混凝土结构的检测与加固技术论文

工程硕士论文：建筑结构的加固与鉴定分析

引言

由于在过去几十年里我国的建筑行业发展迅猛，一些建筑过于破旧，因此我们对建筑发展趋势逐渐发生了一些转变，从原来的大规模的新建逐渐转向了新建和维修并存的时期。对于很多重要的建筑物，因为各方面的因素(如文化、建造地段等因素)，老旧的建筑物不能轻易拆除，为了建筑物不至于发生安全事故，所以我们必须对这些建筑物进行必要的鉴定与加固工作。维修改造的基础便是结构的可靠性鉴定，在对加固设计时，我们应选取适当的加工方法，以确保加固工作的经济可靠。因此，对已有建筑物结构的鉴定及加固方法的研究至关重要。

1 建筑结构加固的目的

有些建筑结构在使用过程中原有的可靠性可能会丧失或者降低，这可能是因为我们在设计、施工或者使用的过程中，其建筑结构发生了一些改变。因此，我们必须对该建筑物的可靠性进行恢复或者提高，这便用到了加固，对建筑结构进行加固处理后，会使建筑物的可靠性得到一定程度的提高。如结构的抗力性能提高、构件的承受负载能力增强以及结构其他的性能的改善。

经过科学研究发现：对建筑结构进行加固处理，结构的承载力可以得到有效的提高，结构的刚度也可以得到一定程度的提高，可以有效的减小建筑在使用过程中的位移与变形。通过对建筑结构加固处理，构件的局部稳定性将会得到增强，建筑结构的整体稳定性也会得到相应的增强，可以及时有效的减小在施工和使用过程中的裂缝的宽度，并对建筑结构的耐久性的改善起到重要作用。

2 建筑结构加固的步骤

一般建筑结构的加固步骤在对建筑结构进行加固之前，我们必须对建筑结构进行科学的全面的鉴定工作，然后对鉴定出的结果做出必要的分析，对该建筑物是否有必要进行加固做出决定。如果该建筑需要进行结构的加固，我们必须严格的根据国家的.相关规范和规定以及相关的加固规则进行加固。在对建筑结构进行加固处理时，由于在加固的过程中对一些结构的拆除或者更换是不可避免的，所以我们还必须对加固方案进行经济性和可行性进行必要的分析。在没有经过相关研究部门、设计部门以及鉴定部门的许可，不能对该建筑结构的用途和使用环境进行擅自更改。必须确保结构加固后建筑结构的安全性。建筑结构加固的一般步骤如图1所示。

混凝土结构加固步骤在对混凝土结构进行加固设计时，我们必须对该结构进行充分分析，然后从该结构的条件要求以及使用要求方面出发，对加固的方法与加固的技术做出决定。结构鉴定主要是指建筑物结构必须按照相关的规定(如规定的时间、规定的条件)，对预定功能(如刚度、强度、耐久性、抗裂性以及稳定性)的完成能力。下面对相关的规定做以简要的介绍：

规定的时间是指在对加固设计时，所设置的基准的使用期限;规定的条件是指结构必须在正常的使用、施工以及设计等条件下，进行鉴定。其基本的功能主要分为耐久性功能、适用性功能以及安全性功能。

在设计好加固方案之后，必须和业主、原设计单位以及相关单位，就该建筑在加固后是否对其原有的使用功能有影响以及在加固后是否能够达到预期的效果等做出相关的讨论，然后共同对所设计出的加固方案做出决定。

一般我们对建筑结构的鉴定时可以采用三种行之有效的方法，分别是实用鉴定法、传统经验法以及概率法。在对建筑结构进行加固设计时，必须充分的对原建筑的相关结构进行详细的了解，在此基础上对其进行详细的加固设计。在进行加固施工之前，我们还要对施工组织进行详细的设计，这不仅可以让施工顺利进行，而且还对工序和技术有着重要的指导作用。施工方、业主以及监理对加固的施工过程必须共同协调进行。当施工工作完成后，要求业主和验收部门对该结构的施工进行验收。

3 建筑结构的加固方法与技术

在对建筑结构的加固方案进行设计的时候，我们必须对其施工方法全面考虑，并对施工方法的科学性、可行性以及先进性做出必要的分析与说明， 以确保施工的顺利进行。

随着我国在科学技术上的迅速发展，在对新材料的科学研究的投入下，材料方面的技术也得以快速发展，不断出现一些新型的建筑材料。所以新型建筑材料、新的建筑施工技术以及新的施工工艺也会不断出现在加固工程中，通过一些新技术和新材料一般对加固的效果有着重要的帮助。

例如，近几年有一种用高科技研制而成的粘碳纤维新材料得到广泛推广和运用，它在加固工程中所表现出与其它传统的加固工艺所不同的特点如下：这种新材料表现出很好的耐湿和耐潮的性能、有着很好的抗腐蚀性能、强度较高、本身的自重比较轻、产品的质量较好以及在施工过程中给施工带来很大的方便。由此可见其加固性能比其他的加固方法都好。

由此可知，在对加固工程的方案进行选择的时候，必须要具有针对性，面对不同的建筑结构的加固工程，要应用不同的加固方法对其进行加固。目前加固的方法多种多样，下面对常用的加固方法做以简单的分类，其方法如下：锚栓技术、外加预应力法、增大截面法、增设支点法、粘贴碳纤维法、外粘型钢法、置换混凝土法、植筋法、粘钢板加固法、裂缝修补法等。在实际应用中，我们可以对各种的加固方法进行综合运用，这样可以充分的发挥出各种方法的优势，达到扬长避短的目的，这样可以取得优良的效果。

一般对加固的方法大体上可以笼统的分为间接加固和直接加固。下面将为直接加固相关的方法进行详细介绍，以下列出最为常用的加固方法：

(1)通过加大截面的加固法。这种加固方法的适应性比较强且其施工工艺比较简单，而且对于这种加固方法已经有了一定的施工经验以及较成熟的设计理论;对于一般的混凝土构造的建筑物进行加固基本上均采用此种方法，如墙、梁、柱、板等。但是这种加固方法现场施工的湿作业的时间比较长，这对生产与生活均会造成一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定变化。

(2)通过置换混凝土的加固法。运用这种加固方法，不会影响到建筑物的净空高度，其施工的湿作业时间也比较长;对于受压区混凝土的强度偏低或者有很大缺陷的梁、柱等混凝土承重的构件，其加固工程一般使用置换混凝土加固法。

(3)有粘结的外包型钢的加固法(如图2)。此中加固方法具有受力可靠、施工简便以及现场工作量较小等优点。但是它的用钢量比较大，当这种加固方法用于一些特殊场所时，必须具有一些防护措施;这种加固方法比较适合用于一些对构件的截面尺寸要求比较严格且对混凝土结构的承载能力要求较高的场合。

建筑物由于功能转变，例如扩建、承载力加大等。或出现了质量问题，例如缺乏钢筋、灾后修理、混凝土强度较弱等，都需要有效加固，采取有力的措施确保建筑的安全使用，从而可以看出结构加固的技术使用范围广并要求高。因此，我们在建设过程中采取有效的加固及时对建筑结构实行加固，从而保证建筑满足使用需求和安全规定。几种常见的混凝土加固技术建筑工程加固的主要要求在于经过运用加固技术对房屋进行修补、增强承受力、提高使用作用、满足使用要求，所以，采取混凝土加固方案要围绕提高建筑质量为根本任务。选择不一样的加固方案就会有相应的施工方式和质量评定标准相对应。混凝土加固技术主要分为直接加固和间接加固两大类，施工时主要按照实际的建筑条件和使用工恩呢该选择合理的方案及加固技术。（一）直接加固技术1、加大截面加固法加大截面加固法也叫做外包混凝土加固方法，这主要是运用相同的材料（混凝土和一般的钢筋）对原来的建筑结构实行加固补强，经过加大混凝土和钢筋截面扥面积和一螳构造方法,将加固部分与原构件紧密的结合，共同发挥作用，从而增强截面承受能力和强度。加大截面的技术要点在于设计构造时必须切实处理好新加部分与原来部门的整体连接、共同承受等问题。该技术要求简单、适用性强，可普遍运用在柱头、墙面、屋架等房屋混凝土结构的加固。然而，改技术需要工程量大，修护实践长，在一定程度上影响了生产和生活，另外结构的截面加大后也会影响了建筑的美观和房屋整洁。2、置换混凝土加固法置换混凝土加固法是将以前结构承受力低、韧度小的材料换成承受能力强、韧度高的材料。该技术主要运用在建筑承受能力要求高的部分的混凝土强度度或有严重的破损的部分加固。此技术简单方便，耗费时间短，所占空间少，完全影响建筑的使用，而且造价比较低，经济实惠。3、外包钢加固法外包钢加固技术是将型钢（主要为角钢、槽钢）或者是钢板包于构件的四角或两角进行加固,运用此技术加固混凝土建筑构件时，必须使用环氧树脂胶粘剂进行灌注,将型钢和新加入的构架结合在一起，从而确保型钢和原构件共同产生强大的承受力。该加固技术属于比较先进的技术，承受能力强、加固效果好、所占空间少、施工简单、耗费时间少、工程量少、安全隐患低。（二）间接加固法1、预应力加固法运用异型材料(高强钢筋或型钢),增加预应力来迫使新材料与原材料紧密结合，产生共同的承受力，从而达到对混凝土的加固。该技术拥有能够承受加固构建截面超重的能力、降低原构建裂缝宽度和绕度等特点。运用于要求增加构建承受力、刚度和抗裂度以及加固后占用空间小的混凝土受弯构件或变压构件,然而，这种技术不能运用于温度高于60℃环境下的混凝土，也不能使用与混凝土收缩变化大的结构。2、增加构件法在原来的结构的构件和构件中间重新增加一个构件，从而降低原来构件的负荷量，从而实现加固的作用。这一技术主要运用在单层工业厂房或者新增加构件后不会引起房屋质量的多层建筑的楼面梁、柱的加固,必须注意不能破坏原来的构造，保证建设安全。3、增设支点加固法采取增加支撑点来降低结构计算跨度，从而降低结构能力和增加其承受能力。该技术简单方便，安全性高，然而在一定程度上限制了使用空间使用，运用在梁、板、桁架、网架等水平结构加固。根据增加的支撑结构的变形作用，增设支点法主要有刚性支点和弹性支点两类。相互比较来说，刚性支点加固对结构承受能力的提升最大，弹性支点加固对结构使用空间的影响力低，我们应该根据不同的需求采取不同的方法。市政工程建筑建设和改造工程项目中混凝土加固技术要根据具体的工程实际情况进行对比分析，采取科学合理的加固方式，但是要充分考虑到其措施是否具备其可实施性、经济效益等内容。对于市政建筑工程来说，质量关系到企业的生存发展。为了确保其质量，我们必须在建设过程严把技术关。经过长期的探索与发展，我国市政工程建筑施工技术得到了快速发展，随着科学技术的快速发展，高层建筑不断涌现，其构造、原料、力学分析模型都逐渐多样化。混凝土加固及时不具备固定的标准处理规定，逐渐从常规结构朝着多元化结构发展，从而进一步加强了建筑结构的稳定性。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

混凝土简析摘要：在土建工程中，混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一。近百年来，混凝土强度不断的提高成为它主要的发展趋势。发达国家越来越多的使用50MPa以上的高强混凝土。有些远见卓识的专家考虑到某些工程的需要，在提出高强度的同时，也提出耐久性和施工和易性的要求，尤其是近5年，在很多重要工程中都成功地采用高性能混凝土。关键词：混凝土 耐久性 强度高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。一、基于上述特点，高性能混凝土成为我国近期混凝土技术的主要发展方向。高性能混凝土的核心是保证耐久性。耐久性对工程量浩大的混凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。据美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修；而对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。回看中国，我国50年代所建设的混凝土工程已使用40余年。如果平均寿命按30-50年计，那么在今后的10-30年间，为了维修这些建国以来所建的基础设施，耗资必将是极其巨大的。而我国目前的基础设施建设工程规模宏大，每年高达2万亿人民币以上。照此来看，约30-50-年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费用和重建费用将更为巨大。因此，高性能混凝土更要从提高混凝土耐久性入手，以降低巨额的维修和重建费用。一般混凝土工程的使用年限约为50-100年，不少工程在使用10-20年后，有的甚至使用9年以后，即需要维修。用普通水泥混凝土所完成的工程不能满足耐久性要求的根本原因，在于混凝土本身的内部结构。二、影响混凝土耐久性的主要因素大致可以分为以下几点：（一）、在混凝土工程中为了满足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高，因而导致混凝土的孔隙率很高，约占水泥石总体积的25%-40%，特别是其中毛细孔占相当大部分，毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质进入混凝土内部的通道，引起混凝土耐久性的不足。（二）水泥石中的水化物稳定性不足也会对耐久性产生影响。例如，波特兰水泥水化后的主要化合物是碱度较高的高碱性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。此外，在水化物中还有数量很大的游离石灰，它的强度极低、稳定性极差，在侵蚀条件下，是首先遭到侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性，就必须减少或消除这些稳定性低的组分，特别是游离石灰。（三）、根据对影响混凝土耐久性的主要因素的分析，就可以找出提高混凝土耐久性的主要技术途径。如上分析，要提高混凝土的耐久性，必须降低混凝土的孔隙率，特别是毛细管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但如果纯粹的降低用水量，混凝土的工作性将随之降低，又会导致捣实成型共所困难，同样造成混凝土结构不致密，甚至出现蜂窝等宏观缺陷，不但混凝土强度降低，而且混凝土的耐久性也同时降低。目前提高混凝土耐久性基本有以下几种方法：三、 掺入高效减水剂：（一）、在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减少水灰比，使混凝土的总孔隙，特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后，会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必须在拌和时相应地增加用水量，这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂的定向排列，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下，不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，同时使水泥絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的。许多研究表明，当水灰比降低到以下时，消除毛细管孔隙的目标便可以实现，而掺入高效减水剂，完全可以将水灰比降低到以下。（二）、 掺入高效活性矿物掺料：普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的，在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。活性矿物掺料中含有大量活性Si02及活性Al203，它们能和波特兰水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化矽酸钙产生二次反映，生成强度更高、稳定性更优的低碱性水化矽酸钙，从而达到改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的，使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路。此外，还能改善集料与水泥石的界面结构和界面区性能。这些重要的作用，对增进混凝土的耐久性及强度都有本质性的贡献。（四） 消除混凝土自身的结构破坏因素：除了环境因素引起的混凝土结构破坏以外，混凝土本身的一些物理化学因素，也可能引起混凝土结构的严重破坏，致使混凝土失效。例如，混凝土的化学收缩和干缩过大引起的开裂，水化性过热过高引起的温度裂缝，硫酸铝的延迟生成，以及混凝土的碱骨料反映等。因此，要提高混凝土的耐久性，就必须减小或消除这些结构破坏因素。限制或消除从原材料引入的碱、S03、C1- 等可以引起破坏结构和侵蚀钢筋物质的含量，加强施工控制环节，避免收缩及温度裂缝产生，以提高混凝土的耐久性。四、 保证混凝土的强度：尽管强度与耐久性是不同概念，但又密切相关，它们之间的本质联系是基于混凝土的内部结构，都与水灰比这个因素直接相关。在混凝土能充分密实条件下，随着水灰比的降低，混凝土的孔隙率降低，混凝土的强度不断提高。与此同时，随着孔隙率降低，混凝土的抗渗性提高，因而各种耐久性指标也随之提高。在现在的高性能混凝土中，除掺入高效减水剂外，还掺入了活性矿物材料，它们不但增加了混凝土的致密性，而且也降低或消除了游离氧化钙的含量。在大幅度提高混凝土强度的同时，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。此外，在排除内部破坏因素的条件下，随着混凝土强度的提高，其抵抗环境侵蚀破坏的能力也越强。高性能混凝土在配制上的特点是低水灰比，选用优质原材料，除水泥、水和骨料外，必须掺加足够数量的矿物集料和高效减水剂，减少水泥用量，减少混凝土内部孔隙率，减少体积收缩，提高强度，提高耐久性。五、混凝土工程中的耐久性问题强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标,因以往工程中习惯上只重视混凝土的强度,或片面追求高强度而忽视混凝土的耐久性.混凝土的耐久性是使用期内结构保证正常功能的能力,关系结构物的使用寿命,随着结构物老化和环境污染的加重,混凝土耐久性问题已引起了各主管部门和广大设计,施工部门的重视.曾有调查表明,国内大多数工业建筑在使用25-30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物的使用寿命仅15-20年,桥梁,港口等基础设施工程尤其严重.许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀,混凝土开裂.有专家指出,我国大干基础设施工程建设的高潮还需延续,而由于忽视耐久性问题,迎接我们的还会有大修的高潮,其耗费将倍增于工程建设时的投资.而其原因却往往是由于混凝土耐久性不足引起的.六、混凝土结构耐久性问题的分析混凝土耐久性问题,是指结构在所使用的环境下,由于内部原因或外部原因引起结构的长期演变,最终使混凝土丧失使用能力.即所为的耐久性失效,耐久性失效的原因很多,有抗冻失效,碱-集料反应失效,化学腐蚀失效,钢筋锈蚀造成结构破坏等.下面作具体分析.七、混凝土的冻融破坏当结构处于冰点以下环境时,部分混凝土内孔隙中的水将结冰,产生体积膨胀,过冷的水发生迁移,形成各种压力,当压力达到一定程度时,导致混凝土的破坏.混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落,严重时可以露出石子.混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关.孔越少越小,破坏作用越小,封闭气泡越多,抗冻性越好.影响混凝土抗冻性的因素,除了孔结构和含气量外,还包括:混凝土的饱和度,水灰比,混凝土的龄期,集料的孔隙率及其间的含水率等.。八、混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法,裹砂法,裹砂石法等工艺,提高混凝土拌合料的和易性,保水性,提高混凝土强度,减少用水量;大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的温度裂缝,收缩裂缝,施工裂缝,建立混凝土的浇筑振捣制度,提高混凝土密实度和抗渗性,重视混凝土振捣后的表面工序,并加强养护,以减少混凝土裂缝.混凝土的施工过程对控制构件外观裂缝,施工裂缝至关重要,应加强施工质量管理,特殊季节施工的混凝土结构,尚应采取特殊措施.九、 结构的日常维护结构在使用阶段,应注意检测,维护和修理,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此,,建立检测和评估体系,及时发现,及时修理,确保混凝土结构的正常使用。参考文献：1、《混凝土结构的耐久性设计方法》 陈肇元 编 《建筑技术》（m）2、《建筑施工技术》