【混凝土结构工程加固施工及方案研究15000字（论文）】

混凝土结构工程加固施工及方案的优选研究目录TOC\o"1-3"\h\u181691引言 1301611.1研究背景及意义 190361.2国内外研究现状 1325811.3研究目的及方法 3181242混凝土结构常用加固技术及其特点 49792.1截面加大加固法 4245982.1.1截面加大加固法概述 4262962.1.2截面加大加固法的优缺点 4164482.2外包钢加固法 4277322.2.1外包钢加固法概述 4315502.2.2外包钢加固法的优缺点 575472.3粘贴钢板加固法 5288072.3.1粘贴钢板加固法概述 656442.3.2粘贴钢板加固法的优缺点 696492.4贴碳纤维加固法 685972.4.1贴碳纤维加固法概述 6274232.4.2贴碳纤维加固法的优缺点 7240163某混凝土建筑检测鉴定及加固设计 8171463.1工程概况 867113.1.1历史建筑价值评估 812853.1.2保护工程的必要性及可行性 894713.1.3工程区划 9199873.1.4建筑概况 10310413.1.5历史沿革及历史修缮情况 13383.1.6修缮加固原则及指导思想 1479643.2鉴定的内容以及依据 141233.2.1荷载的取值 14220243.2.2工程设计依据 1428383.3工程的现场勘测检查 1588923.4损伤和病害成因分析 21285523.5工程结构材料强度检测 21259423.5.1砖强度检测 21268843.5.2砂浆强度的检测 224193.6第一级抗震鉴定 2351193.7第二级抗震鉴定 25129794既有砖混结构历史建筑加固设计及分析 26219984.1墙体补强方法 26113064.2梁的加固 33286424.3施工及其他要求 33324835结论 3331505参考文献 341引言1.1研究背景及意义人们生活的各个方面都有建筑的存在，这关系到财产安全和生命保障，不能有半点马虎的出现。在实际工程建设中，由于各种因素的影响，如意外负荷、受力形状的变化以及材料的老化和锈蚀，无法完全避免产生裂纹。在结构被破坏和塌陷之前，不同程度的裂缝经常在受损的位置出现，并不断进行扩大，直到发生整体损伤。人们对结构安全性和可靠性的信任会因为裂缝的产生而进行怀疑，与此同时恐惧感更强烈，在使用时，建筑物的舒适感会受到影响。通常情况下，部分被损坏的材料可以通过产生和扩散的结构裂缝得到表明，同时会对承载力造成影响。结构内的混凝土和钢筋会因为结构物的裂缝从而在外部环境中暴露，造成损害，如钢筋锈蚀、混凝土碳化，甚至结构的耐久性基于结构表面大规模的裂缝造成严重影响。所以，在施工过程和使用过程中，裂缝分析和裂缝处理都得到了极大的重视。钢筋混凝土结构验收、设计和施工规范中明确了对裂缝的要求。深入研究钢筋混凝土技术，分析工程案例，不断完善对结构裂缝的分析及结构的修复加固技术，明显的提高了工程质量。因此，裂缝一旦在建筑物或构筑物中出现，就必须及时对裂缝的原因进行分析，纠正变形部分；同时，加固发生裂纹的部分和集中受力的部分。研究与应用实践加固钢筋混凝土结构具有重要的经济社会意义。1.2国内外研究现状从50年代开始，我国就已经开始对混凝土结构进行加固处理。在实施了众多工程实践的前提下，我们国家制定出了《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:90)，近十几年来，我国有关专家开展了众多的调查分析与实验性探究，并进行了一系列专项的研究，全面概括了近些年国内混凝土结构加固设计方面的现实经验；实施了与全球相关标准和规范的有效对接，对相关单位和社会公众的建议充分进行听取，同时大量相应的试运行活动得到了开展，最终国家标准《混凝土结构加固设计规范》在2006年发布(GB50367-2006)(重新修订于2013年)，后来的国家标准《建筑结构加固工程施工质量验收规范》(GB50550-2010)在2010年发布。介绍了多种新型加固（如外包钢、预压加固、碳纤维等）方法的施工规程、设计、竣工验收、计算、施工验收和附件等。此外，一些辅助加固技术也包括在内，如钢筋防锈技术、植筋技术和锚栓等。建筑结构胶粘剂是多种结构加固技术中钢筋与混凝土材料粘结的重要材料，如钢板加固、碳纤维加固等。我国于20世纪70年代开始研究结构胶。在北京市科协的领导下，北京市粘接学会于1982年成立，结构胶技术迅速得到发展。经过多年的不懈努力，在1983年，中科院大连化物所和辽宁建科院终于将一种国产的建筑环氧结构粘合剂开发出来了，从而使国产建筑结构粘合剂的空白得到填补。《混凝土结构加固设计规范》等国家标准在几十年的研究和发展下进行实施，这使我国越来越成熟的结构胶技术得到了体现，其年度产量从最开始的几百吨增加到几十万吨。同时，仍需进一步对我国结构胶粘剂的研究进行完善，如粘合剂与结构之间的共同受力关系；抗剪、流变特性和抗拉；结构胶粘剂的长期抗老化强度等，伴随着不断发展的研究，我相信我国结构胶粘剂技术的研究在不久的将来必将处于国际领先地位。我国混凝土加固技术的历史不长，对截面进行增大的加固法是以往常用的方法，也就是在混凝土结构外部预制包裹钢筋层，从而使其横截面面积得到提高，从而使得结构负载能力的目标强化得到实现。它具有简单工艺和广泛应用的优点，适用于加固板、墙、梁、柱、路面和桥梁以及其他一般混凝土结构。在设计这种方法的结构过程中，需要对新增部分与原有结构协同作用的综合受力方面进行考虑。在外包钢加固方法中，型材(如角钢)被包裹在结构的两个角或四个角的外侧。在中国，这种方法在过去也是一种常用的混凝土加固方法。工作负载少、操作简单、安全性强是主要的优点，适用于原有结构横截面积无法增加的情况下，同时不需要大型材料加固来对截面的承载能力进行提高，通常可以分为干加固和湿加固两种方式。相比起固有的结构加固方法，碳纤维加固技术是近期开发的一种有效加固处理技术，实用性强、操作简单、效果优良等方面是主要集中的优势。也就是通过对改良的环氧树脂合成材料的运用在结构表面粘贴碳纤维材料，从而促使结构加固的目标和更好的受力功能得到实现。与欧美日本成熟应用碳纤维加固技术相比，直到上世纪90年代，我国才开始研究和应用这种技术，起步较晚。1.3研究目的及方法本文基于我国混凝土结构加固技术的发展现状，从混凝土加固技术在工程中的实际应用入手，通过结构加固的设计过程，总结加固施工及加固质量验收情况，在加固过程中提供参考和借鉴给建筑混凝土结构的选择方案、具体应用及加固设计。本文一方面通过问卷调查、查阅文献、现场勘察等方法加固计算案例工程，对价值工程原理进行运用，充分考虑技术、经济、安全等方面的因素，将最优的方案选择出来，提供专业指导给今后结构加固工程中加固结构的计算、方法的选择、和加固的设计。另一方面，根据《建筑结构加固工程施工质量验收规范》、《混凝土结构加固设计规范》等国家标准，通过参考相关文献、专家咨询、现场调研等方法，与个人实际工作经验相结合，详细论述了本案例工程最终加固方案的施工及质量验收，目的是进一步对日后混凝土加固工程的现场施工、质量验收和管理进行指导。

2混凝土结构常用加固技术及其特点2.1截面加大加固法2.1.1截面加大加固法概述横截面加固的方法的增加意味着，为了达到提供结构承载力的目的可以通过对构件的横截面面积的增加而得到，在钢筋混凝土构件的受压区或受拉区域中，选择对钢筋混凝土层或钢筋网砂浆的增加，对于钢筋混凝土弯曲压缩构件的加固该方法是适用的。一般而言，当受压中仅对受弯构件进行加强时，可以根据加固后的整体截面进行计算，也可以设计为叠合式受弯构件。在我国，目前广泛应用的传统加固方法是加大截面法。施工技术在不断发展的加固技术下不断得到优化，同时不断完善和发展加大截面加固方法，当前最新的产物就有一种是锚喷混凝土加固技术和钢筋混凝土套箍加固技术。2.1.2截面加大加固法的优缺点操作简单、技术比较成熟、提高承载能力、结构刚度效果强和适用性强等是这种加固方法的优点所在，它可以应用于各种普通混凝土构件，例如墙、柱和梁的加固。容易对生产和使用寿命产生影响、湿法劳动量大、养护时间长是它的主要缺点；它还容易影响房屋的结构形状和空间，促使实际使用的空间得到减少，钢材锈蚀和混凝土裂变的预设危险极高。采用此方法后，结构上的应力方向保持不变，原有水平得到保持，接面造型处理与材料性能、施工技术等因素的影响很大。在该方法的设计造型过程中，新增部分与原结构之间的协同受力综合承载问题必须首先考虑，对其问题的解决一定要正确。据研究，在力的作用下，加固结构的接面产生的许多应力都是复杂的，如拉力、剪力和压力，其中最重要的应力是前两者。新旧建筑物受力最薄弱的环节是对接面。一旦界面开裂，对接面将分离并单独受力，从而使得整个结构的承载力和刚度得到削弱，从而对加固效果造成大大的影响。对接合表面的粘性特性进行研究，将对新的理论计算方法进行建立，对接合面的施工工艺进行改进，这对既有建筑加固改造行业的发展起到促进作用，具有重要的现实意义和工程应用价值。2.2外包钢加固法2.2.1外包钢加固法概述将钢板或型材等建筑材料外包到钢基结构的表面的方法就是外包钢加固法，并与原有构件协同工作，对结构的整体刚度和承载强度进行提高，从而使加固的目的实现。利用原有结构的约束来对整体的抗变形和承载能力进行提高，这正是该方法的原理，构件的承载能力得到大大提高。对于矩形截面柱，角钢一般外包在其四角，并与缀板横向焊接成一个整体；通常使用扁钢和套箍于圆形截面柱上；对于梁，只能用角钢外包加固在受拉边。这种方法在中国也属于一种应用广泛的固有加固方法[15]，这适用于加固钢筋柱和梁等，这需要更大的截面来增强抗震和承载实力，根据它与原始结构之间不同是粘连形式，它可以分为外粘型和非粘结外包型加固法两种类型。2.2.2外包钢加固法的优缺点结构稳定更高、容易操作、现场工作更少是这种方法的好处，但成本太高。它可以在操作过程中使用，不允许对原始结构的横截面面积进行增加，但其承载能力的造型加固必须通过大量的强化来提高。在这种加固构型中，尤其是在框架结构中，节点位置是主要的受力集中点，而且非常困难，处理起来也很困难。这种方法通常分为湿式和干式外包加固两种类型，即:第一种类型，又称外粘钢材加固法：浇注环氧树脂或用乳胶水泥粘合是外包钢与结构件之间常用的连接方法，促使两者之间整体的形成对受力进行协同得到保证，一般来说，这种复合加固方法可以使它们紧密结合。由于该方法能显著对结构件的承载能力进行提高，因此常被用于大载荷下的抗压加固结构。第二种类型，也称为无粘结外包钢材加固法:也就是连接不存在于外包钢与原始结构构件之间，虽然填充偶尔也会使用水泥和砂浆，但连接表面所受的应力的均衡传递无法得到保证，无法形成整体，而只能彼此独立受力。与第一种方式相比，这种方式更容易操作，但相对的，承载实力的增加较小。作为复合加固方法的外包钢加固方法，具有更好的完整性，这在《GB50367-2013混凝土结构加固设计规范》中得到了规定:当项目规定粘结剂不能使用时，第二种类型应该优先采用，但是，如果结构胶可以使用，而加固措施在原柱状况下适用时，则必须对这种外粘型钢加固法进行使用。2.3粘贴钢板加固法2.3.1粘贴钢板加固法概述钢板加固技术是指利用改性环氧树脂灌注胶和其他建筑结构胶在混凝土构件的薄弱部位粘贴钢板，使混凝土构件和钢板可以共同受力，形成整体，从而对加固工程整体结构的刚度和承载力进行改善的一种加固方法。它在加固钢筋混凝土大偏心受压构件、受弯构件和受拉构件方面时适用的。该方法在国外比较成熟，在许多实际领域得到广泛应用，相比起国外，在20世纪90年代初我国才开始采用这项技术，足足晚了近30年。2.3.2粘贴钢板加固法的优缺点在预应力混凝土薄弱部位或其表面固定钢板，从而对构件的抗弯刚度和抗变形性能进行提高，减少整体缠绕程度，同时对劣化的深化进行控制，因此结构均匀受力，避免内应力集中的情况出现，不仅如此，占用空间小、施工简单、加固效果好、对结构形式不造成影响、工艺简单、加固成本低、硬化时间短等都是这种加固方法的优点。从而科研人员和施工人员更加青睐。这种方法的缺点是，加固处理的钢板应力滞后，正比关系存在于施工过程中原结构的荷载中；粘结剂的质量和耐久性是对加固效果造成影响的主要因素，在结构上，其质量影响很大。目前，结构胶的抗老化周期在实践中尚未得到证实，因此深入的观察和研究需要的时间都很长。另外，对于异形结构梁和特殊形状梁，粘钢板加固方法并不适用，随型性不高。通常情况下，该方法适用于弯曲剪切时的正常截面和斜截面加固，以及大偏心受拉受压的结构，在静力受力状态下产生。但是，它不适用于对简单的混凝土结构进行处理，包括垂直承载侧加固系数小于0.2%的结构处理。待处理的混凝土构件必须具有至少C15或以上的试验强度，而外表面的正拉粘结强度也应该达到1.5兆帕或更高。由于这种方法加固的质量与结构强度关系到粘结材料的质量，因此在对这种加固方法进行选择的过程中，应对后期结构不超过60度的环境温度进行保证，相对湿度应该在70%以下，对于处于高温高湿或放射性强等有害条件下的混凝土部件，除对相应的预防措施进行采取外，还应对具有相应性能的粘结剂进行选用，并对特殊方法进行遵循并且施工。2.4贴碳纤维加固法2.4.1贴碳纤维加固法概述碳纤维增强聚合物（CFRP）是早期广泛应用于特殊行业的新型高强度复合材料之一，比如航空航天。近年来，研究和应用于土木工程领域中也取得了较快的发展。相比起以往常用的加固方法，该方法属于一种新型的有效加固修复方法，这是一种利用碳纤维材料增强混凝土构件的技术，这适用于使用连接剂在构件的外层粘贴适当的材料，同时对两个组件的协同力特性进行利用，促使提高整体结构和抗震性能的目的得到实现。由于这种类型的片材本身具有耐锈蚀性高、强度高、重量轻等许多优良特性，因此广泛运用于美国和日本等先进国家，而我国对这项技术的研究和应用只是在本世纪初期才开始，虽然取得了很大的进展，但更系统的理论体系仍未能建立。碳纤维片材可广泛应用于不同类型的构件和各个部位，也可应用于砖石砌体（使用该方法处理过）一些力学性能。例如，梁结构和柱结构的抗剪加固以及加强承载力是许多工程实践的一部分。2.4.2贴碳纤维加固法的优缺点采用碳纤维材料加固方法的优点主要在强度高、效果好两个方面集中。由于良好的物理性能这种材料本身就具有，在补强和加固混凝土构件的过程中，可以使得构件和结构的承载能力显著得到提高，并对受力特性进行改善，从而促使对这一目标的补强和加固得到有效地实现。据相关报道，比起其他加固方法，如粘钢加固方法等，这种加固方法可以对8倍的材料消耗进行节省。通过实验，可以发现使用这种加固材料具有的耐锈蚀性和耐久性都很良好，可以大大降低酸碱锈蚀建筑物的影响，可以在各种类型的建筑结构中使用，结构形式不变。对于一些项目的建造，如大壳体和隧道结构，一般情况下，对传统加固方法的使用效率并不高，但对这种先进的加固方法进行使用，很容易将问题解决，而且可以保障质量。与混凝土构件相比，碳纤维加固技术具有的增强和加固效果都非常好，在梁体截面积和重量几乎没有增加的基础上，这种技术的施工质量和周期以及板材的耐久性，可以对建设方的需求进行满足，其整体社会和经济优势雄厚，具有的现实推广意义很重要。3某混凝土建筑检测鉴定及加固设计3.1工程概况3.1.1历史建筑价值评估于1925年，帅府舞厅建立了中西结合的仿罗马式建筑，已经存在了90年，而且它的外观保存得比较好，具有较高艺术学术研究价值。（1）历史价值作为张学良故居的一部分，帅府舞厅反映了东北的政治中心，由张家二代人主导的；因中央豪华的舞池而被称为帅府舞厅，同时作为外交场所被张氏父子用来对重要客人进行接待，许多重要的历史人物在这里留下了他们的痕迹，他们也对新旧中国的巨变、直奉大战和“九一八”事变进行了见证；这是对东北军和东北近代历史演变的研究，有很高的历史价值。（2）艺术价值在辛亥革命后向“西风东渐”的影响下，对西方生活方式不断进行吸收的同时，建筑中也出现了大量中西风格相结合的优秀建筑，这一时期，帅府舞厅落成；中式风格的代表物-青灰色砖瓦完美的结合了漩涡式柱头、轻盈的挑板和罗马式爱奥尼柱，在帅府建筑群中是独一无二的，但同时也很自然，有很高的建筑艺术价值。（3）科学价值近现代建筑是几千年来取代中国传统木结构的钢筋混凝土结构，促使建筑更大跨度、更高的梦想得到实现；无论是外观完美的对称，还是90年前兴起的结构体系，存在的科学研究价值很多。（4）社会价值作为张学良旧居建筑群中不对外开放的建筑之一，帅府舞厅是张氏父子对重要人物进行接待的外交场所，它是一个重要部分，用于对东北军兴衰进行研究，它也让后人明白，在中国近代史上，张学良将军取得的成果是不可磨灭的，具有的社会价值极为深远。3.1.2保护工程的必要性及可行性（1）保护工程的必要性1）作为“张学良旧居”，帅府舞厅是组成全国重点文物保护单位不能分割的重要部分，有必要对这一珍贵的历史文化遗产进行保护。2）现状勘察文物本体，因为常年在自然中暴露，风吹雨打，严重衰减了钢筋混凝土结构，人类活动区域的安全需求无法得到满足，同时文物本体的历史信息完整性被人为拆改、使用中的不当行为所破坏。3）对隐患及时进行修复和消除，对文物进一步的受损进行防止，在文物建筑保护方面意义巨大。3.1.3工程区划帅府舞厅（帅府办事处）是全国重点文物保护单位“张学良旧居”建筑群的一部分，位于辽宁省沈阳市北纬38°43′至43°26′，东经118°53′到125°46′之间；是东北地区，也就是沿海省和内蒙古自治区东北部和东北的门户，更是一个交通枢纽城市，京津冀地区通向关东地区。沈阳在辽宁省中部，主要是平原，属半湿润温带大陆性气候，全年温度在-35°C至36°C之间，平均气温为8.3°C；全年降水量500ml，地下水位近10年的时间都在海拔30m左右，全年无霜期为183天；降水在季风的影响下集中，并且温差大，但四季分明。沈阳市基本风压为0.55KN/㎡，基本雪压为0.5KN/㎡。抗震设防烈度为七度。如图3.1、图3.2所示为建筑项目的区位分析图以及总平面图。图3.1建筑区位示意图图3.2项目工程总平面图3.1.4建筑概况因为张氏父子经常在这里组织舞会，所以称为帅府舞厅（帅府办事处）。是张氏父子专门为对军政界人士进行接待而设计的“招待所”。由于有一间豪华的两层舞厅在主楼，故又称“帅府舞厅”。作为重要的组成张氏帅府建筑群的一部分，这个重要的社交场所曾是奉系军阀的，它不仅是民国时期军人、政要、商人、社会名人、名人和美女的聚会场所，而且军阀首领孙传芳曾在这里居住两年，也是中华民国历史上许多重要活动的策划地。始建于1925年的帅府舞厅坐南朝北，在帅府大院的东南侧，位于边亚银行的斜对面，总建筑占地面达到2330平方米。主楼是砖混结构，有地下室，地上三层，主立面是一座对称的罗马式仿制建筑。大楼顶层被角楼包围，钟楼在中心，占地1630平方米，其中地下室达到397平方米。主楼东西两侧共有13间辅助用房，建筑面积700平方米，目前，东辅房已完工，西辅房有4间损坏，只剩下9间房间，受损面积为257平方米。目前，现有的帅府舞厅面积在2073平方米。帅府舞厅主楼的楼层和屋顶平面图如图3.3、3.4、3.5和3.6。图3.3建筑地下一层平面图图3.4建筑一层平面图图3.5建筑二层平面图图3.6建筑三层平面图图3.7屋顶平面图3.1.5历史沿革及历史修缮情况帅府舞厅原名为帅府办事处，始建1925年，为张氏父子外交场所，用于招待重要军界、政界人物的地方解放后，它被辽宁省煤矿安全局使用，原因多种多样：东辅房作为居民住宅使用，西辅房由“张学良旧居”改为旅游服务中心。帅府舞厅也在“张学良旧居”陈列馆建筑群中。1958年沈阳市人民政府以“张氏帅府”公布这一建筑群为市级文物保护单位；1988年辽宁省政府以“张氏帅府”公布这一建筑群为省级保护单位；1996年11月中国国务院以“张学良旧居”公布这一建筑群为第四批全国重点文物保护单位；帅府舞厅至今未有修缮资料记录，因屋面漏雨，2011年上人屋重做两层SBS防水。3.1.6修缮加固原则及指导思想（1）在不对文物原貌进行改变的前提下，贯彻“抢救第一、加强管理、保护为主、合理利用”的保护方针，促使历史原貌和建筑特色得到真实完整地保存。（2）帅府舞厅是一座近现代仿罗马式建筑，完美结合中西文化，外观保存完好；在修缮过程中，历史必须尊重，不对建筑的原有风格和形制造成破坏。（3）通过对现有成熟的现代建筑加固技术的利用加固补强文物本体结构，使建筑寿命最大化。（4）作为帅府舞厅建筑群标志性建筑的帅府舞厅，是舞厅无法分割的一部分。本次修缮建议对建筑的历史风貌进行保留，促使帅府舞厅更加的完整。（5）对电气设备合理进行布置的前提是对建筑结构和建筑整体外观安全进行确保，尽量减少文物干扰。3.2鉴定的内容以及依据3.2.1荷载的取值工程项目使用以及施工活荷载的标准之如下：(1)办公2.0KN/㎡(2)走廊2.5KN/㎡(3)楼梯3.5KN/㎡(4)上人屋面2.0KN/㎡(5)非上人屋面0.5KN/㎡3.2.2工程设计依据（1）《中华人民共和国文物保护法》（2017年11月修定）；（2）《中华人民共和国文物保护法实施条例》（2017年3月）；（3）《文物保护工程管理办法》（2003年5月）；（4）《中国文物古迹保护准则》（2015年）（5）中华人民共和国文物保护行业标准《近现代历史性建筑结构安全性评估导则》（2014年）（6）《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2019）（7）《建筑抗震加固技术规程》（JGJ116-2019）（8）《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）（9）《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB50068-2018）（10）现状照片、实测数据、现场勘察结果；（11）对所得文字、影像史料进行调查；3.3工程的现场勘测检查现场勘测和记录帅府舞厅主楼建筑，如下为现状的勘察：（1）外墙：整个建筑群的主体建筑为砖混结构，距今的历史已有90年；无论是青砖墙还是部分水泥抹灰，都有天然的风化、酥碱、部分抹灰空鼓、龟裂等问题的存在，尤其严重的是自然力的破坏和日常维护保养的缺乏，尤其是建筑屋顶的四座角楼和钟楼，它们已经达到了危险的水平。如图3.8和3.9。图3.8东部、中部、西部抹灰空鼓、龟裂；墙面酥碱，挑檐残损图3.9青砖墙面酥碱（2）室内墙面、顶棚：极为严重的脱落、风化、空鼓。属日常维护、保养不到位。如图3.10、3.11。图3.10墙面空鼓、龟裂，水磨石踏面磨损棱角残损，扶手油饰脱落图3．11内墙残损严重，顶棚空鼓，线角残缺舞池中心玻璃采光顶：木龙骨、支条槽朽、断裂。虽用铁板加固，但变形仍旧严重，安全隐患已经存在，属于日常维护、保养不到位。如图3.12所示。图3.12尼龙网防护，因木龙骨断裂变形，时有玻璃坠落（4）结构：依旧完好的罗马式爱奥尼式水泥梁、柱基、柱，龟裂、空鼓的表面，油饰脱落。属年久自然衰减及没有充足的维护、保养。如图3.13所示。图3.13爱奥尼柱角完好，柱基抹灰龟裂，组合柱头完好、色泽陈旧（5）各层水泥挑板：钢筋外露、渗雨、表皮脱落、龟裂属年代久远，自然衰退，保养、维护不够充分。见图3.14、3.15、3.16。图3.14挑檐板均严重龟裂，渗雨，多处钢筋外露、锈蚀严重图3.15挑檐板残损严重、渗雨，钢筋外露锈蚀图3.16水泥梁托外形基本完好（1）室内门窗：锈蚀严重的室内钢门、钢窗，开口不对，损坏严重。日常维护和保养不充足；木门和窗:磨损、严重损坏、凹槽退化、变形。属于日常使用的损坏和维护、保养不够。如图3.17所示。图3.17室内窗户残旧，墙面空鼓脱落（2）地下室：u形，占地349.04平方米，距自然地面1550米；因为严重的渗水无法使用。建筑物年久失修，老化、破损的防水系统，建筑物周围无法很好的排水。情况见图3.18。图3.18地下室室内墙面、顶棚残损严重（3）建筑高处的钟楼和角楼，受到严重损坏，尤其是女儿墙。处于维护保养不良、年代久远、无人维修的状态；机械部分丢失的钟体，这是人为的。如图3.18和3.19。图5.18四个角楼及钟楼、玻璃采光顶残损严重，11年重做SBS防水图5.19挑板龟裂，破损严重，钢筋外露、锈蚀严重（9）空鼓、开裂的院墙大门墙垛抹灰面，锈蚀、残缺的铁栏杆。自然衰减的同时缺少保养和维护。3.4损伤和病害成因分析由主楼的东、西副室、大门和院墙组成帅府舞厅，每个单元的损伤都有共同的特点和特征；经现场调查，造成损坏和病害的原因如下：（1）建筑老化及自然力破坏：历经90年的帅府舞厅，致使自然衰减出现在砖混结构主体上，脱落、空鼓、龟裂，松散的女儿墙，都是因为风雨的破坏、侵蚀造成的，致使残损的建筑构件的出现。（2）人为破坏：整个建筑群被人为随意的拆除和改造，破坏了整体风貌，历史可持续性得到了降低。（3）维护、保养不到位：定期维护和保养文物本体是对文物本体进行保护的有效措施。由于诸多因素，帅府办事处的建筑群在维护、保养和使用管理上不够充足，致使建筑群被损坏。3.5工程结构材料强度检测3.5.1砖强度检测由于历史建筑的特殊性，必须在对历史建筑进行保护的基础上对砖的强度进行测量，因此检测方法有局限。在要要保护的内容不被损伤的前提下，用回弹法对砖的强度进行测试。将六个测量点固定在每层的承重墙上，共二十四个测量点。回弹检测砖块。必须在检测前将墙的抹灰层清理干净，然后检测。回弹值的计算公式为3.1-3.4。工程砖强度检测结果见表3.5。计算单块砖的平均回弹值方式是：（3.1）式中，——第j块砖的平均回弹值，精确至0.1——第i个测点的回弹值十块样砖的平均回弹值：（3.2）式中，——十块砖的平均回弹值，精确至0.1——第j块砖的平均回弹值十块样砖的回弹标准值：（3.3）（3.4）式中，——十块砖的回弹标准值，精确至0.1——十块砖回弹值标准差，精确至0.1表3-1砖强度检测结果层数单层抗压强度平均值标准差变异系数抗压强度标准值强度地下室10.50.270.0310MU10一层11.50.570.0510.7MU10二层12.81.521.1211.2MU10三层11.61.030.0810.7MU103.5.2砂浆强度的检测采用贯入法检测建筑砂浆强度，使用公式3.5对砂浆抗压强度平均值进行计算：（3.5）式中，——第i个构件砂浆贯入深度的平均值，精确至0.1——第i个测点贯入深度值，精确至0.1检测根据建筑层数进行，砂浆强度平均值的计算公式5.6如下：（3.6）式中，——同一层砂浆强度换算值平均值，精确至0.1——第j个砂浆强度换算值，精确至0.1计算砂浆强度标准差公式3.7如下：（3.7）式中，——同一层砂浆强度换算值的标准差，精确至0.1计算砂浆强度换算值变异系数公式3.8如下：（3.8）式中，——同一层砂浆强度换算值的变异系数，精确至0.1如表3-2所示为砂浆检测结果：表3-2砂浆抗压强度评定结果（MPa）层数强度换算值标准差变异系数地下室0.60.040.07一层0.90.040.04二层0.80.030.04三层0.80.070.093.6第一级抗震鉴定根据《建筑抗震鉴定标准》可知，于1925年始建帅府舞厅主楼，30年是其后续使用年限，是A类筑。帅府舞厅现有的地下一至三层墙体砌筑砂浆强度不高。根据试验报告，结果如下：砂浆强度平均值为0.6MPa的是底下一层，砌筑砂浆的平均强度为0.9MPa的是第一层，砌筑砂浆的平均强度为0.8MPa的是第二层，砌筑砂浆的平均强度为0.8MPa的是第三层。主楼钢筋混凝土构件的强度相对较低，根据检测层，因为雨水的常年浸泡，环境潮湿，地下一层混凝土梁、板、墙严重脱落。强度几乎没有，个别楼板钢筋已经严重锈蚀，积水在局部地面较多。由于潮湿，一楼的墙壁膨胀并脱落。一至二楼混凝土梁、板、墙体饰面多脱落，二楼柱、梁饰面层多处开裂，二楼个别屋面板饰面层掉落，漏雨现象在二楼顶层的采光屋面板老化后出现。三楼房间墙壁的饰面层的脱落现象比较常见，个别点的顶板钢筋严重锈蚀，青砖裸露在外，经过初步估算，以上原因无法对现有抗震及结构安全进行满足，下面是对帅府舞厅主楼的抗震鉴定。（1）帅府舞厅的结构布置主楼地下室呈凹形布置，地上三层是矩形，水平墙和垂直墙受力相同，错层现象不会出现在竖向分布上，帅府舞厅主楼使规范要求得到满足，结构布置规整。（2）结构体系需要在多个方面进行结构系统的检查和评定，如下表3-3所示：表3-3结构体系评定结果项目A类建筑抗震设防七度规范要求帅府舞厅主楼现状评定结果建筑高度不超过22米15.470m符合建筑层数不超过七层3层符合横墙间距小于11米5470符合建筑高宽比不大于2.21.92符合承重墙砖强度不低于MU7.5MU10符合承重砂浆强度不低于M1部分小于M1不符合（3）整体性连接构造该项目在沈阳，将抗震设防烈度设置为7度。根据规范，圈梁应放置在建筑物屋顶周围。检测和判断结果见下表3-4：表3-4圈梁布置检测圈梁设置位置规范要求工程实际情况评定结果楼盖外墙内墙>8m或者建筑层数>4层需要隔层设置同外墙，圈梁水平距离小于16m有圈梁有圈梁符合符合屋盖外墙内墙均有圈梁水平距离：纵墙<8m横墙<16m有圈梁有圈梁符合符合（4）建筑物中容易造成局部坍塌的连接与构件抗震设防强度为7时，承重门窗间的距离要大于0.8米。门窗洞边缘与外墙端部之间的距离要比0.8米大，支承间距大于5米的梁的门窗洞边缘之间的距离要比0.8米小。帅府舞厅主楼与要求是相符的。（5）抗震设防房屋宽度以及横墙之间的距离要求用青砖建造的帅府舞厅主楼，主楼一层高4.2米，二层高2.7米，角楼高度达到3.17米。帅府舞厅主楼根据《建筑抗震鉴定标准》要求的房屋宽度和墙体横向距离见表3-5。表3-5房屋宽度以及横墙距离类别地下室一层二层三层房屋宽度6.26.26.59.7横墙之间的距离4.14.14.66.6根据工程实际状况与规范进行比较，不满足房屋跨度和横墙距离，帅府舞厅主楼不满足现行《建筑抗震鉴定标准》。综合以上标准，对于第一级鉴定的要求帅府舞厅主楼并不能满足，因此建筑需要进行第二级抗震鉴定。3.7第二级抗震鉴定位于沈阳的帅府舞厅主楼。设置抗震防烈度为7。沈阳的基础风压为0.55KN/㎡，基础雪压为0.5KN/㎡。如表3-6所示为工程利用率和施工活荷载标准值：表3-6活荷载标准值荷载类型活荷载标准值办公走廊楼梯上人屋面非上人屋面2.0KN/㎡2.5KN/㎡3.5KN/㎡2.0KN/㎡0.5KN/㎡加固前采用中国科学院开发的PKPM的鉴定加固模块进行对建筑加固前的鉴定分析。如果现有的砖混历史建筑结构无法对一级抗震要求进行满足，那么必须进行二级评估。当整体抗震能力指数比1.0大或者相同时，则抗震鉴定结果对一级鉴定要求进行满足，二级鉴定就不需要。当一级鉴定要求与建筑物的抗震鉴定结果不符合时，二级鉴定根据建筑物的情况判断是否进行。建筑物一级鉴定的结果决定是否进行二级鉴定。建筑物二级抗震鉴定采用简化方法和构件承载力计算方法进行。如果建筑整体抗震能力指标依旧比1.0低且二级鉴定也无法通过，则建筑应设计进行结构加固。在第二层的抗震鉴定检测过程中，当较短墙柱与另一段墙相交时，其中一个计算结果大于1，而另一段墙柱小于1，如果两端墙柱的计算结果平均值大于此值，则可以认为两个墙段的抗震承载力使要求得到满足。于1925年建立了帅府舞厅的主楼，历史已有90多年，历史悠久，抗震设防要求在当时设计建造的时候并没有过多的进行考虑。通过PKPM的建模分析，帅府舞厅的地下室以及地上三层的综合抗震能力指数均不满足规范要求。与PKPM的鉴定分析结果相结合，要对帅府舞厅主楼进行加固处理，因为其现今不符合国家现行规范的。对于帅府舞厅主楼加固工程，应与PKPM识别结果进行结合，发现结构薄弱部位。在加固设计中遵循尊重历史的原则，使建筑原有风格和建筑形式得到保持。在使建筑结构安全和保持建筑整体外观得到保证的前提下，对建筑进行合理加固设计，尽量减少文物的干扰。第4章既有砖混结构历史建筑加固设计及分析帅府舞厅主楼地下一、三层砌筑砂浆强度较低。如下是根据试验报告得到的结果：平均强度为0.6MPa的是地下一层砂浆，平均强度为0.9MPa的是一层砌筑砂浆，平均强度为0.8MPa的是二层砌筑砂浆，平均强度为0.8MPa的是三层砌筑砂浆。相比之下，主楼钢筋混凝土构件的强度较低。加固时，应尽量对建筑物的原有风貌进行保护，补强处理只在建筑物内部进行，原有建筑物的地基基础尽量不扰动，因此结构补强措施主要在帅府舞厅主楼整个的建筑墙体进行使用，主要选择处理的部分有两个:（1）刚性确板墙在地下室部分和一楼墙体进行使用的主要原因有以下两个方面:1）砌体结构砂浆强度和砌体砖强度不能对结构安全要求进行满足。2）潮湿的地下室无法做到完全防水，对混凝土板墙的增加可以增加一层刚性防水层给地下室。（2）有必要在地面二至三层建筑使用抹灰加固处理:1）结构砌体砂浆和砌体砖强度，结构安全要求无法得到满足。为了防止加固后墙体过于坚固，对抹灰加固法进行采用。2）在装修前对原砌体结构的表面进行抹灰后，抹灰面层可以在整体抹灰加固找平后进行减少，也会更经济。4.1墙体补强方法（1）砖石墙体勾缝原建筑砌体砂浆强度在1.0MPa~1.24MPa之间，强度过低会使严重的砂浆粉尘出现，与砌体结构的砂浆承载力要求不相符，为了提高墙体砂浆强度，应该重新对所有外墙内侧和内墙两侧30毫米深度范围进行勾缝，以下是具体做法:先将墙体原有抹灰面层清除掉，然后对墙体30mm深范围内的砂浆及周围松散砂浆进行清除，并将其清理干净，然后清除砂浆后，用M10水泥砂浆密实地填充砖石缝。在施工过程中，注意应沿墙每隔一米进行清理和勾缝，另一侧应在一侧施工完成后进行。做法大样如图4.1。图4-1砖墙内外勾缝加固示意图（2）混凝土板墙加固地下一层和一层对80mm的现浇加固进行使用，并用钢筋连接板墙和原砖墙。接缝完成后，砂浆达到其强度，用钢刷将墙面拉毛并清洗干净，然后将墙面完全湿润，半天后再进行喷湿，共四次，目的是完全使墙面湿透。混凝土浇筑前，再次喷湿，将界面粘合剂涂抹上去，对自密实细石混凝土进行浇筑。采用150×150的网格间距于混凝土板墙，具体方法见图6.2和6.3。墙体补强后，应恢复墙面装饰表面。图4-2单双侧混凝土墙体钢筋网片图图4-3单双面板墙加固示意图在加固过程中，可靠的连接需要在板墙的端部和阴角处以及水平和垂直墙的连接处存在。水平和垂直交接处加固、板墙端部加固及阴角处加固见图6.4至6.6。图4-4板墙端部加固示意图图4-5板墙端阴角处加固示意图图4-6板墙横纵墙交接处加固示意图进行混凝土板墙加固时，再基础上内外墙的做法如图4.7所示图4-7混凝土板墙内外墙加固示意图当梁跨度超过6米时，板墙的加固需要可靠的连接，在图4.8中显示具体的方法：图4-8跨度大于六米梁下加固示意图地面以上二层和三层的加固使用35mm厚的抹灰板，板墙和原砖墙用钢筋连接，具体位置和方法如图6.9所示。一旦连接完成，砂浆的强度达到后，用钢刷对墙体进行拉毛并清洗，然后完全喷湿墙体，半天后再次喷湿，步骤重复四次，目标是完全湿润墙体。在浇筑混凝土前，再次喷湿，在接缝处涂上粘合剂，抹灰使用M10砂浆挂网。墙体加固后，应恢复墙体的装饰表面。抹灰墙体钢筋网片对网格间距为150×150的间距进行使用，如图4.10所示为内外墙楼面加固的方法。图4-9单双侧抹灰墙体钢筋网片示意图图4-10内外墙楼面加固的做法在加固墙壁时，由于门窗破旧，强度不足。在这种情况下，进行的加固方法如图4.11。图4-11门窗洞口加固示意图（3）补强施工注意事项1)补强构件表面应平整干净。2)采用喷湿处理于被补强构件表面。3)网格的尺寸严格符合结构要求，由补强构件的尺寸决定其宽度，但最大不超过1米。4）在钢绞线末端安装张拉环，并且仔细检查，如果松动或脱落，必须进行更换。5)网片安装时，网片与构件之间的距离应为4至5毫米；可根据实际情况设置砂浆垫。6）不能用冲击电钻钻预留的螺栓孔，钻孔的直径和深度与设计要求应该严格相符，发现问题时，设计人员应在处理前提出解决方案。7)未加固的墙也应该从原来的灰层凿除、剔缝，修复使用水泥砂浆。8）在补强施工过程中，应注意原设备的保护，标记好需临时拆除的，这样他们就可以按原样恢复了。9)在补强施工过程中，应注意对原有管线进行保护，同时避免损失和事故的出现。10)板墙加固结构中，细石混凝土的浇筑应根据墙体高度分三段进行施工，对浇筑不均匀的情况进行避免。11)原结构的主筋等在补强施工时的做法（如螺栓固定、卡扣锚固等）不得造成损坏。4.2梁的加固（1）使用碳纤维布对梁进行加固，这种补强方法很常见，碳纤维布粘贴在梁的表面，并且梁和碳纤维布形成一个整体，从而使梁的承载能力得到提高。如图4.12所示，本设计将两层碳纤维布贴在梁底，梁两端50毫米厚的碳纤维布间距为100毫米，有五个网梁。图4-12碳纤维布加固梁立面及剖面图（2）施工注意事项1）碳纤维布的补强施工应由专业施工队负责。2）长期使用加固构件的环境保护和防火要求必须与现行国家标准相符。3）粘贴加固用碳纤维布时，作用在梁上的活荷载应拆除或基本拆除，其结构应符合国家有关建筑施工标准。4）在补强施工之前，与鉴定单位一起综合调查结构构件，如果发现不符合补强计划或需要补强的构件，据实调整或制定补强措施4.3施工及其他要求1）在施工过程中，施工单位发现图纸与原设计不符，应当对设计人员和监理及时进行反馈。2）对于现行国家标准涉及工程施工