高层建筑结构加固及改造研究

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建筑工程学院毕业论文I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。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；改造建筑工程学院毕业论文II毕业设计（论文）外文摘要THEHIGHRISEBUILDINGSTRUCTUREREINFORCEMENTANDRECONSTRUCTIONABSTRACTACCORDINGTOBUILDINGSTRUCTUREREINFORCEMENTTECHNOLOGYDEVELOPINGRAPIDLYINOURCOUNTRY,ANDASANEWSUBJECTISGRADUALLYFORMEDINTHISPAPER,THEIMPORTANCEOFTECHNOLOGYBUILDINGSTRUCTUREREINFORCEMENTANDRECONSTRUCTIONAREANALYZED,ANDTHEREINFORCEMENTINDUSTRYDEVELOPMENTPRESENTSITUATIONATHOMEANDABROADHASMADETHECOMPREHENSIVEELABORATION,POINTEDOUTTHEPRESENTSITUATIONOFTHEENGINEERINGCONSTRUCTIONINCHINA,EXISTINGPROBLEMSANDCHALLENGESTHROUGHTHEANALYSISOFTHECAUSEOFTHENEEDTOREINFORCETHECONSTRUCTION,FINDOUTFROMTHESURVEYDESIGNCONSTRUCTIONANDUSEOFALLASPECTSOFAPOTENTIALPROBLEM,ANDTHEPRACTICALADVICEFROMTHESOURCE,ACCORDINGTOCHINASSPECIFICNATIONALCONDITIONSANDTHEACTUALMANAGEMENTSYSTEMPUTFORWARDSPECIFICIMPROVEMENTSCHEMEARTICLESATTHESAMETIMETHEBASICMETHODOFBUILDINGSTRUCTUREREINFORCEMENTSYSTEMISINTRODUCED,ANDANALYSESTHEAPPLICABLESCOPEOFVARIOUSMETHODS,ADVANTAGESANDDISADVANTAGESANDECONOMICBENEFITFORBUILDINGRECTIFYINGTHISPAPERALSOHASSOMESPACETODISCUSSFINALLY,THEDEVELOPINGTRENDOFTHETECHNOLOGYOFBUILDINGSTRUCTUREREINFORCEMENTANDRECONSTRUCTIONTOMAKEPROSPECTSKEYWORDSBUILDINGSTRUCTUREREINFORCEMENTMETHODSTRANSFORMATION建筑工程学院毕业论文III目录1绪论12结构检测工作33筋混凝土结构加固方法531基础结构加固5311抬墙梁法6312墩式加固法6313基础加固法632混凝土结构加固6321增大截面加法6322置换混凝土加固法8323植筋技术法8324预应力加固法9325裂缝修补技术104钢筋结构加固方法1341改变钢结构计算图形的加固法1242增设支点加固法1243有粘结外包型钢加固法1244粘贴纤维增强塑料加固方法155木结构加固方法1651下撑式拉杆加固梁1652采用夹接、托接方法加固梁1653墩接法加固柱1654更换构件1655FRP加固166高层建筑抗震加固的迫切性187结构加固的意义和程序19结论22致谢23参考文献24建筑工程学院毕业论文第1页1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，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，新工艺也建筑工程学院毕业论文第2页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，强国富民的必经之路。随着建筑结构可靠度设计统一标准GB500682001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，选择出建筑工程学院毕业论文第3页满足多目标（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、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。21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建筑工程学院毕业论文第4页22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23结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、建筑工程学院毕业论文第5页声速值）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时不同，故必须强调精心施工，确保质量。如某一框架梁用“加大截面法”修复加固，要求在原构件表面外包5CM左右一层混凝土，施工难度较大，需采用专门的施工设备和工艺，如用小直径振捣棒振捣或用人工插捣等。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直接法的优点是直接测试砌体的强度参数，反映被测试工程的材料质量和施工质量，其缺点是试验工作量较大，对砌体有一定的损伤；间接法是测试与砂浆强度有关的物理参数，进而推定其强度，“推定”时难免增大测试误差，也不能综合反应工程的材料质量和施工质量，使用时具有一定的局限性，其优点是测试工作较为简便，对砌体工程损伤较少或无损伤检测方法的选用应综合考虑结构情况，选用直接或间接或两者综合3钢筋混凝土结构加固方法31基础结构加固地基基础的加固方法可分为基础加宽、加深及加固，桩式托换，地基处理三类。加宽基础的方法有直接加宽、抬墙梁加大基底面积和增设筏板基础等。这些方法施工简便，无需专门设备，常用于地基承载力不足及直接增层时的基础加固。当地基中有膨胀土或局部软弱土层等情况时，可分段挖去原地基土，新做混凝土墩或砖墩加深基础。如果基础出现开裂，刚度或强度不足，可采用化学灌注浆法、混凝土围套加固法或加厚基础法加固基础。桩式托换是用增设桩的办法来托换原基础。托换桩的承载力一般都较大，可用于承载力严重不足，以及外套框架增层法的基础。建筑工程学院毕业论文第6页地基处理的方法有石灰桩挤密地基和灌浆法加固地基土两种。后者由于灌浆材料价格较高，因此通常用于加固深度为35M的地基处理。基础结构加固主要是地基承载力的建筑物进行加固，其主要方法有311抬墙梁法采用预制的钢筋混凝土梁或钢梁穿过原建筑的基础梁下置于原基础两侧的桩或墩基础上，支承新增结构荷载抬墙梁的平面位置应避开一层门窗洞口，不能避开时，应对抬墙粱上的门窗洞口采取加强措施，并应验算梁支承处砖墙的局部承压强度312墩式加固法是直接在基础下分段挖空至持力层浇筑墩式混凝土基础，最后使分段基础联成一整体，承受增层结构荷载313当原建筑基础底面积不足时，可采用基础加宽法对条形基础可采用一侧加宽或两侧加宽，对柱基可沿基础四边加宽，加宽时可每隔10001500MM设置一根钢筋混凝土减荷梁32混凝土结构加固321增大截面加固法增大截面加固法对钢筋混凝土结构而言，增大截面法是通过采用同种材料钢筋混凝土来增大原混凝土结构截面面积，从而达到提高结构承载能力的目的。当梁、柱构件抗力不够时，常采用增大截面法，其优点如下建筑工程学院毕业论文第7页（1施工技术成熟，便于施工；质量好，可靠性强；提高抗力及构件刚度的幅度大，尤其对柱增加稳定性较大。增大截面、增加刚度，首先要考虑分析整体结构，不能仅为局部加大而加大，这样会引起整体结构的局部薄弱层发生重大事故。此外，加大截面法还有一些不利因素，使用时要予以考虑。（2因构件质量和刚度变化较大，结构固有频率会发生变化，因此，应避免使结构加固后的固有频率进入地震或风震的共振区域，造成新形式的破坏；3现场湿作业工作量大，养护时间较长，对生产和生活有一定的影响；4构件的截面增大后对结构的外观以及房屋或桥梁净空也有一定的影响。增大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时问长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小建筑物加固也经常使用加大原有结构截面积的方法来提高结构的承载力。其优点是结构的钢性提高较多且施工成本较低，缺点是增大了原结构的体积和重量，施工比较烦琐。增大截面的混凝土层通常较薄，采用一般的混凝土施工方法很难做到混凝土自身密实，也很难达到和原由混凝土面结合牢固，因此经常使用喷射混凝土的方法。二十世纪七十年代，我国首先在煤炭系统应用喷射混凝土方法用于地下工程中。随着技术日臻成熟，该方法在地面建筑物加固、建筑基坑和岩石边坡护坡等工程中得到广泛应用，满足了工程的需要。喷射混凝土具有以下特点建筑物加固时，常采用在结构（梁、柱、板、墙）表面增加一层钢筋混凝土扩大原有结构的截面积来提高承载力。由于喷射混凝土粘结性强，有较高的强度，故与原有结构面粘结牢固，达到共同承载的目的。在某些情况下，模板的组装是困难的，且要大量时间做准备。而采用混凝土喷射工艺，虽然每立方米喷射混凝土成本较高，但从节省的准备费用和时间上讲，该法还是比传统的立模浇灌混凝土经济适用。从喷射方式划分施工可以分为两种（1）干式喷射混凝土在该系统中，混凝土在现场进行干拌合，然后将混合料送入转子喷射机，再由高速运动的压风将混合料沿软管输送，当到达喷射时再加入水。由于是在输料软管的末端才加水，因此混凝土不会充分与水拌匀，在喷射过程中会产生相当数量的粉尘。这就要求正确地掌握加水量，这在很大程度上取决于喷射手的经验。为了获得一定的喷射厚度，并增强“锤击效应”，该法需要在混凝土中加一定数量的骨料，因此，回弹量会达到30。（2）湿式喷射混凝土在湿式喷射混凝土施工中，混凝土是在搅拌站进行拌合，然后将混合料送入湿式喷射机，再由湿式喷射机沿软管输送混凝土料，当到达喷咀时压风将混合料喷射到结构面。建筑工程学院毕业论文第8页322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323植筋技术法植筋，即钢筋的后生根技术。作为钢筋锚固用的化学材料，现在市场上通用的均为结构胶，以取代纯环氧树脂或水泥砂浆。结构胶作用机理较为复杂，在此可简化理解是由钢筋与胶、胶与混凝土之间的粘结力共同作用产生的锚固力，来完成整体（钢筋与混凝土）受力的目的。锚固力包含胶与钢筋表面的粘结力、胶与混凝土界面的粘结力、胶体自身胶结力、各介质之间的摩阻力等。通过对锚固钢筋抗拉力值的检测，其主要破坏形式有以下三种（1）钢筋破坏在锚固深度大于或等于建议锚固深度时，锚固胶及锚固质量为合格；（2）胶体破坏表现形式为钢筋与胶体脱离、胶体与基材脱离，多发生于锚固深度小于建议锚固深度，且后者多发生于前者；（3）基材破坏在不同锚固深度下均可发生，与基材强度有直接关系。从破坏形式可判定材料整体性能及施工质量是否合格。建筑工程学院毕业论文第9页这是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程324预应力加固法预应力加固法是一种采用外加预应力钢拉杆分水平拉杆和组合式拉杆或型钢撑杆对结构进行加固的方法。通过施加预应力强迫钢拉杆或型钢撑杆受力，影响并改变原结构应力分布，并降低结构原有应力水平，致使一般加固方法中普遍存在的应力应变滞后现象的影响能较好的消除。因此，后加部分与原结构能较好地共同工作，结构的总体承载能力可显着提高。预应力加固法具有加固、卸载和改变结构应力分布的三重效果，适用于大跨度结构加固，以及采用其他方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固。预应力加固法的主要优点如下1体外配筋张拉预应力可以起到增加主筋、提高正截面及斜截面的强度，同时也提高了刚度，有效地改善了使用性能且效果好。2预应力能消除或减缓后加杆件的应力滞后现象，使后加杆件有效地工作。3预应力产生的负弯矩可以抵消部分荷载弯矩，减小原构件的挠度，缩小建筑工程学院毕业论文第10页原构件的裂缝宽度甚至使原裂缝完全闭合。因此，预应力加固法是一种加固效果好而且费用低的加固方法，具有广阔的应用前景。该法的缺点是增加了施加预应力的工序和设备。该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不宜用于混凝土收缩与变大的结构325裂缝修补技术工业与民用建筑主体出现裂缝是非常普遍的。裂缝产生的原因也是相当复杂的。近年来，随着商品混凝土的广泛使用，混凝土中的一些添加成分也是引起裂缝的直接原因。裂缝是混凝土结构可能进一步破坏的第一个信号，如果不及时进行修补，随着时间的进行可能会造成结构的严重破坏，影响到正常使用。修补可以有表面修补和内部修补两种工法，表面修补可以采用粘结碳纤维布的方法。常用结构内部的修补方法是采用压力注射的方法将低粘度的高分子结构胶注入结构的裂缝中，结构胶固化后将混凝土裂缝粘好，即可恢复混凝土的整体性又封闭了裂缝防止水及有害气体对结构内部的侵蚀。所使用的灌缝结构胶流动性好，不收缩，抗压、抗弯强度高，和混凝土有良好的粘结性，固化时间较长，可以通过注射器压注充满混凝土内部。此种方法常用于修复022MM混凝土的裂缝。裂缝修补施工近年来使用的多为专用灌注胶，配合封缝胶一起使用。专用灌建筑工程学院毕业论文第11页注胶具有粘度低、粘结力大、无收缩等特点，可灌注时间加长至12小时。采用低压注射法灌注施工比较简单，不需要大型设备很适合在正在使用的建筑物改造加固中应用。现在市面上还推出一种专用灌注工具，具有体积小，施工便捷，成本低廉等优点。前几年在裂缝灌注施工中，多使用纯环氧树脂或自行调配过的环氧树脂浆液。由于不能对化学原材料的质量进行有效控制，通常使得所用胶体稀稠不一，赞成灌浆结果不够理想。注胶处理过裂缝混凝土，可采用压力注水来检测密封性，必要时可做切块送检。必须指出的是，这种裂缝注胶工法，所适用的对象是混凝土结构或具备一定强度的基材，而不适用于砖砌体结构。化学灌浆补强法化学灌浆补强就是将一定化学材料配制成浆液，用压送设备将其灌入混凝土结构裂缝内，使其扩散、胶凝或固化，达到补强的目的。化学灌浆材料主要有两种一种是以环氧树脂为主剂配制成的环氧树脂灌浆材料，它具有化学稳定性好、可以室温固化、收缩小、强度高、粘结力强等一系列优点，而且因为环氧树脂灌浆材料的粘结力和内聚力均大于混凝土的内聚力，能有效地修补混凝土的裂缝，恢复结构的整体性，目前是一种较好的补强固结化学灌浆材料，一般用于修补宽度为02MM05ID2N的裂缝；另一种是以甲基丙烯酸甲酯为主剂配制的甲基丙烯酸酯类灌浆材料，它具有可灌性好的特点，能灌入005NLNL宽的细微裂缝中，一般用来修补缝宽在02INRN以下的裂缝。化学灌浆补强法主要用来修补因出现裂缝而影响使用功能的结构，如水池、水塔、水坝等，也可用来修补混凝土梁、板、柱等构件及因钢筋锈蚀而导致结构耐久性降低的构件。水泥压浆补强法水泥压浆补强法是一种用压力设备将水泥浆液压入结构构件的蜂窝、孔洞或裂缝中，充填并固结这些缺陷，以达到补强加固的目的。水泥灌浆具有强度高、材料来源广、价格低，运输、储存方便及灌浆工艺比较简单等优点，至今仍是应用最广泛的灌浆材料。该法的缺点是需要专门的设备，主要用于因地震、温度、沉降等原因引起的砖墙裂缝的修补。喷射混凝土补强法喷射混凝土补强法是一种用混凝土喷射机将混凝土拌合料和水干喷机或混凝土湿料湿喷机以高速喷射到混凝土结构上，并快速凝固成型的加固方法。喷射混凝土不需要振捣，它借助水泥与骨料之间的连续冲击实现密实化，也不需要支模或只需部分支模，施工方便、速度快、工期短、喷射凝固层与原结构粘结力强，所以在大范围加固工程中具有独特优势，其缺点是需要专门的设备，对混凝土的配合比设计要求较高。这种方法常用于病弱混凝土的局部或全部更换；在梁、板等构件的下面增补混凝土；填补混凝土和砖石结构中的孔洞、缝隙及混凝土墙的麻面。根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施建筑工程学院毕业论文第12页4钢结构加固方法41改变钢结构计算图形的加固法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；改变结构计算图形的一般方法为增加支撑形成空间结构并按空间结构验算加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等，以提高结构承载力和改善结构动力特性；增设支撑或辅助杆件，使结构的长细比减小以提高其稳定性；在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷42增设支点加固法增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度，改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法梁、板在跨中增设支点后，减小了跨度，从而能较大幅度地提高承载能力，并能减小和限制梁、板的挠曲变形适用于房屋净空不受限制的大跨度结构中梁、板、桁架、网架等水平结构的加固增设支点加固法优点是简单可靠，缺点是使用空间会受到一定影响按照增设的支承结构的变形性能，增设支点法可分为刚性支点和弹性支点两种情况。刚性支点法通过支承结构的轴心受压或轴心受拉将荷载直接传给基础或柱子等构件，由于支承结构的轴向变形远远小于被加固结构的挠曲变形，对被加固结构而言，支承结构可简化按不动支点考虑，结构受力较为明确，内力计算大为简化；弹性支点法通过支承结构的受弯或桁架作用间接地传递荷载的一种加固方法，由于支承结构的变形和被加固结构的变形属同一数量级，支承结构只能按弹性支点考虑，内力分析较为复杂。相对而言，刚性支点加固对结构承载能力提高幅度较大，弹性支点加固对结构使用空间的影响程度较低43有粘结外包型钢加固法建筑工程学院毕业论文第13页（1）基本概念粘贴钢板法是在混凝土构件表面用建筑结构胶粘贴钢板，使其如同原构件受拉（受压）钢筋一样，参与混凝土结构共同工作，以提高构件承载力的一种加固方法。（2）特点粘贴钢板加固法施工简便、快速，增加原结构的重量小，基本不改变结构外形，不影响建筑使用净空。（3）适用范围粘贴钢板加固适用于承受静载作用的钢筋混凝土受弯、斜截面受剪、受拉及大偏心受压构件的加固。粘贴钢板加固一般用于长期使用的环境温度不超过60、相对湿度不大于70。处于特殊环境（如高温、高湿、介质侵蚀、放射性环境等）的混凝土结构，采用粘贴钢板加固时，应采取特殊防护措施。（4）作用原理通过结构胶高性能的粘贴强度将钢板牢固地粘贴在混凝土构件表面，使其成为整体共同受力，利用结构胶的剪力传递实现二者的变形协调。由于钢板粘结的边缘处不均匀扯离强度与剥离强度低，容易造成钢板与混凝土构件粘结的纵向端头首先发生剥离破坏，从而导致钢板粘结失效。为避免这种情况发生，端头增设锚栓、U型箍板或压条是必要的构造措施。（5）基本要求A、被加固混凝土构件强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于15MPA。B、采用粘贴钢板加固钢筋混凝土结构构件时，应将钢板受力方式设计成仅承受轴向应力作用。C、混凝土表层含水率不应大于4，否则要进行干燥处理。（6）材料要求粘贴钢板加固的加固材料，由高强度的钢板（型钢）与将钢板（型钢）粘贴于加固混凝土构件的结构胶粘剂组成。对结构加固用的主材和粘结材料，要求强度高、弹性模量高、极限变形大、有较好的的耐腐蚀性、耐久性，耐湿热环境、抗老化、抗疲劳性能好等。（7）、操作要点A、定位被加固表面清理、修整后，应按设计图纸进行放线确定钢板粘贴位置，锚栓位置处尚应探测钢筋对锚孔有无影响。B、钢板钻孔位置与混凝土构件上钻孔位置应一致，钻孔不应伤及原钢筋，允许偏差应符合设计要求。C、界面处理粘结面邀进行修补修复，处理后表面平整度偏差不应大于15MM/M。D、钢板上胶前应进行除锈、糙化和展平。E、配胶、刷胶A、B双组分结构胶，须在现场按比例混合均匀才能固化，刷胶时最好顺一个方向，不要往复，速度要慢，以防带进气泡，尽可能均匀一致，中间稍多点，边缘可少些。F、钢板粘贴、固定与加压钢板粘贴好后立即用卡具、支撑或膨胀螺栓等固定，并适当加压。（8）、安全环保措施A、结构胶应密封保存，包装开启后不能长时间存放；B、粘钢作业施工人员应采取必要的安全防护措施（如配备口罩、手套、护目镜、安全帽等），现场注意防火并保持良好的通风。建筑工程学院毕业论文第14页外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高外部粘钢加固法外部粘钢加固法是将钢板通过粘结剂，按加固设计要求，粘贴于混凝土或钢结构表面，使之共同工作。这种加固法的优点是取材容易，施工方便、快捷，能在几乎不改变构件的外观和使用空间的条件下，大大提高结构构件的承载力和正常使用阶段的性能。粘贴碳纤维加固法是一种类似粘钢的加固方法，是用胶粘剂把碳纤维片材（纤维布或板）粘贴在构件外部的一种加固方法。与粘钢加固法相比，具有加固层更薄、更轻、强度更高（碳纤维的抗拉强度一般在3000N/MM2左右）、更耐腐蚀、施工更方便等优点。所用的胶粘剂也是以环氧树脂为主配成的。用于提高梁、板的正截面承载力时，通常粘贴在梁、板底部受拉区；当需提高梁的斜截面承载力时，需粘贴在梁；用于提高柱子的承载力时，可以缠绕粘贴或纵向粘贴在柱侧面。需要时纤维布可以多层粘贴。要求长期使用环境温度不高于60。一般应由专业队伍施工。采用外部粘钢加固时，通常是将钢板粘于梁底受拉区，以提高梁的承载力，当在梁侧贴钢板时还可以提高梁斜截面承载力。外包钢加固法外包钢加固法是一种以角钢外包于构件四角，角钢之间用缀板连接的加同方法。外包钢加固法分干式和湿式两种情况。（1湿式外包钢法是在型钢与原构件之间用乳胶水泥或环氧树脂等粘结，使新旧材料之间有较好的协同工作能力，其整体性好，但湿作业工作量大；（2干式外包钢法是型钢与原构件之问无任何粘结，有时虽填以水泥砂浆，但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递，型钢与原构件不能整体工作，彼此只能单独受力。与湿式外包钢相比，于式外包钢施工更为简便，但承载力提高不如湿式外包钢有效。建筑工程学院毕业论文第15页该法能在基本上不改变原结构构件截面尺寸的情况下，大幅度提高构件承载力，增大延性和刚度，适用于混凝土柱、梁、屋架和砖窗间墙以及烟囱等结构构件和构筑物的加固。外包钢加固法特别适用于使用上不允许增大截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力的轴心和偏心受压构件的加固。该法施工速度快，现场工作量较小，加固效果好，但用钢量大，加固费用较高。该加固法是通过在构件外侧粘贴钢板，钢板通过胶粘剂与原构件共同作用，以增强结构的抗弯和抗剪能力，提高结构安全度。一般适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯构件的加固，是近年来发展最快的一种加固方法。该加固法的特点是施工便捷，只需卸荷和按要求除锈后即可施工。现场湿作业量少，加固后24即可投入使用，且加固后对原结构自重、外观尺寸和原有净空无明显影响，能显著提高构件的刚度和承载能力，并且价格低廉；但加固质量很大程度上取决于胶粘剂质量和施工的水平，特别是粘钢后一旦发现空鼓，进行补救比较困难。目前，外部粘钢加固法主要用于承受静力作用的一般受弯构件及受拉构件的补强加固，要求环境温度不宜超过60，相对湿度不宜大于70，并要求无化学腐蚀。当工作条件不满足上述要求时，应当采取相应的处理措施。粘贴钢板对施工工艺要求较高，一般需要专业施工队伍才能保证施工质量。44粘贴纤维增强塑料加固法除具有粘结外包型钢加固法相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物注意的是，加固工程完成后，应用小锤轻轻敲击粘贴钢板，从响声判断粘接效果或用超声波法探测粘贴密度如锚固区粘贴面积少于90，非锚固区粘贴面积少于70，则此粘贴无效，应剥下重新粘贴对于重大工程，为真实检验加固效果，尚需抽样进行荷载试验，一般仅作标准使用荷载试验，即将卸去的荷载重新全部加上，其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求粘贴纤维材料加固法纤维复合材料作为一种新型的混凝土结构补强加固材料在我国逐渐兴起，纤维增强复合材料是利用树脂类胶结材料将纤维布粘贴于混凝土表面，从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。结构加固中常用的FRP纤维增强复合材料有CFRP碳纤维增强塑料、GFRP玻璃纤维增强塑料和AFRP芳纶纤维增强复合材料，与传统混凝土结构加固技术相比具有明显的优越性。1高强高效。在加固修补混凝土结构中可以充分利用其高强度的特点来提高混凝土结构的承载力和延性，改善其受力性能，达到高效加固修补的目的，对于柱的抗震加固尤其具有重要意义。建筑工程学院毕业论文第16页2施工便捷。施工工效高，没有湿作业，不需要大型施工机具，无需现场固定设施，施工占用场地少。3具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能。4施工质量易保证。5FRP材料质量轻且薄，粘贴后每平方米重量不到10KG包括树脂重量，一层粘贴后厚度仅10MILL左右，加固修补后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸。6适用面广。5木结构加固方法51下撑式拉杆加固梁梁构件的挠度超过规定的限值、承载能力不够以及发现有断裂迹象时，可采用增加下撑拉杆组成新的受力构件。在加固前，要特别注意检查木梁两端的材质是否腐朽、虫蛀，只有在材质完好的条件下才能保证拉杆固定牢靠。52采用夹接、托接方法加固梁木梁在支承点入墙端易腐朽、虫蛀等损坏，可采取夹接，或接换梁头。当用于木夹板加固构造处理或施工困难时，可采用型钢托接的方法。53墩接法加固柱当柱角腐朽严重，但自柱底面向上未超过柱高的1/4时，可采用墩接柱角的方法，墩接材料可采用木材、钢筋混凝土或石材。54更换构件当构件破损严重时，可采用更换构件的方法进行处理。55FRP纤维复核材料加固碳纤维布、碳纤维板、碳纤维条带、碳纤维网格建筑工程基本用量约1000T（T300级），主要来自日本东丽、东邦公司、台湾台塑集团，土耳其、美国等境外厂商建筑工程学院毕业论文第17页采用FRP可加固木板、木梁、木柱以及节点连接目前，结构加固设计计算方法较为混乱，不少设计人员沿用新设计的结构概念来处理，而忽视了已有结构加固的特点，如加固结构属二次受力结构，新旧结构两部分存在应变滞后和应力超前问题，新加部分的潜力一般不能得到充分发挥。同时，应继续加强加固计算、绘图实用软件的研究，减少加固设计的简单工作量，使加固设计人员把主要精力从简单重复的工作中解放出来。碳纤维加固方法、耐久性加固方法、地基加固方法、边坡加固方法、裂缝加固修补方法、抗震加固方法减震隔震、聚合物砂浆加固法等需进一步深入研究。建筑物增层、改扩建、抽柱托换、砌体结构承重墙托换等方面的技术改造以及建筑物整体移位、纠倾技术，虽已进行长期的研究，亦完成了大量的工程，但缺乏系统的研究，应对改建、扩建工程的合理结构体系和结构方案进行更深入的研究。结语对于上述加固方法，国内外的很多科研机构都进行了大量的研究工作，且大都已经用于实际工程中。然而，这些加固方法都有一定的缺陷，除去带有共性的化学腐蚀问题外，象粘钢加固法，还会增加构件自重、结点不易处理、施工难度大等。因此，在实际加固时，应寻求一种简便易行的技术含量高的加固技术。H强以其优异的性能成为土木工程领域受宠的新型材料，尤其与传统的钢筋混凝土结构相结合更能发挥其突出的优点。FRP具有很大的研究推广价值和巨大的社会经济效益，随着研究工作的不断深入，这种材料必将得到广泛的应用。我国拥有巨大的建筑市场，随着经济建设的飞速发展，相信FRP在我国土木工程领域将有美好广阔的发展前景。建筑结构的科学检测、加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分严格遵循规范要求是建筑工程检测、加固工作的前提建筑结构检测、加固的设备在日益发展，同时，结构的问题也经常表现出个性特征，因而检测、加固方法也必须不断发展和创新灵活的运用检测、加固方法，可以取得事半功倍的效果加固施工重视施工监测，可以保证施工质量和施工安全。按纤维材料的不同，可分为玻璃纤维材料碳纤维材料和阿拉米德材料。其中又以碳纤维材料CFRP最具代表性，其性能特点主要有以下几个方面（1）具有良好的物理力学性能其抗拉强度为普通钢材的10倍以上，弹性模量相当于普通钢材的1124倍；而且纤维片材重量轻，比重仅为钢材的1/4；厚度小，一般片材增强层厚度在01MM02MM之间，因此基本上不增加结构截面尺寸和自重。（2）现场施工方便没有湿作业和明火施工，占用场地小，也不需要大型施工机具，因此施工方便、工效高、施工质量容易得到保障。建筑工程学院毕业论文第18页（3）使用范围广可用于梁、板、柱及桥梁、隧道、烟囱等多种结构的加固补强。特别是在曲面壳体和复杂节点的加固中，具有其它加固方式无法比拟的优势，与混凝土的有效接触面积可达100。（4）具有良好的耐久性和耐腐蚀、抗磁性等性能特点。该材料技术用于土建结构加固始于上世纪80年代中期。1991年欧洲首先用CFRP完成了国际上第一座桥梁加固后，该项技术便在世界上迅速推广，特别是在上世纪90年代中期日本阪神大地震后的重建过程中，该项技术得到了大量的应用。我国在该领域的研发工作从1997年开始起步，98年才开始实际的工程应用。至目前为止，国内已有近十个科研院所、十余所高校对其技术性能进行研究，取得了大量的科研成果。由国家冶金建筑研究总院、清华大学等单位所承担的国家“九五”重点科技攻关项目碳纤维材料加固修复混凝土结构技术研究开发与应用的系列科技成果已于2001年通过国家鉴定，并编制了中国工程建设标准化协会标准碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程。6高层建筑抗震加固的迫切性目前，对建筑物、构筑物进行抗震加固与改造的技术有很多。这些抗震加固与改造的技术大体可分为两大类；一类是增大结构抗震能力的加固与改造技术，另一类则是减小地震作用的加固与改造技术。增大结构抗震能力的加固与改造技术。建国几十年来，我国的抗震加固与改造技术得到了飞速发展。加固工程的构造措施远不如新建工程的构造措施系统化和成熟化。在施工过程中，相当一部分措施是设计、监理、加固专家、施工单位共同讨论、论证的结果，在新建结构中是不可能出现这种情况的。构造措施的欠缺、个别规范条款的可实施性让施工单位有时无所适从，我们国家应该尽快完善这一方面。我国是个地震多发国家，自20世纪以来，我国共发生破坏性地震2600多次，其中6级以上的破坏性地震500余次。总结地震灾害的经验得出，造成人员伤亡和经济损失的主要原因是房屋建筑的倒塌和工程设施、设备的破坏。世界上发生的多次伤亡巨大的地震，有95以上的人员伤亡是由于不抗震的建筑物倒塌造成的。业主在建设中出于经济因素的考虑，在设计时允许在地震作用下结构发生塑性变形，因此作为衡量结构抗震性能的指标的强度就不适用，而仅针对脆性构件和不允许发生非弹性响应的构件才适用。针对基于强度设计的不足，一些学者提出基于位移或者能量作为设计变量的设计方法，和考虑结构和构件损伤性能的结构抗震损伤性能控制设计方法，以及将各种设计变量综合使用的能力设计法、基建筑工程学院毕业论文第19页于抗震性能的设计方法等。1976年唐山地震后，砌体结构抗震加固的问题日益突出，砌体结构抗震性能不好砌体墙体抗震能力、变形性能的不足、房屋整体性不好。因此，增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层、钢筋网水泥砂浆面层加固技术及增大结构整体性的压力灌浆加固技术、增设圈梁构造柱加固技术、拉结钢筋加固技术；通过增设抗震墙来降低抗震能力薄弱构件所承受地震作用的增设墙体技术等应运而生。目前该技术广泛用于砌筑墙体的加固。基于位移的结构抗震设计方法将结构的变形或者构件发生的应变作为设计变量。而基于能量的结构抗震设计方法以输入结构的能量为设计依据，使得设计的结构能够吸收从地面输入预期的地震能量而不被破坏。基于位移或者基于能量的设计方法比基于强度的设计方法更为合理，但是它们仍然以单一设计变