1、建筑结构检测与加固论混凝土结构的鉴定与加固自改革开放以来 ,我国建筑行业快速发展,由于各种原因 ,已有建筑物的鉴定、维修与加固,也日趋被人们所重视。结构为什么需要鉴定 ,通过总结 ,我们可以概括如下。需要进行建筑结构检测鉴定的情形大致可分为十类:1)建筑结构拟改变使用用途、改变使用条件与使用要求时。该情形较为常见 ,即建筑结构改变了原有的设计状态,小至沿街店面房的改动大至世博奥运场馆使用用途的改变理论上都需进行检测鉴定。当新用途增加了建筑结构的荷载、改变了原来结构布局,如拆除或削弱了部分承重构件或改变了承重构件的使用状态,在改建与扩建中经常出现上述情形 ,该情形必须进行检测鉴定,评估改变后建筑
2、结构的安全性与正常使用性。2)拟对建筑结构进行加层、插层或其她形式结构改造时。该情形直接会影响建筑结构的安全性与使用性,必须进行鉴定评估。3)拟对建筑物进行整体移位时。 整体移位需要专业性很强的团队运作且少见 ,毫无疑问 ,该情形必须进行详细鉴定评估 ,给出移位时可能出现的问题 ,并提供相关整体移位建议。 4)建筑结构本身出现明显的建筑功能退化或有明显的倾斜时。 所谓建筑功能退化就是指建筑结构抗力衰减 ,抗力就是一个专业性术语 ,可通俗表达为 :建筑结构抵抗外部荷载或作用的能力 ,即“抗打击能力” ,当建筑结构出现裂缝、梁柱出现变形、楼板已经出现漏筋、建筑结构出现振动等情形时 ,可认为建筑结构
3、出现明显建筑功能退化。建筑结构检测与加固5)由于外在作用导致建筑结构可能出现损伤时。所谓外在作用 ,通常指出现意外事故 ,如遭受到汽车或坠物的撞击、爆炸物的冲击、腐蚀性气体或液体泄漏及人为破坏等,为保证建筑结构的安全使用,需对其进行必要的检测鉴定评估。6)由于设计、 施工及使用原因引起相关方有根据怀疑建筑结构出现问题而引起纠纷时。该种情形也较为常见,甚至直接导致为司法鉴定,通常就是业主怀疑施工方在建筑施工过程中存在偷工减料行为或者施工质量粗糙而可能导致建筑结构出现质量问题,从而与施工方产生纠纷矛盾 ,此时需要由第三方给出客观公正的评定。7)出于维护建筑结构的角度出发,了解建筑结构的当前状态及在
4、目标使用期内的可靠性时。 能享受该情形待遇的建筑结构身份一般比较高贵 ,如历史建筑、纪念性建筑、大型公共建筑等。所谓目标使用期 ,即业主希望通过必要的修缮与维护能继续使用的年限。8)建筑结构超过设计使用年限。目前规范规定一般建筑结构设计使用年限为 50 年,当建筑结构达到设计使用年限时而想继续安全使用时,需要进行必要的检测鉴定。9)建筑结构遭受灾害而未引起毁灭性倒塌,相关方想加固继续使用时。灾害通常有火灾、地震及水灾等,该情形对检测鉴定团队技术水平要求较高。10)建筑外观改造或建筑装修产生荷载的变化或引起结构改变时。该情形具体解释可参考第一种类型。同时结构的加固也有其需求的原因。我们很容易概括
5、结构为什么建筑结构检测与加固需要加固。根据混凝土结构加固设计规范 GB 50367-2006的定义就是 :对可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、 构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施 ,使其具有现行设计规范及业主所要求的安全性、 耐久性与适用性。 那么建筑物为什么需要加固？什么样的建筑物需要加固？1、提高安全系数 :(1)抗震 (2)危旧建筑补强加固 (3)新建项目加固 2、建筑物功能更改3、延长建筑物使用年限对现有建筑物的改造加固 ,延长使用期限 ,对现代城市可谓就是功德无量、利国利民。首先免除了拆除的麻烦 ,大大减少了建筑垃圾 ,也不会扰民 (交通出行、噪音、灰尘、
6、),环保的很 ;第二 ,减少了建筑材料的使用 ,等于就是减少了资源的浪费 ,相当低碳 ,符合国家倡导的建设节约型社会理念 ;第三 ,相对于拆除重建来说 ,节约大量资金与时间成本。既然知道了结构鉴定与加固的需求 ,那么我们就需要相应的方法来完成鉴定与加固的任务。 通过查阅相关规范与文献资料我们一样能够很好的总结出来。根据建筑行业的发展趋势,我国已经逐渐从大规模新建阶段步入到改造与新建并重的发展阶段。 对结构进行可靠性鉴定就是维修改造的基础 ,经济有效的加固方法就是结构继续安全服役的必要条件。因此,对结构鉴定及加固方法的研究具有极其重要的意义。结构的可靠建筑结构检测与加固性鉴定方法一般有 :传统经
7、验法、实用鉴定法、概率鉴定法、失效数分析法、专家系统鉴定法、 模糊综合评判法、 人工神经网络鉴定法等 , 它们各有优缺点。传统经验法一般已经淘汰 ,仅在比较简单的结构中使用。实用鉴定法就是现在可靠性鉴定中比较常用的方法 ,而概率鉴定法则就是可靠性鉴定的发展方向 ,现仅在比较重要的结构鉴定中使用。其她一些方法现阶段多停留于理论研究的阶段 ,其简单实用的实践应用还有待研究者的不断探索。 我国现行的可靠性检测与鉴定标准主要有 :民用建筑可靠性鉴定标准、工业建筑可靠性鉴定标准、抗震鉴定标准等。目前的可靠性评定以及结构的设计还停留在构件设计的层面上,由于多方面因素的影响 ,对结构整体的研究还不够深入。结
8、构整体的性能与结构构件既有联系又有区别,结构构件对结构整体的贡献存在着差异性、动态性、关联性及系统性。合理地把握并应用结构的整体性能,在对结构进行可靠性鉴定的过程中有重要的意义。本文对结构可靠性鉴定过程中结构整体性能的把握提出了几点建议 :构件安全性等级的划分及其依据、构件可靠性鉴定过程中采用动态安全性等级、 结构整体性能研究方法探索、构件连接的安全性等级等等。经过研究分析采用 ANSYS对结构进行三维仿真模拟分析,能很好地反映结构整体及其构件在外荷载作用下的效应,结果更接近于实际情况 ,可以为结构的鉴定提供理论依据。同时,采用计算机分析来去除结构整体性能研究过程中的赘余影响因素,可以简化计算
9、模型 ,突出结构的主要问题 ,具有实际意义。结构加固的具体方法有多种:直接加固的一般方法有 :建筑结构检测与加固1、加大截面加固法 :这种加固方法 ,指的就是在原有建筑物构件上部或者下部浇筑一层全信的混凝土与钢筋,以此增加原构件的承载能力。这种方法一般适用于钢筋混凝土受弯与受压构件的加固 ,就是一种最传统的建筑结构加固法 ,相对其她方法而言设计更成熟 ,施工经验更丰富。在进行这种加固设计时 ,要核算原构件的应力水平。这种方法的优点就是施工工艺简单、适应性强、成本较低 ,并具有成熟的设计与施工经验 ;适用于混凝土结构的梁、板、柱、板墙等构件以及一般建筑物的加固。 它的缺点就是现场施工需要较长时间
10、的湿作业 ,对生产与生活有一定的影响 ,也会明显减少建筑物的净空。2、置换混凝土加固法 :该法的优点与加大截面法相近 ,且加固后不影响建筑物的净空 ,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点 ;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。3、有粘结外包型钢加固法 :该法也称湿式外包钢加固法 ,该方法就是在原构件的四角均包上角钢 ,在角钢之间多用扁钢焊接在一起 ,形成一个整体的钢构套 ,以此提高建筑构件的延伸性与承载能力 ,这就是一种较为常见的加固方法 ,在构件的截面尺寸不会明显增大时 ,能够比较明显的提升建筑建构的承载能力 ,尤其就是在结构四周裹上一层钢 ,能达到较为可靠的
11、结构受力。这种方法的优点就是现场工作量小、施工简便、受力可靠,同时也不用增加太多的结构截面。该方法的缺点就是需要用大量的钢材,维修费用比较高 ,不仅增加成本 ,而且节点处理也有一定的难度,且不建筑结构检测与加固宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所。4、粘贴钢板加固法 :这种方法就是通过粘接剂将钢板与建筑构件联合起来 ,共同作用 ,来增加建筑构件的各种耐受力,如抗压抗弯等 ,目的就是要提高建筑结构的整体安全性。这种技术目前已经比较成熟,也就是目前发展较快的一种方法,常常用来加固处于正常湿度环境中的,并且长期承受静力作用额受弯构件。该方法的优点就是施工过程比较方便快捷 ,卸载一定的负荷并且除
12、掉原结构表面的锈迹之后就可以开始操作 ,这种加固方法通常不会涉及太多的湿作业 ,加固之后 24 小时就可以使用 ,对于构件的刚度以及承载力的提高效果比较显著 ,同时加固之后的结构无论就是外观 ,还就是自重等方面都没有明显的改变 ,价格相对其她方法而言也更低廉一些。这种方法的缺点就是胶粘剂的质量与现场施工的水平将决定加固后的质量 ,尤其就是粘钢后出现的空鼓现象 ,不仅不易补救 ,而且对结构有一定的影响。随着生产力的日益进步与建筑技术的快速发展 ,建筑结构加固技术的发展。比较常用的传统加固方法目前在工程中依旧被广泛的应用 , 但就是这下方法具有局限性 ,因此 ,这种技术下建筑物的美观度以及耐久性都
13、比较欠缺 ,因此 ,为了解决传统加固技术的不足 ,逐渐出现了新的加固方法 ,由于她们更具有优异的性能与加固效果 ,得到了广泛的关注。针对新的加固方法对以下几种方法做简单的论述 :（ 1）粘接碳纤维增强塑料加固法。纤维复合材料加固土建结构的方法突破了传统方法的局限性,具建筑结构检测与加固有以下几个特点 :一就是不需要明火及湿作业,不需要大型的工具 ,而且占地面积小 ,因此现场施工方便。二就是其抗拉强度约就是普通钢材的十倍以上 ,而且厚度小 ,质量比较轻 ,具有良好的物理力学性能。三就是适用于梁、板、柱、桥梁等多种建筑结构的加固,适用范围很广。四就是具有良好的耐受性。这种方法起源于发达国家,加固效
14、果很显著 ,施工也比较方便 ,目前已成为最广泛使用的一种技术 ,也基本实现产业化生产 ,我国 1997 年便开始研究这一领域 ,现在也取得大量成果。(2)钢丝网水泥砂浆加固法钢丝网水泥就是用钢丝网增强承受力的水泥符合砂浆 ,因为较高的抗拉 ,抗裂以及韧性 ,很适用于建筑结构外形的修复加固。这种方法目前还处于起步阶段 ,还没有粘接纤维复合材料加固法使用广泛 ,因此还有很多问题需要解决 ,比如 ,钢丝网水泥的抗拉、抗裂以及韧性较好 , 但就是抗剪、抗疲劳与抗扭性还不足 ,需要加以优化 ;另外 ,高强度、耐受性较强的高性能复合砂浆现在市场上还就是比较缺乏 ,还需要加以研究 ;再比如这种方法引申出的在
15、加固构件的一次受力基础上如何进行二次受力加固等 ,都就是这种方法有待解决的问题 ,但就是由于这种方法的优势所在 ,它还具有很大的发展空间（ 3）纤维材料的嵌入式加固法这种加固方法需要预先在建筑结构的表面开一个槽 ,再将加固的材料放入槽中 ,同时向槽中注入粘接材料 ,让加固材料与原结构形成一个统一的整体 ,传统的碳纤维加固法存在一个缺点 ,比如粘接的加固材料受环境影响较大 ,容易被环境破坏 ,防火性能也比较差 ,而这种嵌入建筑结构检测与加固式的加固方法就能很好的解决这些问题,目前 ,我国也开始了相应的研究 ,以目前的发展形势来瞧 ,要逐步建立这种加固技术的标准规范 ,不断推广这种技术。建筑也得快速发展 ,使其配套的加固、维修、改造等领域也越来越受到各界的关注 ,新技术的涌现 ,让建筑结构的加固能力不断增强。
