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28 工程结构鉴定与加固改造 关于已建结构加固问题 王济川。 (期南大学土木工程学院．长沙410082) 提要从结构状态函数分析．加固方法有直接加固法、间接加固法和综合加固法．其选用与结构特征、 损伤状况、检测鉴定结果有关。不同加固方法均有相应的技术要求和可探讨的问题． 关键词直接加固；间接加固；二次受力 经检测、鉴定后需要加固，选用的加固方法有3种：直接加固法，间接加固法，综合加固法。 从结构状态函数分析： Z=g(S·尺)=R—S 式中，z是功能函数；R是结构抗力；S是结构荷载效应。 由上式可知，有3条途径可使功能函数zo： (1)荷载效应s不变，增加结构抗力R值，称为直接加固法。 (2)抗力不变，减小荷载效应S值，称为间接加固法。 (3)加果同时增大尺值与减小s值，再兼容其他措施，则称为综合加固法。 1直接加固法 直接加固法即通过各种途径增加结构抗力。加固前最好能在原结构上卸载，经加固后再 恢复使用荷载，但在原结构上卸载往往很难实现。原结构在加固前已处于受力状态，称为第一 次受力状态。对原结构进行加固，则后加部分的截面或构件必须通过结构变形才能传递部分 荷载效应而受力，称为二次受力。加固部分截面或构件上的应变滞后于原构件截面应变。 二次受力状态是直接加固法的主要受力特征。经加固后的结构总体承载能力不是原结构 抗力与加固部分抗力的简单叠加。不同的加固法，有不同的计算理论与计算方法，当然有的还 在研究和深化。 在多种加固方法中，有一个必须遵守的原则，即加固后，新、旧构件接触界面之变形必须协 调，这就是求解直接加固后构件总抗力R的约束条件。 国内外直接加固技术主要有如下几种。 1．1增大截面法 梁、柱构件抗力尺不够时，采用增大截面法，其优点是： (1)施工技术成熟，便于施工； (2)质量好，可靠性强； (3)提高抗力R及构件刚度的幅度大，尤其对柱增加稳定性较大。 ·王济川(1938～ )，男，本科．湖南大学教授 关干已建结构加固问题 29 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，加大截面时，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频率共振区域， 造成新的破坏。 1．2外包钢法 外包钢法是利用角钢、钢板等将混凝土粱、柱等构件包裹起来达到增加R的目的，它分有 湿式外包钢法和干式外包钢法2种。 (1)湿式外包铜法即在钢材与原混凝土构件间填环氧水泥砂浆等粘结材料，其整体性好， 但湿作业工作量大； (2)干式外包钢法施工简洁，方便。 外包钢法骨架设计应合理设计有效截面积，并考虑结构在加固时的实际受力状况，即原结 构的应力超前和加固部分的应变滞后特点，以及加固部分与原结构共同工作的程度，从而增加 构件抗力R，有效提高构件延性特征。 1，3预应力法 一般采用无粘结预应力技术，对结构构件进行加固。其主要优点是： (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强度的作用，同时也提 高了刚度，有效地改善了使用性能且效果好。 (2)加固时采用的预应力技术与新建结构中采用的预应力技术，既有相同点，也有不同 点，其不同点是： ①预应力加固构件，是二次受力构件，存在应力超前和应变滞后的现象。 ②原结构构件受预应力作用产生的压缩变形，对控制张拉量的影响较大。 ③使用预应力加固属于体外配筋，无粘结预应力，存在着反拱效应，应予以充分重视。 ④对原结构混凝土抗压强度要求较高，不宜低于C20，否则应选用其他加固方法。 1．4外粘钢板法 外粘钢板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。 加固用钢板厚度在】．5～4．0mm，因钢板很薄，经试验证实：