混凝土加固設(shè)計(jì)規(guī)范2018解讀與應(yīng)用指南,混凝土加固設(shè)計(jì)規(guī)范2018,深度解讀與實(shí)踐應(yīng)用
混凝土加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50367-2018對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)意義重大,該規(guī)定明確,結(jié)構(gòu)加固后的使用年限由業(yè)主和設(shè)計(jì)單位商定,經(jīng)可靠性鑒定需加固的結(jié)構(gòu),應(yīng)由有資質(zhì)人員按規(guī)范和要求設(shè)計(jì),范圍可涵蓋整峰建筑或特定部分,且要考慮整體性加強(qiáng),加固后安全等級(jí)依破壞后果、結(jié)構(gòu)重要性和使用年限等由委托方與設(shè)計(jì)方商定,一般宜按30年考慮,到期若鑒定正常可延長使用年限,對(duì)加固過程中可能出現(xiàn)傾斜等問題的結(jié)構(gòu),要在設(shè)計(jì)文件中提出臨時(shí)性安全措施并嚴(yán)格執(zhí)行。
混凝土結(jié)構(gòu)作為建筑工程中最常見的結(jié)構(gòu)形式之一,其安全性和耐久性直接關(guān)系到建筑物的使用壽命和人員安全,隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展以及既有建筑的老化問題日益突出,混凝土結(jié)構(gòu)的加固改造需求不斷增加?!痘炷良庸淘O(shè)計(jì)規(guī)范2018》(以下簡(jiǎn)稱"規(guī)范2018")作為我國混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為工程設(shè)計(jì)人員提供了系統(tǒng)、科學(xué)的加固設(shè)計(jì)依據(jù),本文將從規(guī)范2018的編制背景、主要內(nèi)容、技術(shù)要點(diǎn)以及工程應(yīng)用等方面進(jìn)行全面解讀,幫助工程技術(shù)人員更好地理解和運(yùn)用這一重要規(guī)范。
規(guī)范2018的編制背景與意義
1 我國混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀與加固需求
我國自改革開放以來,建筑業(yè)經(jīng)歷了前所未有的快速發(fā)展期,大量建于20世紀(jì)80、90年代的混凝土結(jié)構(gòu)建筑已進(jìn)入"中年期",普遍存在材料老化、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、使用功能改變等問題,近年來地震等自然災(zāi)害頻發(fā),暴露出部分建筑抗震能力不足的缺陷,這些因素共同推動(dòng)了混凝土結(jié)構(gòu)加固市場(chǎng)的迅速擴(kuò)大,也對(duì)加固技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化提出了更高要求。
2 規(guī)范發(fā)展歷程
規(guī)范2018是在《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2013的基礎(chǔ)上修訂而成,充分吸收了近年來國內(nèi)外混凝土加固領(lǐng)域的最新研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),與2013版相比,規(guī)范2018在多個(gè)方面進(jìn)行了補(bǔ)充和完善,主要體現(xiàn)在:
- 新增了部分加固方法的計(jì)算理論和構(gòu)造要求
- 細(xì)化了加固材料性能指標(biāo)
- 強(qiáng)化了抗震加固的特殊要求
- 完善了加固施工與驗(yàn)收的相關(guān)規(guī)定
3 規(guī)范2018的重要意義
規(guī)范2018的實(shí)施具有多重意義:它為混凝土結(jié)構(gòu)加固工程提供了統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),有利于保證工程質(zhì)量;它推動(dòng)了新技術(shù)、新材料的規(guī)范化應(yīng)用,促進(jìn)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步;它為既有建筑的改造利用提供了技術(shù)支撐,符合國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。
規(guī)范2018的主要技術(shù)內(nèi)容
1 基本規(guī)定
規(guī)范2018第一章"總則"明確了規(guī)范的適用范圍、基本原則和與其他標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系,特別強(qiáng)調(diào)了加固設(shè)計(jì)應(yīng)遵循"安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、確保質(zhì)量"的原則,并應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、使用要求和施工條件等因素。
第二章"術(shù)語和符號(hào)"對(duì)規(guī)范中使用的專業(yè)術(shù)語進(jìn)行了明確定義,統(tǒng)一了技術(shù)語言,避免了理解上的歧義,其中新增了部分反映新技術(shù)特點(diǎn)的術(shù)語,如"碳纖維網(wǎng)格加固"、"預(yù)應(yīng)力碳板加固"等。
第三章"基本規(guī)定"是規(guī)范的核心內(nèi)容之一,系統(tǒng)規(guī)定了加固設(shè)計(jì)的基本要求:
- 加固設(shè)計(jì)工作程序:包括現(xiàn)狀調(diào)查、檢測(cè)鑒定、方案確定、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工圖繪制等完整流程
- 加固原則:強(qiáng)調(diào)先鑒定后加固,優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性,注重新舊材料的協(xié)同工作
- 設(shè)計(jì)使用年限:根據(jù)建筑物重要性確定,一般不應(yīng)少于30年
- 抗震加固特殊要求:明確抗震加固應(yīng)提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能,避免形成新的薄弱環(huán)節(jié)
2 材料規(guī)定
第四章"材料"詳細(xì)規(guī)定了加固工程所用各種材料的性能要求,這是保證加固質(zhì)量的基礎(chǔ),與2013版相比,規(guī)范2018在以下方面進(jìn)行了完善:
- 混凝土材料:明確了加固用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、耐久性指標(biāo)等要求,特別強(qiáng)調(diào)新老混凝土之間的粘結(jié)性能
- 鋼筋及鋼材:規(guī)定了不同加固方法對(duì)鋼筋性能的要求,新增了不銹鋼鋼筋的技術(shù)指標(biāo)
- 纖維復(fù)合材料:細(xì)化了碳纖維、玻璃纖維等復(fù)合材料的性能指標(biāo)和檢驗(yàn)方法
- 結(jié)構(gòu)膠粘劑:完善了膠粘劑的抗老化、耐濕熱等長期性能要求
特別值得注意的是,規(guī)范2018加強(qiáng)了對(duì)材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)和施工過程質(zhì)量控制的要求,體現(xiàn)了"材料是基礎(chǔ)"的指導(dǎo)思想。
3 加固方法及計(jì)算理論
第五章至第十章是規(guī)范的技術(shù)核心部分,詳細(xì)介紹了各種加固方法的設(shè)計(jì)計(jì)算理論和構(gòu)造要求,規(guī)范2018在保持傳統(tǒng)加固方法的基礎(chǔ)上,新增和完善了多項(xiàng)新技術(shù):
- 增大截面法:補(bǔ)充了界面處理技術(shù)要求,細(xì)化了新舊混凝土協(xié)同工作的計(jì)算方法
- 置換混凝土法:強(qiáng)化了施工過程控制要求,新增了局部置換的計(jì)算方法
- 外加預(yù)應(yīng)力法:完善了預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算,增加了新型預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)的技術(shù)要求
- 外粘型鋼法:細(xì)化了型鋼與原結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法
- 粘貼纖維復(fù)合材料法:這是變化最大的部分,新增了預(yù)應(yīng)力碳板加固技術(shù),完善了碳纖維布加固的計(jì)算理論
- 其他加固方法:新增了鋼絲繩網(wǎng)-聚合物砂漿加固等技術(shù)內(nèi)容
規(guī)范2018的一個(gè)顯著特點(diǎn)是加強(qiáng)了各種加固方法的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容,增加了加固后結(jié)構(gòu)整體性能評(píng)估的要求,避免了"局部加固、整體失效"的情況發(fā)生。
4 施工與驗(yàn)收
第十一章"施工與驗(yàn)收"是規(guī)范2018新增的重點(diǎn)內(nèi)容,體現(xiàn)了"設(shè)計(jì)施工一體化"的思想,主要規(guī)定了:
- 施工準(zhǔn)備:包括技術(shù)交底、材料檢驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備等要求
- 施工過程控制:詳細(xì)規(guī)定了各種加固方法的施工工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)
- 安全措施:強(qiáng)調(diào)了加固施工過程中的結(jié)構(gòu)安全和人員安全防護(hù)
- 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn):明確了各種加固方法的質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)和驗(yàn)收程序 的增加,使規(guī)范從單純的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展為涵蓋設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收全過程的技術(shù)規(guī)范,大大提高了規(guī)范的實(shí)用性和可操作性。
規(guī)范2018的主要技術(shù)特點(diǎn)與創(chuàng)新
1 強(qiáng)化了結(jié)構(gòu)整體性能理念
規(guī)范2018摒棄了以往單純考慮構(gòu)件加固的思路,更加注重加固后結(jié)構(gòu)的整體工作性能,特別是在抗震加固方面,明確要求加固設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行整體分析,避免形成新的薄弱部位,這一理念的變化,反映了現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)對(duì)"整體大于部分之和"認(rèn)識(shí)的深化。
2 細(xì)化了纖維復(fù)合材料加固技術(shù)
纖維復(fù)合材料加固是近十年來發(fā)展最快的加固技術(shù)之一,規(guī)范2018在2013版基礎(chǔ)上,對(duì)碳纖維、玻璃纖維等復(fù)合材料的加固設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面細(xì)化:
- 補(bǔ)充了不同受力狀態(tài)下纖維復(fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的計(jì)算模型
- 新增了預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固的設(shè)計(jì)方法
- 完善了纖維復(fù)合材料加固梁柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造措施
- 細(xì)化了長期荷載和環(huán)境因素影響下的強(qiáng)度折減系數(shù)
這些補(bǔ)充使纖維復(fù)合材料加固技術(shù)更加系統(tǒng)、完善,為工程應(yīng)用提供了可靠依據(jù)。
3 加強(qiáng)了抗震加固的特殊要求
基于汶川地震等災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),規(guī)范2018特別強(qiáng)化了抗震加固的相關(guān)規(guī)定:
- 明確了抗震加固的目標(biāo)性能要求
- 新增了加固后結(jié)構(gòu)整體抗震性能評(píng)估方法
- 完善了各類加固構(gòu)件的抗震構(gòu)造措施
- 強(qiáng)調(diào)了加固對(duì)結(jié)構(gòu)剛度分布的影響控制
這些規(guī)定對(duì)于提高我國既有建筑的抗震能力具有重要意義。
4 新增了綠色加固理念
規(guī)范2018首次提出了"綠色加固"的概念,鼓勵(lì)在加固設(shè)計(jì)中考慮以下因素:
- 盡量采用對(duì)環(huán)境影響小的加固材料和工藝
- 減少加固施工產(chǎn)生的建筑垃圾
- 考慮加固材料的可回收性
- 優(yōu)化加固方案降低能源消耗
這一理念的引入,使規(guī)范更加符合國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。
規(guī)范2018的工程應(yīng)用要點(diǎn)
1 加固設(shè)計(jì)流程控制
根據(jù)規(guī)范2018要求,完整的混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下流程:
- 結(jié)構(gòu)檢測(cè)與鑒定:通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和計(jì)算分析,明確結(jié)構(gòu)存在的問題和加固需求
- 加固方案比選:根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和施工條件,選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的加固方法
- 結(jié)構(gòu)分析計(jì)算:對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體和局部受力分析,驗(yàn)證加固效果
- 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì):精心設(shè)計(jì)新舊材料連接節(jié)點(diǎn),確保協(xié)同工作
- 施工圖繪制:完整表達(dá)設(shè)計(jì)意圖,注明施工特殊要求
- 施工配合與驗(yàn)收:參與施工過程技術(shù)指導(dǎo),組織工程驗(yàn)收
這一流程強(qiáng)調(diào)了加固設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性和全過程控制,是保證加固質(zhì)量的關(guān)鍵。
2 典型加固方法的選擇原則
規(guī)范2018中介紹的加固方法各有特點(diǎn),工程應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇:
- 增大截面法:適用于多數(shù)構(gòu)件加固,特別是需要大幅提高承載力的場(chǎng)合,但會(huì)減少使用空間
- 外包型鋼法:施工快捷,適用于不允許顯著增加構(gòu)件尺寸的情況
- 粘貼纖維復(fù)合材料法:輕質(zhì)高強(qiáng),施工方便,適合表面處理?xiàng)l件好的構(gòu)件
- 外加預(yù)應(yīng)力法:可有效提高結(jié)構(gòu)剛度和抗裂性能,技術(shù)難度相對(duì)較高
- 置換混凝土法:適用于局部混凝土嚴(yán)重劣化的修復(fù)
實(shí)際工程中,往往需要組合應(yīng)用多種加固方法,以達(dá)到最佳效果。
3 常見問題與注意事項(xiàng)
在應(yīng)用規(guī)范2018進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí),需特別注意以下問題:
- 原結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀評(píng)估不足:加固前必須進(jìn)行全面的檢測(cè)鑒定,避免因?qū)υY(jié)構(gòu)狀況了解不全面導(dǎo)致加固失效
- 新舊材料協(xié)同工作考慮不周:應(yīng)精心設(shè)計(jì)界面處理和連接構(gòu)造,確保新舊部分共同受力
- 施工可行性忽視:加固方案必須考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件,避免"紙上談兵"
- 防火防腐措施缺失:特別是采用鋼材和復(fù)合材料的加固,應(yīng)按規(guī)定采取防護(hù)措施
- **加固后檢測(cè)維護(hù)
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