加固設(shè)計(jì)計(jì)算（加固設(shè)計(jì)計(jì)算的基本步驟）

懷化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司 42分鐘前 1 搶沙發(fā)

加固設(shè)計(jì)計(jì)算是確保建筑物或結(jié)構(gòu)在承受額外負(fù)荷時(shí)保持穩(wěn)定和安全的關(guān)鍵步驟。這一過(guò)程通常包括以下幾個(gè)基本步驟：確定需要加固的結(jié)構(gòu)和其原始設(shè)計(jì)參數(shù)；評(píng)估現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的承載能力并識(shí)別可能的弱點(diǎn)；根據(jù)荷載類(lèi)型（如風(fēng)載、地震、化學(xué)腐蝕等）選擇適當(dāng)?shù)募庸谭椒?；進(jìn)行詳細(xì)的材料性能分析，以確定合適的加固材料和施工技術(shù)；制定詳細(xì)的施工計(jì)劃，包括施工順序、材料供應(yīng)安排以及施工過(guò)程中的安全措施。通過(guò)這些步驟，可以確保加固工作既有效又經(jīng)濟(jì)，同時(shí)滿(mǎn)足法規(guī)要求和建筑規(guī)范。

加固設(shè)計(jì)計(jì)算概述

加固設(shè)計(jì)計(jì)算是在結(jié)構(gòu)加固過(guò)程中，為了確保加固后的結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，對(duì)原有結(jié)構(gòu)和新增結(jié)構(gòu)進(jìn)行的一系列計(jì)算和評(píng)估。這些計(jì)算通常涉及結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性、變形等多個(gè)方面。以下是一些關(guān)鍵點(diǎn)：

1. 基本規(guī)定

承載力評(píng)價(jià)：在加固前，應(yīng)根據(jù)隧道目前的狀態(tài)，對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力評(píng)價(jià)；加固后，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力的計(jì)算，以滿(mǎn)足加固設(shè)計(jì)要求.
綜合檢測(cè)與評(píng)估：隧道在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)多種病害，如滲漏水、裂縫、背后空洞、強(qiáng)度劣化等。加固設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合檢測(cè)和評(píng)估，計(jì)算時(shí)依據(jù)當(dāng)前的隧道狀態(tài)參數(shù)，如隧道襯砌的檢測(cè)強(qiáng)度、實(shí)際厚度、截面有效面積、背后空洞范圍等實(shí)際參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析.

2. 計(jì)算方法

原有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：隧道結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)依據(jù)隧道原有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)考慮使用年限和原有結(jié)構(gòu)材料性能綜合分析.
應(yīng)力計(jì)算：在極限狀態(tài)下，新加結(jié)構(gòu)的應(yīng)力由其應(yīng)變確定，依平截面假定求得應(yīng)變后，再乘以彈性模量求得新加材料的應(yīng)力值。當(dāng)原截面材料達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，新加材料應(yīng)力為最大，以此控制新加材料用量.

3. 新增結(jié)構(gòu)的要求

變形協(xié)調(diào)：新增混凝土構(gòu)件在受力過(guò)程中應(yīng)與原構(gòu)件保持變形協(xié)調(diào)，應(yīng)采取工程措施保證新舊混凝土的變形一致.
荷載分配：加固材料與原構(gòu)件有效結(jié)合前，計(jì)算時(shí)假定原有結(jié)構(gòu)承受所有荷載，包括加固材料自重、施工荷載和注漿壓力等；加固材料和原構(gòu)件有效結(jié)合后，認(rèn)為新構(gòu)件按照整體承受荷載來(lái)進(jìn)行計(jì)算.

4. 病害計(jì)算模型

裂縫計(jì)算模型：素混凝土襯砌受拉區(qū)開(kāi)裂后，認(rèn)為其開(kāi)裂部分不能承受拉應(yīng)力，進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)采用有效面積；鋼筋混凝土襯砌受拉區(qū)開(kāi)裂后，認(rèn)為開(kāi)裂部分拉應(yīng)力全部由鋼筋承擔(dān)，該部分混凝土不承受拉應(yīng)力.
套拱加固：采取新增套拱進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，加固設(shè)計(jì)計(jì)算補(bǔ)充說(shuō)明如下：
- 若不嵌入防水板，進(jìn)行套拱加固設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)認(rèn)為原襯砌和套拱變形協(xié)調(diào)，即按照整體受力進(jìn)行計(jì)算。
- 若嵌入防水板，套拱加固設(shè)計(jì)計(jì)算采取原結(jié)構(gòu)和套拱分開(kāi)計(jì)算的方法。加固后承載力為兩者的和，其中原有結(jié)構(gòu)按照規(guī)范相關(guān)規(guī)定計(jì)算承載力，新增套拱根據(jù)套型形式采取相應(yīng)計(jì)算方法.

5. 增大截面加固法

受彎構(gòu)件加固計(jì)算：在受壓區(qū)增設(shè)現(xiàn)澆混凝土加厚層的鋼筋混凝土和素混凝土受彎構(gòu)件，在加固施工中以原構(gòu)件為支撐，在其上澆筑混凝土加厚層并與原構(gòu)件組合。構(gòu)件的計(jì)算時(shí)應(yīng)進(jìn)一步保證增設(shè)現(xiàn)澆混凝土加厚層的受力，同時(shí)也為減少新增混凝土加厚層在施工和運(yùn)營(yíng)中發(fā)生溫度、混凝土收縮引起的裂縫，應(yīng)按構(gòu)造要求配筋.
受拉區(qū)加固：在極限狀態(tài)下，截面受壓區(qū)邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到極限值。受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形可簡(jiǎn)化為矩形計(jì)算。新增鋼筋混凝土層由于連接構(gòu)造和受力狀態(tài)上受到各種因素的影響，導(dǎo)致其強(qiáng)度得不到充分發(fā)揮，從安全的角度對(duì)新增鋼筋混凝土層進(jìn)行折減.

6. 參考書(shū)籍

《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)計(jì)算算例》（第三版）：本書(shū)主要根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001-2021、《混凝土結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55008-2021、《既有建筑鑒定與加固通用規(guī)范》GB55021-2021等編寫(xiě)。書(shū)中包含一百五十余個(gè)算例，每個(gè)算例除給出了詳細(xì)的手算過(guò)程外，還列出了混凝土構(gòu)件計(jì)算軟件SCS的計(jì)算結(jié)果，兩種方法結(jié)果得到相互驗(yàn)證，減少了出錯(cuò)幾率，便于讀者通過(guò)算例學(xué)習(xí)加固設(shè)計(jì)規(guī)范，解決實(shí)際問(wèn)題.

通過(guò)以上內(nèi)容，我們可以看到加固設(shè)計(jì)計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜但系統(tǒng)的過(guò)程，需要綜合考慮多種因素，確保加固后的結(jié)構(gòu)能夠安全可靠地運(yùn)行。