北航12年课程考试《建筑结构检测鉴定与加固》考核要求.docx

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北航12年课程考试《建筑结构检测鉴定与加固》考核要求

北航12年12月课程考试《建筑结构检测鉴定与加固》考核要求

1、概述常用的混凝土结构加固方法。

（25分）

1.加大截面加固法

    加大截面加固法是在构件外部外包混凝土，增大构件截面面积和配筋量的一种加固方法，从而达到提高构件承载能力的目的。

在我国加大截面法是一种传统的加固方法，工艺简单，适用面广，可广泛用于梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。

    加大截面法的技术特点是在设计构造方面必须注意解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题。

但这种方法要求的现场湿作业工作量大，养护时间较长，对生产和生活有一定影响，而且构件的截面增大后对结构的外观和房屋净空也有一定影响。

2.外包钢加固法

    外包钢加固法是以型钢（一般为角钢）外包于构件四角（或两角）以加强其受力性能的加固方法。

在我国，外包钢加固法也是一种使用面较广的传统加固方法。

    外包钢加固结构，尤其是框架结构，节点区受力最为复杂，构造处理相当困难。

该方法施工简便，现场工作量较小，受力较为可靠。

适用于在使用上不允许增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度地提高截面承载能力的混凝土结构，主要用于钢筋混凝土柱、梁、析架弦杆和腹杆的加固。

3.预应力加固法

   预应力加固法即采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法，通过施加预应力使拉杆或撑杆受力，影响并改变原结构内力分布，从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。

特点是通过预应力手段强迫后加部分受力，改变原结构的内力分布，降低原结构的应力水平，使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除，具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果，后加部分和原有结构能够较好地共同工作，结构承载能力能够得到较大的提高。

    预应力加固适用于大跨度结构以及采用一般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结构加固，但此法不宜用于处在高湿度环境下的混凝土结构或混凝土收缩徐变较大的混凝土结构的加固。

4.粘贴钢板加固法

    粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使其共同工作整体受力，以提高结构承载力的一种加固方法。

它实质是一种体外配筋，提高原构件的配筋量，从而相应提高结构构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的能力。

因此，采用此法加固对结构胶的要求较高，结构胶必须是强度高、粘结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小、具有一定弹性。

    相对于传统加固方法，粘钢加固法更为简单、快速，对结构的外形、净空等影响较小，其施工过程对生产和生活影响较小，因而在建筑领域和公路桥梁领域中都得到了普遍采用。

5.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、析架、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。

6.粘贴碳纤维材料加固方法

   与传统加固方法和加固技术相比，碳纤维材料加固混凝土结构具有以下技术优势:

高强高效，施工简捷，施工周期短，施工机具少，操作简单，具有极佳的耐腐蚀性和耐久性，适用面广，施工质量容易保证，对结构的影响小。

    但粘贴碳纤维加固也有以下几个弱点：

（1）弹性模量低：

碳纤维增强塑料的强度非常高，而其弹性模量相对来说却低得多。

研究工作表明，外贴碳纤维增强塑料加固受弯构件，被加固构件的性能提高主要在强度方面，刚度尤其是早期刚度的提高相当小，对于刚度也要求加固的结构来说是相当不适用的。

（2）环氧树脂的耐火性与耐高温性能差：

一般的环氧树脂在100摄氏度时力学性能会受到较大影响，只有特殊的环氧树脂可以在200摄氏度的高温下正常工作。

    （3）延性不足：

缺乏延性使得单丝的碳纤维达到极限强度后即断裂，这样高应力区域的碳纤维丝会在低应力区域的碳纤维丝完全发挥强度之前断裂，所有的碳纤维丝无法同时发挥强度，构件变形过大时会引起碳纤维的脆性断裂，从而导致结构的脆性破坏。

对于需要较大变形或对抗震要求比较高的结构来说，这一点是十分不利的。

7.防腐高强钢丝加固方法

   防腐高强钢丝加固方法是利用镀锌钢绞线和防腐砂浆组成的复合材料对混凝土构件进行补强，两种材料在加固中起着不同的作用，防腐高强钢丝起到增强的作用，防腐乳砂浆起到锚固钢丝和保护层作用，使其共同工作整体受力，以提高构件承载力的一种加固方法。

这种方法实际是一种体外配筋，通过提高构件的配筋率，从而相应提高构件的承载能力。

   由于防腐聚合物砂浆良好的抗裂性及粘结强度、抗碳化及抗渗透能力，并且施工简单，所以广泛地应用在混凝土建筑物的加固处理，及水中混凝土结构的防渗漏处理。

与传统加固修补方法及粘钢、喷射混凝土加固方法相比，该加固方法具有明显的技术优势，主要表现在：

施工简单，施工质量容易保证，经济效益好，价格便宜等优点，并且具有较好的耐火性和耐久性，加固性能可靠，节省了大笔维修费用，而且其本身可以起到对内部混凝土结构的保护作用，达到双重加固修补的目的，可以广泛应用于建（构）筑物的加固和修补。

8.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。

二、概述常用的砌体结构加固方法。

（25分）

2.1钢筋混凝土外加层加固法 

　　该法属于复合截面加固法的一种。

其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固；其缺点是现场施工的湿作业时间长，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。

　　2.2钢筋水泥砂浆外加层加固法 

　　钢筋水泥砂浆外加层加固法是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后，在砖墙两面附设φ4~8mm的钢筋网片，然后抹水泥沙浆面层的加固方法如图1所示。

　　该法属于复合截面加固法的一种。

其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

　　2.3增设扶壁柱加固法 

　　混凝土扶壁柱的形式如图2所示。

混凝土扶壁柱与原墙体的连接是十分重要的。

　　该法属于加大截面加固法的一种。

其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近，但承载力提高有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非地震区应用。

　　3适用于砌体结构的间接加固方法 

　　3.1无粘结外包型钢加固法 

　　用水泥沙浆将角钢粘贴于受荷砖柱的四周，并用卡具卡紧，随即用缀板与角钢焊接连成整体，去掉卡具，粉刷水泥浆以保护角钢如图3所示。

　　该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠；适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固；其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。

　　3.2预应力撑杆加固法 

　　该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力，且加固效果可靠；适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固；其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。

　　4砌体结构构造性加固与修补 

　　4.1增设圈梁加固 

　　当圈梁设置不符合现行设计规范要求，或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷，或房屋的整体性较差时，应增设圈梁进行加固。

　　4.2增设梁垫加固 

　　当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，应增设梁垫进行加固。

　　4.3砌体局部拆砌 

　　当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

　　4.4砌体裂缝修补 

　　在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。

有水泥沙浆填缝修补、配筋水泥砂浆填缝修补、灌浆修复等方法。

3、结合个人经验，谈一谈对建筑结构检测及加固的认识。

（50分）

答：

在现代建筑结构设计和施工中,建筑结构的安全、可是建筑工程的头等大事。

建筑物在规定的时间内,在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护）,应满足安全性,适用性和耐久性的要求。

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体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。

当判定被检结构存在安全隐患时，就应该对其进行加固处理，或者拆除。

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：

（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。

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。

常用检测方法

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、砌体结构检测、钢结构检测和钢一混凝土组合结构检测等。

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，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。

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。

常用加固方法

一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害（如火灾、腐蚀、冻害）或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象，所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发（如加大载面法等）减小截面的应力，或者直接改变结构的受力体系，改变其传力途径（如增加支撑法等）从而降低结构构件的受力，最终达到加固的目的。

a）混凝土结构加固方法，b）砌体结构加固方法，c）钢结构加固方法。

结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。

对于混凝土结构，在选择加固方法的同时还需选择相应的配套技术。

其中施工技术一般有：

（1）托换技术。

该技术系托梁（或析架，以下同）拆柱（或墙，以下同）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。

托换技术属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成，适用于已有建筑物的加固改造。

与传统做法相比，具有施工时间短?

费用低、对生活和生产影响小等优点?

但对技术要求比较高，需要由熟练工人来完成，才能确保安全。

（2）植筋技术。

该技术系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，也可植人螺栓式锚筋，已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。

（3）裂缝修补技术。

该技术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；主要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。

（4）碳化混凝土修复技术。

该技术系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术，目前这一技术还不够成熟。

（5）混凝土表面处理技术。

该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

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。