砌體結構加固設計的案例
加固設計如何保證結構穩定？
框架結構優化
1. 對框架梁、柱箍筋間距進行合理優化，根據梁柱抗震等級的不同對箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距進行分類布置。
2. 結合材料特性，對結構基礎設計等級、砌體結構質量控制進行審核，結合地基土類型對結構設計的合理性進行審核。
鋼結構穩定控制
1. 根據構件厚度和長度的比值，設計穩定性強的構件保證鋼構件的穩定性及強度能達到標準。
2. 設計時對整體建筑物盡量采取對稱布置，避免重心過于偏移。
3. 如構件在整體結構失效前發生屈曲，則須通過鋼構件的屈曲強度增加構件整體承載力。
結構補強加固
1.采用增大截面加固法或約束加固法時，確保混凝土強度等級不低于C10。
2.采用粘鋼加固法或粘貼纖維復合加固法時，混凝土強度等級應不低于C15。
3.采用預應力加固法時，混凝土強度等級應不低于C30。
4.懸挑結構采用植筋技術進行構件連接時，植入構件的混凝土強度級應不低于C25。
5.砌體結構加固時，須現場檢測確定被加固墻體的砂漿強度等級不低于M5。
展開 某鋼結構構筑物檢測鑒定和加固設計
（4）灰斗與灰斗梁連接驗算
最大角焊縫應力56.29N/mm2，小于E43角焊縫抗拉、抗壓和抗剪設計值160N/mm2，滿足計算要求。
二、加固方案
1. 鋼支架部分加固方案
對于鋼支架部分的加固，整體思路上采用增大截面法，尤其要注意的是：
(1)鋼結構增大截面法不同于混凝土結構，存在負荷加固還是卸載加固之分，當鋼結構在負荷時進行增大截面焊接，會產生應力滯后現象。
(2)鋼框架在整體計算時要注意判別是有側移還是無側移框架。不同的判定設置會導致鋼構件穩定性驗算結果天差地別。
(3)注意區分支撐是單拉桿還是拉壓桿。
支撐背部貼焊槽鋼
工字鋼新增焊板形成箱型鋼
2. 灰斗部分加固方案
針對應力計算不足的橫肋，采用增大截面法，具體做法詳見下圖：
在Midas Gen中該加固構件輸入的具體截面尺寸如下：
上翼緣考慮灰斗壁板的貢獻作用，下翼緣寬度考慮角鋼和原槽鋼翼緣長度之和，腹板厚度仍取原槽鋼厚度。
1.5倍儲灰梁單元應力云圖
1.5倍儲灰板單元應力云圖
考慮到灰斗四個角部位置有弧形加強板、包角鋼板加強措施，且剔除有限元計算在角部的應力集中畸變，經計算后滿足要求。
三、總結
結構工程師在既有建筑結構鑒定、加固領域的工作模式有別于傳統的設計院或施工單位的做法。在此情況下，結構工程師不能僅作為流水線作業中的一環，或者單純地按照圖紙進行施工和組織生產，而是必須扮演結合規范、力學理論以及現場操作環境等多重因素的綜合性結構工程技術服務人員的角色。
文章：結構重光
展開 土木工程設計中結構與地基如何加固？
所以，在進行土木工程結構加固設計中，需要注意各個細節的處理，盡量提高土木工程設計方案的有效性、應用性。
在土木工程結構上，除了鋼筋混凝土結構，還有鋼結構、砌體結構和木結構等，在實際的施工應用中，除鋼筋混凝土結構外，鋼結構也是用途最大和最廣泛的結構之一。
02 鋼結構分析
整體來說鋼結構的施工流程比較復雜，并且建筑的要求不同，在細節上也有很大的差異性。此處列舉三點進行簡單說明。
選材與連接
鋼材通常分為板材、型材、金屬制品以及管材四大類。土木工程中的建筑鋼材通常采用普通的低合金鋼、優質碳素結構鋼以及普通碳素鋼等，碳鋼的塑性比較低，但是硬度強度比較高。
展開 土木工程設計中結構與地基如何加固？
此種情況下，進行土木工程建設，需要加強土木工程設計，尤其是結構與地基加固技術的應用，這可以為后續科學、合理的運用結構與地基加固技術進行土木工程建設奠定基礎。基于此點，本文將重點分析土木工程設計中結構與地基加固技術的應用，希望對于高質量建成土木工程有所作用。
土木工程設計中
結構加固技術應用分析
綜合以往土木工程建設實例，土木工程結構加固技術應用設計中容易在鋼筋混凝土設置、鋼筋混凝土結構的設計機理和方式選擇、鋼筋混凝土結構優劣勢分析等方面出現差錯，導致土木工程建設中結構加固技術應用不佳。為了建成高質量的土木工程，在具體進行工程結構加固技術應用設計中，尤為注意強化以上幾方面。
01 鋼筋混凝土分析
鋼筋混凝土的設置
鋼筋混凝土是由鋼筋與混凝土組成的，混凝土與鋼筋質量高低、性能好壞等方面均會影響鋼筋混凝土的應用性。
展開 
砌體結構地震作用倒塌開裂數值模擬
兩個簡單的例子，主要模擬地震作用下砌體結構的倒塌或者開裂。說是地震作用，其實是靜力作用，因為地震激勵本身不是這兩個案例研究的對象 和焦點，兩個案例均屬于概念性計算，不必深究具體參數（如幾何尺度、材料參數等）的精確性，但也不會差得太遠。兩個案例均屬于試算性質，目的在于探討一種方法模式的可行性，計算結果大體規律還不算差，因此與大家分享（也鑒于個別論壇網友私下多有疑問，因此算是一并做一個解答參考）
思路說明 ：
1、兩個計算模型（附件壓縮包），一個作墻體開裂分析，一個做墻體坍塌計算（采用隱式方法）
2、墻體開裂模型，鑒于目前并無完整的關于砌體本構模型的數據（也可能是我沒有找到，如有朋友擁有，愿不吝賜享），因此采用了類似的混凝體開裂本構模型，但具體材料參數，如開裂強度、抗壓強度、彈性模量，大致參考相關砌體規范資料.
3、墻體坍塌模型，采用了adina雙線形彈塑性模型（具有斷裂特征），斷裂點根據規范參數計算。
4、若干個關于復雜非線性計算收斂的控制參數，模型中一并設置完好，供參考，為防止信息丟失，模型為idb格式，8.4.2版本，共4個壓縮包。
最后說明：這兩個案例僅為大家提供思路之用，如果從學術角度或者技術角度審視，歡迎私下交流。
磚墻崩塌
磚墻裂縫.
磚墻倒塌模擬動畫
磚墻裂縫發展動畫
計算模型
計算模型.part01.rar
計算模型.part02.rar
計算模型.part03.rar
計算模型.part04.rar
展開 砌體結構，砌體墻
砌體結構，砌體墻
關于砌體結構的整體抗震性能分析
地震的破壞性是突發的，具有毀滅性的，而目前對地震發生的預測與預警工作尚不能有效的避免或減免人員傷亡，而地震對結構破壞是無法避免的。歷次地震災害顯示，我國對于混凝土結構與鋼結構，震害資料較少，且未發生倒塌破壞現象，已有造成大量人員傷亡的震害資料均來源于砌體結構，如唐山大地震、汶川地震與玉樹地震[1]。對于對于在役的砌體結構有必要掌握其抗震性能，分析其抗倒塌能力，結合已有的砌體震害資料，對已有的砌體結構提出加固措施，對將要建造的砌體結構提出提高抗震性能的措施。因此，研究砌體結構抗震性能的分析方法，找到已有分析方法的缺點或局限性，提出更加合理的分析方法具有重要的理論意義和實用價值。
1 砌體結構的震害分析
已有地震災害資料顯示[2 - 3]，早期的砌體結構并沒有經過抗震設計，后期雖然采用了抗震設計，但并沒有完全按照規范實施，造成砌體結構并不能完全滿足我國的《建筑抗震設計規范》與《砌體結構設計規范》[4 - 5]的設防目標，既“小震不壞、中震可修、大震不倒”。當遭遇地震時，即使砌體結構能夠滿足規范要求，因其存在變形能力差的特點，特別是當墻體遭遇地震，出現裂縫后，其整體性差的特點愈發明顯。砌體結構在地震作用下的破話特征多為: 已有的砌體結構災后資料顯示造成砌體結構破壞的原因主要是: ( 1) 由于墻體抗剪承載力不足; ( 2) 樓板搭接太短; ( 3) 樓板配筋不足; ( 4) 整體性差，沒有圈梁構造柱。
展開 GB50924-2014砌體結構工程施工規范
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砌體結構工程關鍵部位施工做法及質量標準
砌體結構
一、砌體
做法標準：
1、砌筑之前，各種磚材需按相應要求提前用水濕潤；
2、彈線控制砌體位置；用皮數桿控制砌塊層數；
3、砌體灰縫飽滿，頂部斜磚密實；
4、底部坎臺用燒結普通磚或多孔磚砌筑，衛生間、廚房等有防水要求的房間底部坎臺需用混凝土澆筑。
質量標準：
1、 砌體軸線位移允許偏差：10mm；砌體垂直度允許偏差：5mm；表面平整度允許偏差：8mm；
2、 砂漿飽滿度：水平縫：≥90%，豎向縫≥80%；
3、 灰縫寬度：8mm——12mm；加壓蒸汽塊灰縫：水平：15mm；豎向：20mm；
4、 坎臺高度不宜小于200mm。
5、墻體拉結筋伸入墻體不應小于1000mm。
二、構造柱
做法標準：
1、構造柱留置位置、鋼筋規格、間距等滿足設計要求；
2、構造柱應澆筑密實，強度達到規范要求；
3、構造柱磚砌體應按規定要求設置馬牙槎。
質量標準：
1、構造柱位置墻體退槎尺寸為6cm；
2、支護構造柱模板，應沿馬牙槎位置粘貼雙面膠帶，防止漏漿；構造柱模板支護，應在構造柱處采用拉桿連接，禁止砌體開洞；
3、構造柱混凝土表面無露筋、蜂窩麻面等質量缺陷。
三、斜磚塞口
做法標準：
1、斜磚塞口用實心磚砌筑；
2、實心磚兩頭采用割角處理；
3、嚴謹斜磚塞口同磚墻砌體隨砌隨塞，且豎向角度不易過大。
質量標準：
1、 斜磚塞口需在磚墻砌筑完畢7天后砌筑，塞口垂直角度不大于30度；
2、 斜磚砌筑時需用擠漿砌筑，保證砂漿飽滿；
3、 塞口磚兩頭斜角用實心磚切割，或者用混凝土提前預制定型產品。
展開 鋼架結構計算及加固方案分析 ￥15
<p class="ql-align-justify"> 本項目是一臺設備鋼架的結構復核和加固計算，鋼架加固的難點在于，1、<span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(64, 64, 64);">老舊鋼架因改造或損傷導致原有傳力路徑改變，需通過有限元模型（FEM）逆向推演。2、實際支座（如鉸接、滑動支座）與理論假設不符，可能引發應力集中或失穩。3、梁柱節點因加固板焊接的失效，導致剛度突變，可能引發脆性破壞。基于以上特點，鋼架結構加固的本質是“在約束條件下重構力學平衡”，需綜合計算精度、施工工藝、成本控制的矛盾。</span></p><p class="ql-align-justify"><span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(64, 64, 64);"> 以下為本項目案例，對加固措施的結果驗算</span></p><p>1、 結構設計信息</p><p>結構類型：無側移鋼框架</p><p>設計分析軟件：midas Gen</p><p>設計規范：</p><p>1. 《建筑荷載設計規范》（GB 50009）</p><p>2. 《鋼結構設計標準》（GB 50017）</p><p>3.
展開 
對某除塵設備進行有限元熱力分析，使用ABAQUS對整體結構強度及熱膨脹變形值進行分析，指導結構加固及膨脹節選型 ￥15
煙道結構
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結構及其支座示意圖、除塵器支座設置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結構及其支座、除塵器支座設置示意圖
建立模型
由于進氣煙道與殼體之間沒有膨脹節，因此需要考慮殼體的熱膨脹對煙道的影響，殼體已經過計算滿足要求，本模型無需建立加強筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設置有膨脹節，故單獨建立出氣煙道模型，如圖3所示。
圖2 建立進氣煙道及除塵器殼體幾何模型
圖3 建立出氣煙道幾何模型
約束條件
進氣煙道支座及除塵器支座約束如圖4所示，其中標記的為固定約束，未標記的除塵器支座及煙道支座均為滑動約束。出氣煙道支座約束如圖5所示。
圖4 進氣煙道及除塵器支座約束
圖5 進出氣煙道支座約束
載荷：
（1）自重；
（2）經過多次計算后得出的進氣煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標系）：載荷如下：FX=-15000N，FY=8000N，FZ=-15000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖6所示。
圖6 進氣煙道口載荷添加（集中力及彎矩）
（3）經過多次計算后得出的煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標系）：載荷如下：FX=-33000N，FY=18000N，FZ=-33000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖7所示。
展開 房屋裂縫應怎么進行結構加固處理？
針對上文所說的鋼筋混凝土結構裂縫，可通過結構加固措施來確保建筑結構后續安全使用，依據《混凝土結構加固技術規范》，混凝土結構加固方法有：加大截面加固法、外包鋼加固法、預應力加固法、改變結構傳力加固法、外部粘鋼加固法、碳纖維布加固法等。
此外，以下房屋情況也應及時進行房屋結構加固措施：
原有的建筑物使用功能改變，部分結構構件需要進行結構加固處理；
原有的建筑物在屋頂或室內加層，因荷載增加，相關的結構部件需要進行結構加固處理；
建筑物內原有的部件妨礙使用，需要拆除，原結構的傳力途徑發生變化，需要進行結構加固處理；
建筑物內新增機電設備、電梯、扶梯等，設備基礎為止荷載增加，需要進行結構加固處理；
電梯、樓梯平面位置發生變化，原有樓梯拆除，封樓板洞口、新開洞口均需要進行結構加固處理；
在建工程由于設計變更或施工錯誤，局部位置的拆除改造等均需要進行結構加固處理；
原有建筑物超期服役，但又沒有條件拆除重建的建筑物，結構主體需要進行結構加固處理。
總而言之，建筑結構產生結構裂縫時，應及時針對結構進行房屋可靠性排查鑒定；若需進行結構加固措施，應根據加固方案并結合施工環境及條件考慮更適當的結構加固施工方法及合理的構造措施。
展開 結構加固，為什么一直強調安全性鑒定？
工程結構加固，拋開前期的設計、后期的施工不談，加固所用材料同樣也是重要的一環。加固行業發展至今，已經逐步趨于規范化，針對加固設計，我們有混凝土結構加固設計規范；針對加固施工，有建筑結構加固工程施工質量驗收規范；而對于加固材料，則必須遵守工程結構加固材料安全性鑒定技術規范。
事實上，僅從加固材料這一角度談起，無論是上述任何規范，都對其有多方面的要求。安全性鑒定，被稱為加固材料中最嚴格的規范，也受到各方人員的強烈關注，而今，更是成為加固材料是否能被允許使用的重要前提。之所以安全性鑒定會有如此重要的作用，離不開它在多方面起到的作用。
力學性能
相對于其他兩本規范來說，安全性鑒定為加固材料提供了更全面的力學性能保障。對于如今我們經常采用的纖維復合材，安全性鑒定不僅僅像加固設計規范中，只規定了強度的標準值，而是從不同的角度，全面、豐富的對材料的安全性能進行了充分的考慮。
對于纖維復合材來說，安全性鑒定不僅關注其抗拉強度標準值，同時對于伸長率、彈性模量等在加固中影響較大的參數也進行了規定。其中，最直觀能讓我們體會到安全性鑒定作用的是：它在纖維復合材與基材正拉粘結強度的要求中強調基材內聚破壞，并通過基材內聚破壞證明纖維復合材能夠與基材完美粘接，形成復合構件共同受力，這是纖維復合材能夠起到加固效果的根本保障。
除此之外，安全性鑒定對膠體也有很大的影響，直觀的就是設計年限之間的區別。
展開 既有建筑加固改造設計100問 ￥30
既有建筑加固改造設計100問
