度方向加植Φ12間距300的短鋼筋,這可以提高結(jié)合面的抗剪強(qiáng)度,有利于協(xié)同工作。
3.3梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算
經(jīng)核算梁有11根的承載力不足,其中8根是抗彎承載力不足,2根是抗剪承載力不足,1根是抗彎承載力和抗剪承載力均不足。在確定加固方法時(shí),考慮了多種方案:由于有大量的設(shè)備管道,盡管層高達(dá)到3.9m,但凈高并不大,業(yè)主一再要求凈高不得減少,此外部分邊框梁因立面要求也無法將截面加寬,因此排除了“截面加大法”;在選擇“粘貼鋼板加固”還是“碳纖維布粘貼加固”時(shí),本著施工快速方便、對(duì)原結(jié)構(gòu)影響小的原則,我們推薦了后者,雖然造價(jià)略高于粘鋼包鋼加固法,但由于施工快捷且不增加自重和不減少層高,經(jīng)與業(yè)主協(xié)商最終同意此方法。由于在梁柱交接處碳纖維布無法穿過框架柱,因此對(duì)于框架梁負(fù)彎矩不足的情況,采用了彎矩調(diào)幅法,將多出的負(fù)彎矩調(diào)整到梁底,此外在梁柱交接處,梁上部緊鄰板下處按計(jì)算差值的一半補(bǔ)貼了碳纖維布以作為負(fù)彎矩的安全儲(chǔ)備,因?yàn)榭蚣芰狠^高所以補(bǔ)貼的碳纖維布仍位于梁上部1/4范圍內(nèi)。取一根框架梁計(jì)算:截面為300×600mm2,跨度為7200m,原設(shè)計(jì)彎矩為175kN/m,計(jì)算配筋值1567mm2,實(shí)配梁上筋2Φ20,梁下筋5Φ20。改造后設(shè)計(jì)彎矩為213kN/m,計(jì)算配筋值1941mm2,初選碳纖維截面尺寸0.167×200mm。根據(jù)極限狀態(tài)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,由平衡條件可得:
fcbx=fyAs-fy″As″+EcfεcfAcf
x=0.8εcuh/(εcu+εcf+εi)
求得混凝土受壓區(qū)高度x=89.6mm.εcfbh=104.9mm加固后的抗彎承載力:
Mu=fyAs(h0–0.5εcfbh)+Ecf[εcf]·Acf(1-0.5εcfb)
=303kN/m.213kN/m滿足要求。
式中:Ecf為碳纖維布的彈性模量;
εcf為碳纖維布的拉應(yīng)變;
Acf為碳纖維布的截面積;
εcfb為碳纖維布達(dá)到允許拉應(yīng)變與混凝土壓壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的界限相對(duì)受壓區(qū)高度。
碳纖維布的粘貼長度原則上按梁的彎矩包絡(luò)圖定,應(yīng)延伸至不需要該碳纖維布的部位之外,且不小于粘接延伸長度1d,(1d是一個(gè)與碳纖維布的彈性模量、實(shí)際拉應(yīng)變和截面有關(guān)的參數(shù)),在構(gòu)造上一般對(duì)梁正彎矩區(qū)碳纖維延伸至支座,對(duì)負(fù)彎矩區(qū)碳纖維伸出支座的距離不小于1/3梁跨度。另外為了加強(qiáng)梁底碳纖維布的錨固及增加梁的抗剪能力,在梁端每側(cè)粘貼100mm寬U型箍2道,在主次梁相交處每側(cè)粘貼100mm寬U型箍兩道,具體做法如圖1所示,關(guān)于梁的抗剪計(jì)算本文從略。此外板的計(jì)算和處理基本同梁。為確保施工質(zhì)量,在施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
圖 1碳纖維加固處理示意圖
1)混凝土與碳纖維布之間界面處理很重要。因此在梁的兩側(cè)連接處應(yīng)反復(fù)打磨平整,去除混凝土表面缺陷,角部應(yīng)切圓角。
2)粘貼碳纖維布時(shí)應(yīng)密切配合,一人拉緊碳纖維布,一人用刮板從一側(cè)邊刮邊貼,保證粘貼緊密不空。
