加固设计中存在的问题及加固设计要点

1、加固设计中存在的问题及加固 设计要点 日期:灾后加固设计中存在的问题及加固设计要点王国勤黄振民5. 12汶川地震后,地震灾区的大量房屋出现不同程度的震害现象,为了标准灾后恢复重建工作,四川省人民政府、四川省建设厅结合四川地震灾区的具体情况,制定、下发了指导灾后恢 复重建工作的相关文件.由于鉴定单位、设计单位对于文件的相关规定在理解和应用过程中出现 偏差,致使一些加固设计不能满足相关规定,现将加固施工图设计文件审查中发现的问题进行汇 总,供设计单位在加固设计中参考.1. 加固设计依据某些加固设计图中未明确设计依据,或者设计依据不完整,甚至于有些设计人员未阅读过四 川省人民政府226号令、四川省建

2、设厅3 6号文件,造成加固设计不符合政策规定 ,不满足相关规 范的规定.设计人员应认真阅读、理解、体会相关政府文件的规定,在加固设计中按以下设计依 据进行加固设计：1.1?汶川地震灾区城镇受损房屋建筑平安鉴定及修复加固撤除实施意见?四川省人民政府令第226号1 . 2?四川省建设厅关于开展全省地震灾区城镇受损房屋建筑抗震鉴定修复加固工作的通知?川建发20213 6号1.3 “关于贯彻执行省人民政府令第226号?汶川地震灾区城镇受损房屋建筑平安鉴定及修复加固撤除实施意见?的通知川建发202152号1 . 4原设计图、设计变更文件或竣工图,鉴定报告.1. 5 川建发2 00836号文件第四条、第六

3、条规定的标准、规程,四川省人民政府令第2 26号第十四条规定的标准、规程, ?四川省建筑抗震鉴定与加固技术规程?D B5 1/ T 5 0 5 9 -2021, 以及加固设计依据的相关技术标准、规程、指南.2. 政策的主要条文理解正确理解政策的相关规定,做到加固设计科学、平安、合理、经济,结合加固设计中对政策文件中容易引起理解问题的条文说明如下：2.1按四川省人民政府令第2 26号第十条规定加固设计的范围规定：应急评估为中等破坏、 严 重破坏的建筑物,经鉴定需要加固、且具有加固价值的建筑物,根据鉴定结论与鉴定报告的建议 进行加固.2. 2 按四川省人民政府令第22 6号第十六条规定加固设计的资

4、质规定:工程的原设计单位或具有建筑工程设计乙级及以上资质的工程设计单位承当与资质许可范围内相对应的工程加固设计,丙级设计单位只能承当自己原设计工程的加固设计；按四川省人民政府令第22 6号第十九条规定：房屋所有权人或委托人委托有相应资质的工程设计单位进行房屋建筑加固设计.2 . 3按四川省人民政府令第2 2 6号第十七条规定加固设计的技术规定：2.3 . 1应急评估或鉴定结论为根本完好、稍微受损房屋,按房屋修建时的抗震设防要求和抗震设计标准,通过修复施工,恢复到震前状态.本类工程不需要进行加固设计审查.2. 3.2中等以上破坏、具有加固价值的,根据地震后国家新公布的抗震设防要求和房屋 修建时的

5、抗震设计标准进行加固.其中,根据地震后国家新公布的抗震设防要求是指新修订的抗震设防分类、抗震设防烈度、抗震设防地震动参根本地震加速度、特征周期、设 计地震分组等进行抗震计算其计算原理、方法可根据第1 .5条所要求的对应标准进行 计算,也可根据GB5 0 01 1 -20 0 1标准进行计算,对于承载力、变形不满足规定的构件进行加固；根据房屋修建时的抗震设计标准进行加固是指根据川建发200 8 36号文件第四条、第六条规定的标准 即：1 9 9 2年7月1日以前设计的建筑工程,执行?建筑 抗震鉴定标准?GB500 2 3-95或?建筑抗震设计标准?GBJ11 89;19 9 2年7月1日至20

6、0 1年12月31日之间设计的建筑工程,执行?建筑抗震设计标准?GBJ 1 1 -89 ; 2003年1月1日以后设计的建筑工程,执行?建筑抗震设计标准?GB50011- 2 0 0 1 2 008年版；各阶段设计的建筑工程也可以按?四川省建筑抗震鉴定与加固技术规程?DB51/D5 0 5 9-2021的相关规定执行进行抗震举措加固.举例：1992年7月1日以前设计的绵竹市某住宅楼,其原设计根据?工业与民用建筑抗震设计标准?T J11 -78的6度抗震设防要求进行设计,加固设计的计算应根据抗震设防分类为标准设防类、抗震设防烈度7度、 根本地震加速度0 .15g、特征周期0 . 40s、设计地震

7、分组二组进行地震作用效应计算,根据?建筑抗震鉴定标准?GB 5 0023-95的抗震设防分类为标准设防类、抗震设防烈度7度的要求进行抗震举措加固,对于计算不满足规定的构件进行构件加固.2.3 . 3工程技术举措无法执行或不能到达国家新公布的抗震设防要求的,应当进行结构补强.本条是指无法归类的混乱结构体系、构件配筋率等无法到达相关标准的规定时,进行结构补强.此类补强应该根据实际建筑物,根据概念设计原理进行结构或构件的延性加固,在保证构件承载力 其地震作用效应按新修订的抗震设防分类、抗震设防烈度、抗震设防地震动参计算的最低要求根底上,尽量增加结构或构件的延性.2.4按四川省人民政府令第 226号第

8、十八条规定：对其规定范围的建筑物必须根据国家新公布的 抗震设防要求和新的抗震设计标准等标准进行加固设计.举例：1991年7月1日以前设计的绵竹市某教学楼,其原设计根据?工业与民用建筑抗震设计标准?TJ11-78的6度抗震设防要求进行设计,加固设计的计算应根据抗震设防分类为重点设防类、抗震设防烈度 7度、根本地震加速度 0.15g、特征周期0 . 4 0 s、设计地震分组二组进行计算,根据?建筑抗震设计标准?GB 5 0 01 1 -200 1 20 0 8年版的抗震设防分类为重点设防乙类、抗震设防烈度 7度要求的举措即抗震设防烈度为8度的抗震举措进行抗震加固,对于计算不满足规定的构件进行构件加

9、固.2 .5按G B50223-20 0 8规定,不属于特殊设防类、重点设防类的建筑,但产权人要求提升抗震 设防分类的,可以根据川建发20 083 6号文件第四条、第六条规定的标准,并按对应标准的 抗震设防分类进行抗震举措加固设计,也可根据新公布的抗震设防要求和新的抗震设计标准进行加固设计,但均应按新修订的抗震设防分类、抗震设防烈度、抗震设防地震动参计算地震作用效 应.2 .5由于地震具有的随机性、不确定性,每次地震的震源深度、波长、周期、加速度、纵波横波分量的不同,其造成震害的结构类型、结构构件将不同.本次未造成震害的结构或构件,并不 代表一定是平安的,因此对于计算不满足规定的完好或根本完好

10、构件或结构也必须进行加固.3 加固设计的具体步骤及程序在加固设计过程中要对各类问题进行逐项分析,保证工程的所有缺陷、问题能够克服,不得遗漏.现总结加固设计的步骤如下：3 1认真阅读?鉴定报告?,针对鉴定报告的结论与建议,结合以下步骤确定加固方案.3 2分析原设计图纸,针对原设计的缺陷确定原设计缺陷的加固方案.3 . 3根据原设计图纸、现场实际状况,针对原施工缺陷确定施工缺陷的加固方案.3 .4根据原设计图纸、现场实际状况、鉴定报告 ,进行震害裂缝、断裂、损毁分析,确定构件 震害的恢复加固方案.3 .5根据原设计图纸、现场实际状况、鉴定报告、 川建发202136号文件第四条、第六条规定 的标准,

11、确定抗震举措例如：砖混结构的层数、高度、高宽比、构造柱布置、圈梁布置等的加固方案.3.6根据原设计图纸、现场实际状况、鉴定报告的检测数据,依据GB5022 3 -2021确定抗震设防分类,依据GB50011-2 001 2021年版确定地震动参,根据GB50223-2021抗震设防分类的地震 作用计算规定进行构件地震作用效应计算.经过计算,确定承载力或变形不满足标准规定的构件,对不满足标准规定的构件确定其加固方案.3.7对不满足标准规定的构件,按确定的加固方案进行加固计算.3. 8考虑地震作用效应,当加固构件的刚度变化引起结构构件内力变化明显时建议按内力变化幅度为5%作为界限,应进行加固方案的

12、结构整体计算及验算.3 .9根据以上确定的加固方案及工艺进行加固设计的施工图绘制.3.10加固设计图纸报请施工图设计文件审查机构进行审查,依据审查意见修改加固设计图纸4 .加固设计及其加固本钱限制加固方案应满足相关政策、标准要求,尽量减少加固的工作量,做到经济合理、方便施工,避免工程加固后出现刚度突变、薄弱层等抗震不利现象,保证结构的承载水平、变形水平、抗裂性 能、稳定性能、耐久性能及抗震性能.各类裂缝以恢复性加固方案为主；强度、刚度、抗裂性、 稳定性、耐久性缺乏的构件可采取外包加固为主的方案；抗震性能依标准规定的举措进行加固,保证加固后的结构具有足够的延性.4 .1采取恢复性加固克服震害缺陷

13、 ：其加固方案应根据构件的受力特点、构件的破坏形态、构件 的裂缝宽度、构件的变形状况,采取区别对待的原那么进行加固；对于碎、松或裂缝较大的结构构 件或部位宜采用可靠的化学胶凝方法胶凝现状,尽量防止凿除、撤除引起内力重分布的方法,本着胶凝现状、外包加固的原理进行加固；当构件变形不满足相关标准规定时,应采取可靠方案,使变形复位后进行加固.举例:砼构件的裂缝宽度小于0 . 3mm 时,采取外表封闭处理方法；砼构件的裂缝宽度大于0 . 3mm小于3mm时,采取化学灌浆加固方法；砼构件的裂缝宽度大于 3mm ,且构件变形不满 足标准规定,那么优先进行变形复位,采取化学灌浆方法结合碳纤维加固方法进行加固.

14、4 .2原设计、原施工的缺陷加固：在加固设计中,对原设计存在的缺陷、原施工存在的缺陷必须 克服,本次地震的许多震害现象是由于原设计或原施工存在的缺陷引起的.在加固设计中针对不 同的原设计缺陷、原施工缺陷采取对应的加固或改造方案进行加固或改造设计.举例1:砖混结构的原设计 6m大梁,在梁支座处的砖柱处未设置梁垫块,在加固设计中就应该对梁支座进行局压计算,当不满足局压承载力时应对梁支座采取加固举措；举例2 :某砖混教学楼的7 .2m大梁端部墙体设置砼构造柱,原设计根据框架的相关构造进行设计,在加固设计中就 应该采取举措或使梁支座改变为铰支座,或加固构造柱形成框架受力体系；举例3:某砖混教学楼为L型

15、严重平面不规那么结构,楼梯间居于L型平面的纵横向交点处, 在加固设计中优先在梯间位置设 置抗震缝,将一个复杂的结构单元改造为两个简单的结构单元.4.3构件承载力、变形不满足标准规定的加固：应根据原设计图纸、工程现状和当前载荷要求进行计算,当构件的承载力、变形不满足相关标准、规程的规定时,必须对不满足规定的构件进行加固.构件的加固设计中,特别注意不能形成结构体系的刚度突变、薄弱层等抗震不利现象,因此应优先采用不增加构件刚度截面的方法进行加固.举例：某家带店工程的底层,其纵向刚度不满足规定,刚度严重不均匀,加固设计对底层砖墙采用砼夹板墙进行加固,并新增钢筋混凝土墙段调整刚度的不均匀性,所加固部位对

16、应的二层及以上墙体的承载水平满足标准规定,但上部墙体地震时造成裂缝.其加固设计就应该对一层 墙体进行侧向刚度加固,上部墙体仅需要进行裂缝的恢复性加固.4.4抗震举措加固：根据原设计图纸、现场实际状况、鉴定报告、川建发2 00 8 36号文件第四条、第六条规定的标准,对于不满足抗震举措要求的房屋进行抗震举措加固.举例：2003年设计的某中学五层砖混外廊式教学楼,高度18 . 5 m,震后按抗震设防分类为重点设防类、抗震设防烈度为7度进行抗震加固,其高宽比、构造柱布置、圈梁布置均满足GB5 0 0 11 - 2 0012 0 0 8年版的8度抗震设防举措规定.根据GB500 1 1-20012 0

17、 08年版的第7.1 . 2-1、7 . 1 .2 -2、7 . 3.1-2、7 . 3.1 3条规定,该教学楼的层数、高度不满足 GB50011-20012021 年版的规定,因此教学楼加固设计中必须要求撤除顶层、加固后使用.4. 5注意加固设计构造举措：加固设计不属常规设计,设计人员对相关标准、标准、材料指标了解、理解的不够深入,有些加固方法目前尚未制订统一标准,构造举措常被遗漏.建议在加固设计中结合?砖混结构加固与修复?03SG611?混凝土结构加固构造 ?06 S G311 1等图集进行加固设计.4. 6加固构件加固完成后,存在加固构件应力滞后的问题,在加固设计中尽量保证新老结构的共同

18、受力,加固前能够卸除的荷载尽量卸除.可采用千斤顶反向加荷的卸荷方式,也可采用移去活荷载、防止施工荷载的简单卸荷方式进行卸荷.4.7加固修复如果改变了使用功能或建筑外观,应根据当地政府的规定,遵守城市总体规划要求.5. 加固设计的计算书编制加固设计的计算书,是作为加固施工图设计文件审查的重要依据,是加固设计的重要组成部分.计算书一般需要包含以下内容：5.1描述建筑物的设计年代、修建年代、原设计根本参数、原设计的构件材料强度等级、震害情 况、鉴定结论.5.2描述加固设计的相关参数、加固设计的相关统计数据、加固计算的工程或内容.5. 3 描述加固完成后的抗震设防目标及加固后的设计使用年限.5. 4详

19、细描述结构整体加固计算所依据的标准、原理、方法,描述构件加固计算所依据的标准、 原理、方法.当计算原理、方法不属于相关标准、规程、软件规定的计算条件范围时,应标注计 算原理、方法所依据的相关论文、资料,并将论文、资料的复印件作为计算书附件,以便于加固施工图设计文件的审查.5 .5 计算书应包含对原工程进行复核计算的相关计算成果,依据计算成果,确定并标注承载力、变形不满足相关规定的构件.5 .6承载力、变形不满足相关规定的构件,计算书应包含其相关的加固设计计算成果.5 . 7当加固构件的刚度变化引起结构构件内力变化明显时,计算书应包含结构整体计算及验算的相关计算成果.5. 8加固设计如果改变原设

20、计使用功能或使用状态,还应提供相关的复核计算成果.6. 加固设计总说明的内容加固设计总说明,在指导加固施工中起到重要的作用,作为加固施工图设计文件审查的重要 依据,应该在加固设计中引起足够的重视.一般需要包含以下说明内容：6. 1概述：描述建筑物的设计年代、修建年代、结构类型、层数、高宽比及相关几何参数,描 述原设计根本参数、震害情况、鉴定结论；描述加固设计的根本参数、加固完成后的抗震设防目标及加固后的设计使用年限.加固设计如果改变原设计使用功能或使用状态例如：改变原设计的使用荷载限制,还应该针对改变的原因进行说明.6. 2设计依据：应列具加固设计依据的政策文件及文件号,依据的标准及标准版本,

21、依据的原设计 图、设计变更文件或竣工图,依据的检定报告名称及鉴定单位.6 .3加固的部位、构件：结合加固详图,描述该加固设计所涉及的内容、部位、构件.6 .4加固材料：依据相关标准、规程、材料标准,对该加固工程所使用加固材料的规格、指标、 参数进行详细规定.6 .5 加固工艺：分别详述该加固工程不同加固方法对应的加固工艺,对加固工艺的操作流程、使用设备、技术举措、施工要点、考前须知、平安举措等进行详细说明.6.6免责内容：6.6.1工程技术举措无法执行或不能到达国家新公布的抗震设防要求的加固内容,要注明是根据四川省人民政府令第 226号第十七条规定进行加固,并描述结构体系或构件补强后 ,其相关

22、承 载水平、变形水平、抗裂性能、稳定性能、耐久性能及抗震性能方面的改善情况.6.6 . 2明确要求加固施工之前,对现场所有构件、部位进行详细调查,并做好记录,对于加固设计未涉及的缺陷及震害现象,要求及时报设计单位补充相关加固设计；当发现严重缺陷时,应立即停工,并会同业主与设计单位及时处理.6.6.3 由于是震后加固,可能存在未发现的缺陷,因此对于现场发现的缺陷、使用过程发现的缺陷要进行相关规定；要按?钢筋混凝土结构加固设计标准?GB50 367- 2 00 6第3. 1 . 7 -3条要求进行定期检查.6 . 6 .4在加固过程中可能发生强余震,应规定强余震发生时的相关举措及要求.6.6 .5

23、改变加固工程使用环境及用途时,应明确技术鉴定及设计同意事项.7 加固设计常见问题在施工图设计文件审查过程中,存在各类加固设计的问题,现针对一些共性问题归纳如下：7. 1加固设计计算书存在的问题7. 1.1计算书无相关责任人员的签名、注册结构师签章、设计单位签章；甚至于有些设计 单位不知道需要有加固计算书.7.1.2计算书无相关的说明及数据统计.7.1.3计算参数取用错误；采用的构件强度等级高于原设计值；鉴定报告未对构件强度等级 进行鉴定,在直接引用原设计的强度等级计算时必须慎重.7. 1.4荷载大于原设计荷载时,应复核根底及相关构件.7.1. 5由于缺乏原设计资料、或原设计资料不全、或工程经过

24、改造,结构平面与现场实际不符,构件布置与原设计或与现场实际不符7.1.6未提供原设计的复核计算、或未提供加固构件的加固计算,应提供加固后的结构整体 复核计算但未提供.7 .1.7修复的震损构件,加固后进行承载力验算时,原结构局部的承载力应按相关加固标准规定进行折减；构件加固计算未按相关加固标准规定的方法、原理进行计算.7 .2加固设计总说明存在的问题7 .2.1说明的内容不完整完整性见第6节要求,无法正确指导加固施工.7. 2 . 2设计依据不完整,或引用的标准、规程错误.7 . 2.3加固所用材料不应指定厂家及品牌.7.2. 4 规定的加固材料强度等级低于该构件原设计的强度等级.7 . 2

25、.5特殊部位加固用的普通砼应采用微膨胀砼.7.2 . 6未明确相关的锚固、搭结长度.如：化学植筋的锚固长度.7 . 3设计图存在的问题7.3.1加固设计漏项例如：女儿墙、雨棚、屋顶烟囱等 非结构构件的抗震构造、做法原设计不合理,需要撤除或采取加固举措,但加固设计图纸漏缺其加固设计项.7 .3.2构件外包加固前,未要求对构件震害的裂缝、漏筋、碎、断等缺陷进行恢复性加固7. 3. 2构件的缺陷未根据构件受力状态、裂缝宽度、裂缝状态区分加固方法例如：有些加固设计中,只要砖墙出现裂缝就全部采用水泥钢丝网进行整片墙体的加固7 .3.3外包加固后形成结构体系的刚度突变或框架结构的薄弱层.7.3.4 采用无

26、法实现的托梁加固方法进行结构加固.7.3. 5加固设计的构造节点不完整、或不合理例如：外包水泥钢丝网砖墙加固,未表达穿越楼层构件的构造做法、未表达根底构造做法.7.3. 6只有加固详图,无相关的索引标注例如：需要加固的构件未从结构平面图索引至相关的加固详图.7 .3. 7 加固的工艺种类过多例如：可以统一采用碳纤维加固工艺,但设计既有碳纤维加固工艺,也有粘钢加固工艺.7.3. 8作为抗震不利的楼梯间,未对楼梯间进行必要的加固例如：未对悬挑楼梯、预制楼 梯进行加固.7.3 .9仅进行恢复性震害加固设计,未进行抗震设防举措的加固设计.7 .3. 10空心砌块、多空砖砌体墙体的裂缝未进行恢复性加固就

27、采取外包方式进行加固,或采用无法实现的压力灌浆方式进行墙体裂缝的恢复性加固.8. 其它相关问题震后建筑物的加固工作是个庞杂的社会工作和技术工作,在灾后重建中会出现各类不同的问题,针对一些代表性的问题建议如下：8. 1落地横墙超过二层横墙数量 60%勺家带店建筑物加固设计：有加固价值或必须加固使用 的家带店建筑物,其横向接近砌体结构特性,纵向接近底框结构特性,本类结构在加固设计中注意以下问题：8.1 . 1底层纵向与二层纵向刚度比应满足GB500 1 1 -20012021年版第7. 1. 8 -3条规定.8.1.2加固后尽量使一层刚度均匀、对称,特别注意一层纵向刚度的对称性、均匀性加固.8 .1.3 纵向与横向侧刚比限制在0. 5 - 1. 0之间.8.1. 4 一层两外纵墙侧刚比之和与纵向总侧移刚度比限制在0.4-1.0之间.8.1.5 一层两外纵墙的侧刚比限制在0.7- 1.0之间.8. 1 .6当采用钢筋砼墙进行侧向刚度加固时,其最小宽度不小于0 . 8 m;当采用组合墙体进行侧向刚度加固时,