结构加固改造基本概念ppt课件VIP

第一章概述 1 1土木工程诊治与改造技术的概念 土木工程诊治包括结构的诊断和治理两部分 诊断也叫鉴定 治理即加固处理 改造技术是指功能或结构性能的提高技术 结构鉴定的分类 结构鉴定 灾后鉴定 震后鉴定 事故鉴定 第一章概述 1 工程质量安全事故分析 产生的原因 勘察 设计 施工缺陷 建筑材料低劣 使用不当 管理不善 结构设计理论错误 自然灾害 工程质量事故的涵义 泛指达不到国家标准 建筑安装工程质量检验评定统一标准 GBJ300 88 和 建筑工程质量检验评定标准 GBJ301 88 验收的合格标准 而且其建筑结构功能达不到 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068 2000 安全性 统一标准 规定结构的基本功能是 耐久性 适用性 产生的后果 各种损伤 变形 甚至坍塌 鉴定的目的 分析事故原因 确定责任所在 评定损伤的危害程度 波及范围 提出加固维修或拆除意见 总结应吸取的教训 第一章概述 按事故性质分类 倒塌事故 指建筑物整体或局部倒塌开裂事故 承重及非承重构件出现各种规范不允许出现的裂缝变形事故 指建筑物的整体倾斜 扭曲或过大的构件变形 如振颤 挠度过大等 建筑功能事故 包括渗漏 渗水 隔热 隔声功能等达不到使用要求 也包括装饰工程质量不满足要求 其他事故 如塌方 滑坡 沉井施工中的突沉 停沉 倾斜 扭转 超沉等 按损失分类 一般事故 指造成重伤2人以下或直接经济损失在10万元以下者 重大事故 指造成死亡3人及以上或重伤3人以上 或直接经济损失在100万元以上者 级 房屋建筑和市政基础设施新建 扩建 改建 拆除活动中 发生一次死亡30人及以上或一次造成直接经济损失1亿元以上的事故 已建成房屋建筑和市政基础设施因工程质量原因发生坍塌 造成一次死亡30人及以上或一次造成直接经济损失1亿元以上的事故 级 房屋建筑和市政基础设施新建 扩建 改建 拆除活动中 发生一次死亡10人及以上30人以下或一次造成直接经济损失5000万元 1亿元的事故 已建成房屋建筑和市政基础设施因工程质量原因发生坍塌 造成一次死亡10人及以上30人以下或一次造成直接经济损失5000万元 1亿元的事故 级 房屋建筑和市政基础设施新建 扩建 改建 拆除活动中 发生一次死亡3人及以上10人以下或一次造成直接经济损失500万元 5000万元的事故 已建成房屋建筑和市政基础设施因工程质量原因发生坍塌 造成一次死亡3人及以上10人以下或一次造成直接经济损失500万元 5000万元的事故 级 房屋建筑和市政基础设施新建 扩建 改建 拆除活动中 发生一次死亡2人及以下 重伤3人以上19人以下或一次造成直接经济损失100万元 500万元的事故 已建成房屋建筑和市政基础设施因工程质量原因发生坍塌 造成一次死亡2人及以下 重伤3人以上19人以下 或一次造成直接经济损失100万元 500万元的事故 建筑工程重大质量安全事故 2 灾后鉴定 引起原因 火灾 爆炸 冲击波 风灾 雪灾 水灾 人为灾害等 影响范围 结构或构件性能 房屋使用功能 房屋耐久性 产生后果 一般性损坏 局部倒塌 整体坍塌 3 震后鉴定 引起原因 地震 影响范围 地震影响范围内的所有工业与民用建筑 道路 桥梁等 产生后果 整体坍塌 局部倒塌 严重损坏 一般性损坏 第一章概述 4 结构质量评定 产生的原因 使用过程中 由于材料性能的劣化 环境侵蚀 检测维修欠缺等 致使原符合国家标准的结构功能出现退化 需了解结构的客观状态时所做的鉴定 鉴定的目的 掌握结构现状 可靠度水平 为确定维修加固方案提供理论依据 结构使用过程中的功能的变化曲线 第一章概述 6 技术改造鉴定 定义 结构改造的可行性分析鉴定 如加层 功能改变 扩建 抗震加固 墙体节能改造等 目标 全面了解现有结构的现状 可靠度水平 受力体系 为充分发挥现有结构或构件的功能和潜力 确定改造过程中结构的处理方案 例 海燕大酒店 80年代由四层砖混结构楼采用钢筋混凝土轻框架结构直接在原来砖墙上加两层 1994年将其改造成星级宾馆 哈尔滨新世界百货 1994年东翼楼7层砖混承重结构改造成内框架结构 2002年主楼9层部分亦改造成底部6层内框架 吉林工学院教学主楼 1999年将50年代建设的四层砖混结构教学楼 结合抗震加固 用内套框架方法完成加两层设计 并将其外立面改造成欧式建筑风格 第一章概述 1 2国内外发展动态 1 西方发达国家建筑市场的发展规律 特点 建设规模大 标准低 目标是为社会发展和满足基本居住要求提供空间保障 特点 低标准的建筑已不能满足社会多元化发展的需要 但拆除费用已显得过于昂贵 特点 以实现功能的现代化为目标 2 我国建筑市场的发展规律 新区开发与旧城改造相结合的阶段 第一章概述 3 国内已开展的工作 1977年正式颁布了 城市住宅建设技术政策要点 成立了旧房 危房改造办公室 建立了旧房改造专业网 1990年成立了全国建筑物鉴定与加固标准技术委员会 房屋完损等级评定标准 1999年修订 工业厂房可靠性鉴定标准 1989年批准 民用房屋可靠性鉴定标准 1999年颁布实施 砼结构加固技术规范 1991年批准 砌体结构加层技术规范 1996年审定 砌体结构加固技术规范 1996年审定 砌体结构现场检测标准 1996年批准 钢结构加固技术规范 1996年审定等 第一章概述 古建筑砌体结构维护与加固技术规范 1996年审定 古建筑木结构维护与加固技术规范 1996年审定 旧建筑物地基基础加固技术规范 1996年审定 建筑结构加固统一标准 在编 既有建筑地基基础加固技术规范 建筑地基处理规范修订 钢结构检测鉴定与加固技术规程 碳纤维加固砼构件技术规程 喷射砼加固技术规程 砼结构耐久性检测评定标准 砼后装锚固技术规程 火灾后结构检测鉴定评定规程 第二章建筑工程质量概况 2 1我国建筑工程质量现状 建筑结构质量通病 泛指建筑工程中由各种原因引起的带有一定普遍性且经常出现的影响结构安全和使用功能一般质量问题 1 砌体结构的纵横墙不咬砌或连接不善造成结构整体性受损 造成结构的薄弱部位 造成内外墙分离 或改变了墙体在竖向荷载作用下的计算简图 2 屋面 卫生间渗漏屋面渗漏首先导致屋面保温层侵水 保温效果降低 进而加重顶层结构受温度作用造成的危害 引起横向墙体开裂 女儿墙错位 开裂等 3 水泥地面 墙面开裂 起鼓基层处理不当 材料质量不好或配比不当 4 外饰面砖脱落主要由于饰面材料材质不好 基层处理不当 特别是饰面砖含水量控制不好 造成建筑外立面观瞻受损 高层上部饰面砖还易对行人造成的严重伤害 5 门窗不密闭使冬季采暖地区的热能消耗过大 造成资源的严重浪费 6 砼强度 砂浆强度离散性过大强度偏低直接造成结构 构件的承载力不足 变形过大 出现裂缝 严重的造成建筑物倒塌 7 钢筋移位包括纵向钢筋保护层不足 特别是板内的负弯矩受力或构造钢筋不能保证其受力位置 前者造成钢筋的保护不足 易锈蚀 后者导致结构实际受力与设计计算简图不符 造成承载力的缺损 第二章建筑工程质量概况 2 2工程倒塌事故分析 1974年上海玻璃器皿一厂加工车间是五层钢筋砼升板结构 施工期间由于柱子缆绳未拉紧 柱子失稳而倒塌 15人死亡 31人受伤 1987年湖南省沅江县建委办公楼是三层建筑 建在湖滨 由20根砖柱 5 7 7 2m高 支于湖底 砖柱的抗力与荷载效应比值R 0S 0 38 0 56 即将竣工时倒塌于水中 楼内施工人员41人 死亡40人 1985年北京焦化厂转运站工程 厂房高40m 装配式钢筋砼框架结构 由于严重违反施工操作规程 3月份的一个晚上刮大风突然整体倒塌 1989年大连重型机器厂的办公楼接层 顶盖采用14 4m轻钢屋架 未经验算扣上钢筋砼空心板 重屋面 因屋架杆件失稳导致屋盖坍塌 砸死42人 伤130人 江西省会昌县水东小学厕所因木梁拆断而使小学生落入粪水坑 死亡28人 重伤1人 第二章建筑工程质量概况 广东省海康县海康大旅店为七层钢筋砼框架结构 地基允许地耐力40 50Kpa 即40 50KN m2 实际压力达189 6KN m2 临近倒塌前地基沉陷达440mm 房屋倾斜400mm 整个大楼在装修收尾时倒塌 死4人 伤3人 损失60多万元 1997年3月25日福建蒲田县港商独资企业新光电子有限公司职工宿舍楼整体倒塌 110人被砸 死亡31人 伤79人 该工程无报建 无设计 无批审 1996年雨季后 西排柱下沉130mm 西北墙开裂下沉 门窗变形未引起重视 1997年3月25日裂缝急剧发展 底层地面开裂 终于倒塌 1998年5月7日哈尔滨建设街一保护建筑因毗邻深基坑开挖而局部倒塌 1998年5月8日黑龙江省残联综合楼因屋面维修上料不当 导致轻钢屋架腹杆失稳 牵动屋盖坍塌 1998年5月 哈尔滨电车第三保养厂二层厂房因砌筑砂浆强度为零局部倒塌 第二章建筑工程质量概况 2 3结构质量的几个概念 1 设计使用年限是与结构可靠度的概念相联系的 苏州虎丘塔 高47 68m 塔基直径13 8m 砖木结构 建于959年 至今已一千多年 前苏联列宁格勒的冬宫 海军部大楼 彼得宫等一大批砖石结构建筑 其使用年数均在二百年以上 仍然完好如初 建筑物的使用年限是多个变量的函数 影响因素很多 而且规定性的关系又十分复杂 目前尚难以给出确切的定量指标 建筑物的使用年限的最终确定一方面受建筑物性质因素影响 另一方面也受经济合理性的影响 第二章建筑工程质量概况 2 结构损伤积累 建筑物由外因 超载 碰撞 自然灾害等 或内因 设计缺陷 施工质量低 材料质量欠佳等 造成的结构局部或整体损伤 致使结构发生内力重分布或传力路径的改变 并最终表现为对结构整体工作性能产生影响 该过程称为结构的损伤积累 如地基不均匀沉降导致结构的整体性明显降低 温度影响引起的结构损伤加剧等 3 事故损坏与逐渐倒塌或连续倒塌 结构的设计应满足安全性 适用性和耐久性的要求 同时在偶然事件发生时及发生后 结构仍能保持必需的整体稳定性 如抗震设计中的三阶段两水准设计准则等 第二章建筑工程质量概况 第三章质量事故的原因分析 3 1施工方面的问题和原因分析 1 不遵守施工验收规范 野蛮施工 例 延安延长油矿二层综合楼施工期间倒塌 第三章质量事故的原因分析 主要原因 施工质量低劣 砂浆强度低 施工技术薄弱 出现施工铰和 下炕 现象 370承重墙施工成两张皮 设计方面 重复利用图纸 因砂浆配比改变 致使承载力不足 梁端局压计算错误 支座简化无构造保证 第三章质量事故的原因分析 2 冬季施工无措施 例 哈尔滨某单位六层砖混结构住宅楼 表征 春季继续施工时 结构整体表现为 天天向太阳 的倾斜现象 原因 冬季施工措施不当 施工排板错误 施工误差过大 第三章质量事故的原因分析 3 纵横墙无拉结 例 双鸭山市政法办公综合楼 损伤现象 四五层楼板外闪 出现水平裂缝 原因 纵横墙未咬砌 拉接筋设置不足 改变了墙体的计算长度 使墙体在竖向荷载作用下产生侧向挠度 引起水平裂缝 第三章质量事故的原因分析 4 施工顺序不当 又缺少必要的措施 例 黑大主楼与物理楼施工顺序不当 造成物理楼主体裂缝 损伤现象 物理楼出现向主楼倾斜的斜裂缝 损伤原因 施工时先施工物理楼 后施工主楼 未采取任何措施进行预防 第三章质量事故的原因分析 5 构造柱粘连导致伸缩缝失效 例 呼兰市某商品住宅楼 损伤现象 构造柱粘连使伸缩缝失效 导致某侧墙体产生裂缝 第三章质量事故的原因分析 6 随意改变水灰比 例 哈市红旗大街地下商业街 损伤现象 顶板塌落1 49m 柱被压溃 属典型轴心受压破坏 第三章质量事故的原因分析 7 季节性冻土未挖尽 例 满洲里市某六层商品房 9 建筑材料质量欠佳 8 混合砂浆采用了安定性很差的搀和料 例 哈市电车第三保养厂厂房局部倒塌 第三章质量事故的原因分析 产生上述问题的原因 1 质量观念还没有完全转变过来 2 建设规模过大 队伍膨胀 3 建设市场管理跟不上 4 政策上对创优缺乏鼓励 6 施工技术水平不高 5 法制不健全 第三章质量事故的原因分析 3 2设计方面的问题和原因分析 1 结构设计错误 例 南通油脂厂四层综合楼 第三章质量事故的原因分析 主要问题 设计计算错误 导致墙垛局压承载力设计不足 施工问题 墙垛处纵横墙组砌方式不当 第三章质量事故的原因分析 2 地基承载力不足 例 哈尔滨税务学校教学楼 主要原因 无地质勘探资料 现场探坑下0 5m就是软塑亚粘土层 其地耐力仅135KN m2 而且分布不均匀 内外墙基础实际压应力为200KN m2 第三章质量事故的原因分析 3 忽视温差变形 例 哈尔滨市图书馆 深业大厦旋转餐厅 4 随意更改设计 例 施工图与竣工图不符 尤其是分批建设的楼房 5 忽视刚度变形 例 哈尔滨汽轮机厂露天厂房 6 忽视相邻建筑的影响 例 建设街鞋城 7 加层设计不去现场 忽视对下部结构的验算 例 集贤显农机公司综合楼 第三章质量事故的原因分析 产生上述问题的原因 1 设计人员责任心不强 职业道德欠缺 2 设计队伍膨胀 素质差 3 政策上的缺陷 4 质量管理不健全 5 缺乏经济观点 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 4 1工程质量事故鉴定的一般方法 一 鉴定的目的和内容 1 查清造成事故的原因 2 对事故的危害性作出估计 3 提出处理意见 二 鉴定的一般步骤和方法 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 1 明确鉴定的目的和性质 确定工作范围和复杂程度危房鉴定应由政府职能部门负责进行 2 现场初步调查应对现场的工程情况 历史资料 结构损伤状况等进行细致全面的掌握 特别是掌握诸如裂缝形态 部位和发展趋势 以及地质变化情况 原施工日志 材料化验单 施工隐蔽工程记录 设计变更及使用情况等进行调查 3 进一步的调查研究工作包括建筑材料的检测化验 结构验算及设点观测记录等 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 4 事故原因分析该过程主要依据现场调查 检测 验算分析得到的资料和计算结果综合以后进行分析判断得出的 排除法 先排除那些不可能的损伤成因类型 在剩余类型中再找可能的原因 证据反驳法 针对可能的损伤成因类型 要找到足够的支持证据 否则 可转向新的成因 5 提出鉴定报告鉴定报告中应包括工程概况 事故性质 危害性评估 事故原因分析 结论和必要的原则性处理意见 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 4 2建筑结构质量评定标准 一 工业厂房可靠性鉴定标准 GBJ144 90 以承载力计算为依据 综合专家经验基础上进行评定的 1 结构的可靠性评定分为四级 2 结构可靠性评级按 子项 项目 评定单元 三个层次进行 每一层次均按四级进行评定 一级 基本满足现行设计规范要求 二级 承载能力略低于规范要求 但尚可保证使用要求 个别构件可能要采取措施 三级 承载能力不满足规范要求 需要采取措施 个别构件可能需要立即采取措施 四级 承载能力严重不满足规范要求 必须立即采取措施 子项 第一层次 对于地基基础 是指地基 基础 桩和桩基 斜坡稳定 对砼结构 砌体结构 钢结构的构件 是指承载能力 构造和连接 变形 裂缝等 对于围护结构系统等 是指屋面系统 墙体和门窗 地下防水 防护设施 项目 第二层次 地基基础 结构和结构构件属基本项目结构布置和支撑系统 结构承重系统 围护结构系统属组合项目 单元 第三层次 是指建筑结构的整体或局部 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 子项评定 例混凝土结构的质量评定 承载能力评级 按承载力极限状态验算 以R 0S来表达 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 裂缝评级 1 与受力主筋相交的裂缝 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 2 主筋锈蚀产生的延筋裂缝 a级 无裂缝 b级 无裂缝 c级 2mm d级 2mm 勇往直前 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 变形评级 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 构造和连接评级 1 预埋件的锚板和锚筋的构造合理 使用安全 经检查无异常 无变形或位移 者 可根据承载能力评为a或b级 当预埋件的锚板有明显变形或锚板 锚筋与砼之间有明显滑移 拔脱现象时 视其严重程度可评为c或d级 2 对连接节点的焊缝或螺栓符合现行有关规范规定和使用要求者 可评为a或b级 当节点焊缝或螺栓连接有局部拉脱 剪断 破损或较大滑移者 根据严重程度可评为c或d级 项目评级 依据上述子项评定等级 考虑权重综合考虑 1 当变形 裂缝 承载能力或构造和连接相差不大于一级时 以承载能力或构造和连接中的较低等级作为该项目的评定等级 2 当变形 裂缝比承载能力或构造和连接低二级时 以承载能力或构造和连接中的较低等级降一级作为该项目的评定等级 3 当变形 裂缝比承载能力或构造和连接低三级时 可根据变形 裂缝对承载能力的影响程度及其发展速度 以承载能力或构造和连接中的较低等级降一级或二级作为该项目的评定等级 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 单元评级 以厂房为例 单元的综合评定应包括承重结构系统 结构布置和支撑系统 围护结构系统三个组合项目 按A B C D四个等级进行评定 基本构件A级 含B级且不大于30 不含C D级 B级 含C级且不大于30 不含D级 C级 含D级且小于10 D级 含D级且大于或等于10 非基本构件A级 含B级且小于50 不含C D级 B级 含C D级之和小于50 且含D级小于5 C级 含D级且小于35 D级 含D级且大于或等于35 关键部位存在C D级构件时 根据其失效后果影响程度 该种构件可评为C级或D级 这很关键 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 承重结构传力树评级 取树中各基本构件等级中的最低评定等级 当非基本构件低于基本构件二级时 降一级 当低三级时 则按降二级确定 A级 含B级传力树且不大于30 不含C D级传力树 B级 含C级传力树且不大于15 不含D级传力树 C级 含D级传力树且小于5 D级 含D级传力树且大于或等于5 承重结构系统评级 精雕细琢 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 建筑工程综合评级 厂房评定单元和综合评级分为一 二 三 四四个级别 应包括承重结构系统 结构布置和支撑系统 围护结构系统三个组合项目 以承重结构系统为主 按下列规定综合评级 1 当各组合单元的评定等级相差不大于一级时 以承重结构系统的等级作为该评定单元的评定等级 2 当结构布置和支撑系统 围护结构系统比承重结构系统的评定等级低二级时 以承重结构系统的等级降一级作为该评定单元的评定等级 3 当结构布置和支撑系统 围护结构系统比承重结构系统的评定等级低三级时 可根据上述原则和具体情况 以承重结构系统的等级降一级或二级作为该评定单元的评定等级 4 综合评定中宜结合评定单元的重要性 耐久性 使用状态等综合判定 可对上述评定结果作不大于一级的调整 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 二 民用房屋可靠性鉴定标准 GB50292 99 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 第四章建筑工程事故鉴定与质量评定 第六章建筑结构检测的内容和方法 6 1混凝土结构的检测 1 回弹法测验根据混凝土的回弹值 碳化深度与抗压强度之间的相关关系推定其抗压强度 执行 回弹法评定砼抗压强度技术规程 JGJ23 85 4 超声回弹综合法测强是以声速和回弹值综合反映混凝土抗压强度的一种非破损方法 2 钻芯取样法测强根据结构上直接钻取的芯样强度来推定结构混凝土强度的一种半破损检测方法 执行 钻芯法检测混凝土强度技术规程 CECS03 88 3 拉拔法测强通过测定埋设或安装于混凝土中的锚固件的抗拔力来确定混凝土强度的一种半破损检测方法 执行铁道部行业标准 混凝土强度后装拔出试验方法 TB T2298 2 91 5 超声法测强是检测混凝土强度 混凝土内部缺陷 均匀性及混凝土裂缝深度的一种非破损方法 第六章建筑结构检测的内容和方法 6 2砌体结构的检测 1 砌体抗压强度原位测定法 1 手泵2 压力表3 高压油管4 扁式千斤顶5 拉杆6 反力板7 螺母 在砖墙内安放专用扁式千斤顶检测砌体抗压强度的破损检测方法 第六章建筑结构检测的内容和方法 几种常用砌体检测方法的使用范围及特点 第六章建筑结构检测的内容和方法 第七章建筑结构裂缝损伤成因 7 1钢筋混凝土结构的裂缝损伤成因 A类 与材料性质有关的损伤 裂缝鉴别的主要内容 1 裂缝位置与分布特征2 裂缝方向与形状3 裂缝宽度4 裂缝长度5 裂缝深度6 裂缝开裂时间7 裂缝发展与变化8 其他特征 水泥安定性不好或施工养护不充分 裂缝位于表面 短而不规则 钢筋阻挡使混凝土成形过程中产生延钢筋的沉陷裂缝 对大体积混凝土 应水化热引起混凝土裂缝 第七章建筑结构裂缝损伤成因 因骨料含泥土量大产生的混凝土表面网状裂缝 潮湿场所因骨料含风化岩引起的裂缝 上部结构混凝土干缩受基础结构约束引起的墙面干缩裂缝 B类 与施工有关的损伤 混凝土浇灌施工缝处理不当出现截面裂缝 模板变形引起的构件外形扭曲 支撑下沉或拆模过早导致的负弯矩裂缝 第七章建筑结构裂缝损伤成因 C类 与使用或环境有关的损伤 混凝土墙面横向膨胀受约束引起的八字裂缝 混凝土构件受冻胀作用引起的饰面层凸起 其他损伤 构件长期受高温作用使混凝土表面产生网状裂缝 长期受冻融循环作用 使混凝土起鳞等现象 保护层碳化出现的延筋裂缝或保护层剥落 酸 盐类化学介质的长期作用 致使保护层剥落 钢筋锈蚀等 第七章建筑结构裂缝损伤成因 C类 与结构设计及外力有关的损伤 由于受弯 受剪 受压 受拉 受扭承载力不足而产生的裂缝 往复水平荷载作用下出现的剪切性质的交叉斜裂缝 混凝土梁出现的拉弯性质裂缝 局部构造不当 使预应力混凝土锚固区端部出现裂缝 由于沉降变形过大 使混凝土板出现酥碎裂缝 第七章建筑结构裂缝损伤成因 7 2砖砌体结构的裂缝损伤成因 A类 地基不均匀沉降产生的裂缝 中部沉降较大时上部结构产生的裂缝 一层窗台下的裂缝 B类 温度变形产生的裂缝 特点 两端重中间轻 顶层重往下轻 阳面重阴面轻 1 顶层墙体裂缝 第七章建