探析工程结构加固法

毕 业 论 文题目 探析工程结构加固方法学生姓名 ：某某某学 号：000000000000班 级：00 0000专 业：建筑工程技术院（部） ：制造工程学院指导教师 ：某某2016 年 05 月 25 日吉 林 科 技 职 业 技 术 学 院JILIN SCIENCE AND TECHNOLOGY VOCATIONAL COLLEGE吉林科技职业技术学院毕业论文（设计）专用纸2目 录摘要.4一、建筑结构加固概述.51.不同类型加固工程与加固方案分析.52.加固工程方案必须考虑的条件.53.加固工程方案.64.几种典型加固方法的工程施工要求.65.外包钢加固法.66.预应力加固法.67.改变结构传力途径加固法.78.混凝土构件外部粘钢加固法.7二、工程结构加固技术.71.工程结构的检测.7三、工程结构加固的基本方法.91.地基加固换土法.92.预压法.103.强夯法.104.振冲法.105.深层搅拌法.106.土或灰土挤密桩法.107.砌体结构的加固.118.砌体结构的直接加固方法.11吉林科技职业技术学院毕业论文（设计）专用纸39.砌体结构的间接加固方法.1110.砌体结构构造性加固与修补.1111.混凝土结构的加固.1112.加大截面加固法.1113.置换混凝土加固法.1114.粘钢加固法.1215.粘结外包钢加固法.1216.粘贴纤维增强塑料加固法.1317.预应力加固法.1318.碳纤维加固法.1319.植筋技术.1320.钢结构的加固.13四、工程结构加固的基本原则.13结语.16参考文献.17致谢.18吉林科技职业技术学院毕业论文（设计）专用纸4摘要混凝土建筑物、构筑物因出现功能性改变，如接建、增加荷载等，或出现质量问题，如混凝土强度不够、配筋不足、灾后修补等，都需要进行加固。其加固施工及加固方案的制定尤为重要，对于需要加固的建筑物、构筑物，应根据建筑物、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，只有这样，加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。建筑结构的鉴定与之密不可分，是保证加固成果的重要手段和措施。【关键词】地基加固 砌体加固 混凝土加固 钢结构加固吉林科技职业技术学院毕业论文（设计）专用纸5一、建筑结构加固概述1.不同类型加固工程与加固方案分析一般来说，加固工程常采用的方法有外包钢加固法、加大截面加固法、预应力加固法和改变结构传力途径加固法等，随着科学技术的不断进步，应用新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法开始广泛应用于各类加固工程中。具体哪个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快、省的特点，应根据需要加固的构件情况，综合确定加固方案。以框架梁的加固为例，较为合理、经济、技术先进的加固方案当属粘钢锚固法和碳纤维加固法，前者以造价低、施工简单、占有空间小、加固效果好等优点优于加大截面法和预应力加固法，后者除材料费用高外，则各种优势尽显其中，重要表现在自重轻，材料自身几乎不增加重量；强度高，固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍；劳动强度小，一个作业面只需一至两人操作即可；施工工期短，熟练工人每人每天可完成近 200左右。但是，应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。2.加固工程方案必须考虑的条件加固工程方案的优劣，首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件，没有良好的施工性是阻碍加固工程施工的一个拦路虎。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性，但是由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度，而造成施工工期长，劳动用工大，安全系数低的弊端，结果是将影响到加固质量。在冬季施工中，如掺加不合格防冻剂，超标的氯离子破坏了钢筋钝化膜，致使十架大梁产生严重裂缝，需要进行加固，方案之一是采取简易补修法；方案之二是采取截面加固法。经对设计方案分析，此两种方案除具有工程造价低的优点外，还有以下不足之处：（1） 技术可行性差，由于梁跨度大，凿除混凝土梁则需分段进行，要用大量的临时支撑进行安全防护，造成周转材料不必要的浪费。（2） 劳动强度高，在凿出混凝土梁时，因分段施工时，只能凿一米挪一米，成倍增加了劳动强度。（3）功效低，大量的重复劳动和落后的施工作业方法，延误了施工工期并导致吉林科技职业技术学院毕业论文（设计）专用纸6劳动效率下降。（4）安全性差，因所有大梁必须将钢筋凿除外露，大梁承载力减小，在施工时，需时刻注意防护措施是否到位，麻痹大意则易出现意外事故。（5）产值效益小，大量的周转材料和人工费用的浪费，加大了生产成本，减少了生产效益。基于这些原因，改变加固方案，采用先进的外包钢加固施工方法，应用建筑工程结构胶粘锚技术，对大梁进行加固，由于技术先进，加固性能好，占用空间小，施工周期短，材料消耗少，工艺简便、安全并减轻了劳动强度，提高了加固质量，取得了良好的综合效益。3.加固工程方案优秀的加固工程方案要在工法上体现出其可行性、科学性、先进性。化学补强法不失为当前加固工程中首选的一种最为先进的工法。众所周知，一些加固工程采用过时的加固方法需要大量的人力、物力和时间，已不能满足当前加固工程质量、工期、安全、经济的要求，而化学补强加固方法越来越以其明显的优势成为加固工程中的优选方案。可见，选择加固工程方案要有针对性，不同的加固工程应采取相应的加固措施，其方案需要在进行价格比、性能比、质量比的同时，还要体现出其工艺技术的科学性和先进性，这样的加固方案才是优秀的加固方案。4.几种典型加固方法的工程施工要求工程加固的目的就是通过加固施工达到修复、补强、提高承载力、增强使用功能、满足使用要求，因此，选择加固方案要以提高加固工程质量为根本目的。对于不同的加固方案也有不同的施工方法和质量评定标准，依照施工经验，不同的加固方法在施工时应重点做到：5.外包钢加固法要把表面处理包括加固结构面和钢板贴合面处理作为加固施工过程中的关键，对于干式加固施工，为了使角钢能紧贴构件表面，混凝土表面必须打磨平整，无杂物和尘土；当采用湿式加固施工时，应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上乳胶水泥浆或配制环氧树脂化学灌浆料，对钢板进行除锈，混凝土进行除尘并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面，进行粘、灌。6.预应力加固法吉林科技职业技术学院毕业论文（设计）专用纸7采用预应力拉杆加固时，在安装前必须对拉杆事先进行调直校整，拉杆尺寸和安装位置必须准确，张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验，保证拉杆传力正确可靠，避免张拉过程中断裂或滑动，造成安全和质量事故；采用预应力撑杆加固时，要注意撑杆末端处角钢（及其垫板）与混凝土构件之间的嵌入深度传力焊缝的质量检验，检验合格后，将撑杆两端用螺栓临时固定，然后用环氧砂浆或高强度水泥砂浆进行填灌，加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。7.改变结构传力途径加固法增设支点若采用湿式连接，在接点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面，应进行凿毛，清除浮渣，晒水湿润，一般以微膨胀混凝土浇筑为宜。若采用型钢套箍干式连接，型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆座浆，待型钢套箍与支柱焊窂后，在用较干硬砂浆将全部接触缝隙塞紧填实；对于楔块顶升法，顶升完毕后，应将所有楔块焊连，再用环氧砂浆封闭。8.混凝土构件外部粘钢加固法此法施工较为简单，但首先需要着重注意混凝土和钢板的表面处理，对于旧、脏严重的混凝土构件的粘合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢、污物后用水冲洗，在对粘合面进行打磨，除去 2-3mm 厚表层，露出新面和平整，将粉尘清除干净；对于混凝土表面较好的，则可直接对粘合面进行打磨，去除 1-2mm 厚表层，使之平整，清去粉尘，再用丙酮擦拭表面即可；钢板表面处理应根据其锈蚀情况，可用喷砂、砂布、砂轮机打磨，使钢板出现金属光泽。打磨纹路尽量与受力方向垂直，然后用丙酮擦拭干净。其次要注意对胶粘剂的选择，目前国内市场建筑结构胶粘剂鱼龙混杂，对胶粘剂的选择一定要慎重。第三要注意在配胶、粘贴过程中的细节，胶粘剂要严格按照说明书要求的比例配制，尤其是要掌握好固化剂的用量，搅拌要均匀，同时要在粘贴时要保证粘贴面的饱满、密实。最后要注意在固化阶段不能对钢板有任何扰动。二、工程结构加固技术1.工程结构的检测在需要对建筑物的施工质量进行评定时，或当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能的要求产生怀疑时，就需要对建筑物的整吉林科技职业技术学院毕业论文（设计）专用纸8体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。对建筑结构的检测结果是是否进行建筑结构加固处理的前提条件。若是问题严重，加固处理不能使建筑物满足安全性，适用性和耐久性的要求，那么只能拆除或是其他合适的处理。建筑结构试验检测技术是以相应现行规范为根据、以实验为技术手段，测量能反映结构或构件实际工作性能的有关参数，为判断结构的承载能力和安全储备提供重要依据。建筑结构试验检测不仅对新建工程安全性能的评定起重要作用，而且对于危旧房屋的更新改造、古建筑和受损结构的加固修复等提供直接的技术参数。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。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，包括结构性能实荷检测、混凝土强度回弹法、超声波法、超声回弹综合法、取芯法、拉拨法；砌体结构检测，包括轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法，回弹法、点荷法、射钉法；钢结构检测，包括结构性能实荷检测与动测、超声波无损检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、涂层厚度检测、钢材锈蚀检测和钢混凝土组合结构检测包括钢管混凝土的强度与缺陷检测等。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。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。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；承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力；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。拔出法是一种介于吉林科技职业技术学院毕业论文（设计）专用纸9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、嵌入的方法将锚固件置入并固定其中，因此，在己硬化的新旧混凝土的各种构件上都可以使用，适应性很强，检测结果的可靠性也较高，特别是当现场结构缺少混凝土强度的有关试验资料时，是非常有价值的一种检验评定手段。但在我国，研究起步较晚，且受各种因素限制，其应用却不及回弹法和超声法那么广泛和普遍，仍有待于加强对拔出法的深入研究以及在工程实践中的推广与应用。对砌体结构的检测目前主要使用轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。这些检测方法大致可分为两类：直接法和间接法，前者为检测砌体抗压强度和砌体抗剪强度的方法，后者为测试砂浆强度的方法。由于钢结构的材质均匀，因此具有强度、塑性与韧性均能较方便地进行测试的优势。但其最大的缺点是：钢材易腐蚀，耐火性差，同时钢结构是一类缺陷敏感性结构，所以钢结构的检测主要是针对材料与连接缺陷以及锈蚀程度与涂层厚度的检测。通常所采用的方法有：超声波无损检测、渗透检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、钢材锈蚀检测及涂层厚度检测等。三、工程结构加固的基本方法1.地基加固换土法当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯实至密实。换填法是将基础底面天然的或后天形成的软弱土层挖去或部分挖去, 分层回填强度高、压缩性低且无腐蚀性的砂石、素土、灰土、工业废料等材料, 压实后作为基础持力层。常见的有换填砂卵石和灰土法。其主要作用表现为以下几个方面：（1）换填强度较高的垫层材料后, 可以有效地提高地基的承载力。（2）换填压缩性较低的材料后, 可减少建筑物的沉降量。（3）换填透水性较大的材料(砂石) , 可使基础下面的孔隙水压力迅速消散, 避免基土的塑性破坏, 并可加速垫层下吉林科技职业技术学院毕业论文（设计）专用纸10软弱土层的固结及其强度提高。另外换填砂石等材料, 因其颗粒粗大、孔隙大、无毛细水现象, 可以防止材料受冻而造成的冻胀, 如很多建筑物的散水和台阶以及道路的面层下均铺一定厚度的砂石,就是这个道理。（4）在湿陷性黄土地基中, 用素土或灰土材料置换黄土, 可消除湿陷变形, 同时, 换填后的材料因其密实度增加, 还可做为防水层, 减少下卧天然黄土层被水