在加固設(shè)計(jì)中，荷載考慮至關(guān)重要，需明確既有結(jié)構(gòu)上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009的規(guī)定，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值按實(shí)測(cè)尺寸或結(jié)構(gòu)詳圖估算確定，對(duì)于承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件，加固時(shí)荷載由原構(gòu)件單獨(dú)承擔(dān)，加固后新舊截面共同工作，不考慮塑性變形后的應(yīng)力重分布，且加固前后應(yīng)力之和不大于鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；承受靜力或間接動(dòng)力荷載的構(gòu)件，可考慮應(yīng)力重分布并按加固后整個(gè)截面計(jì)算承載力，但引入折減系數(shù)。

一、荷載增加的原因及對(duì)結(jié)構(gòu)影響的考慮

• 荷載增加的原因
  • 建筑用途改變：隨著時(shí)間推移，建筑物的使用目的可能發(fā)生變化，例如住宅改為商業(yè)用途，會(huì)導(dǎo)致人流量、設(shè)備重量等荷載增加。這是因?yàn)樯虡I(yè)活動(dòng)往往涉及更多的人員聚集、更大型的設(shè)備擺放等，從而使建筑物承受的活荷載顯著提高。
  • 結(jié)構(gòu)使用功能變化：例如原本僅用于儲(chǔ)存輕型物品的倉庫，改為儲(chǔ)存重型機(jī)械或貨物，對(duì)樓板、地面等結(jié)構(gòu)的荷載要求就會(huì)大幅增加。這種功能變化會(huì)使結(jié)構(gòu)在使用過程中承受的荷載超出原設(shè)計(jì)值。
  • 室內(nèi)裝修裝飾要求提高：在裝修過程中，可能增加一些較重的裝飾構(gòu)件，如大型吊燈、厚重的石材墻面等。這些裝飾性的附加物會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來額外的荷載，影響結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。
  • 生產(chǎn)技術(shù)工藝改革：在工業(yè)建筑中，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)可能引入更大型、更重的生產(chǎn)設(shè)備，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)所受荷載增加。例如，工廠從傳統(tǒng)小型設(shè)備更新為大型自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備，設(shè)備的重量和運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)力荷載都會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大壓力。
• 荷載增加對(duì)結(jié)構(gòu)的影響
  • 內(nèi)力重分布：當(dāng)建筑物荷載增加時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的力會(huì)重新分布。原本按照原設(shè)計(jì)荷載計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力平衡被打破，某些構(gòu)件可能由原來的低應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邞?yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力情況變得復(fù)雜，部分構(gòu)件可能出現(xiàn)強(qiáng)度不足的問題。
  • 強(qiáng)度和剛度問題：荷載增加可能使原結(jié)構(gòu)的某些構(gòu)件強(qiáng)度不能滿足承載力要求，同時(shí)剛度也可能無法滿足正常使用要求。例如，樓板在增加荷載后可能出現(xiàn)過大的變形，梁可能出現(xiàn)裂縫甚至破壞，柱子可能出現(xiàn)受壓失穩(wěn)等情況。

二、不同加固設(shè)計(jì)中荷載的考慮方法

• 混凝土結(jié)構(gòu)加固
  • 增大截面法
    • 原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度要求：原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于C10。在考慮荷載時(shí)，需要根據(jù)增荷后的結(jié)構(gòu)要求，計(jì)算出增大截面后的構(gòu)件應(yīng)能承受的荷載總量。增大截面可以增加截面有效高度，從而提高構(gòu)件正截面抗彎、斜截面抗剪能力，增加剛度以滿足新的荷載要求。例如在對(duì)梁進(jìn)行加固時(shí)，要根據(jù)梁上增加的荷載（如新增設(shè)備重量、活荷載的增加等）計(jì)算出需要增加的截面尺寸，以確保梁能夠安全承載新的荷載。
  • 外粘型鋼加固法：在考慮荷載時(shí)，要評(píng)估原結(jié)構(gòu)在增加荷載后的受力狀態(tài)，確定型鋼的粘貼位置、數(shù)量等。需要根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際承受的荷載（包括新增荷載），分析型鋼與原結(jié)構(gòu)共同工作時(shí)能夠承擔(dān)的荷載總量，確保加固后的結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度和剛度要求。
• 鋼結(jié)構(gòu)加固
  • 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的加固
    • 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖確定：根據(jù)結(jié)構(gòu)上的實(shí)際荷載、構(gòu)件的支承情況、邊界條件、受力狀況和傳力途徑等確定計(jì)算簡(jiǎn)圖，并適當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)實(shí)際工作中的有利因素，如結(jié)構(gòu)的空間作用、新結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)的共同工作等。在考慮荷載時(shí)，要準(zhǔn)確分析實(shí)際作用在結(jié)構(gòu)上的荷載類型（恒載、活載、風(fēng)載、雪載等）及其大小、分布情況，將這些荷載合理地反映在計(jì)算簡(jiǎn)圖中，以便準(zhǔn)確進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和加固設(shè)計(jì)。例如在對(duì)鋼屋架進(jìn)行加固時(shí)，要考慮屋面恒載（如屋面板、保溫層等重量）、活載（如維修人員和設(shè)備重量）、風(fēng)載等荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，根據(jù)這些荷載重新確定計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。
  • 加大桿件截面加固
    • 結(jié)構(gòu)實(shí)際有效截面計(jì)算：考慮結(jié)構(gòu)的損傷、缺陷、裂紋和銹蝕等不利影響，按結(jié)構(gòu)的實(shí)際有效截面進(jìn)行計(jì)算。在考慮荷載時(shí)，要根據(jù)加大截面后的桿件能夠承受的荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于桿件截面加大，其承載能力會(huì)提高，要根據(jù)結(jié)構(gòu)增加荷載后的需求，確定合理的截面加大尺寸，使加固后的桿件能夠安全承載新的荷載情況，同時(shí)還要考慮加固部分與原結(jié)構(gòu)共同工作的特點(diǎn)，對(duì)其總的承載能力予以適當(dāng)折減。

三、荷載取值的考慮

• 按規(guī)范取值
  • 對(duì)于原結(jié)構(gòu)按舊規(guī)范取值的情況：如原結(jié)構(gòu)是按《工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(TJ9 - 74)取值時(shí)，在鑒定階段對(duì)結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算仍按該規(guī)范取值，但經(jīng)確定需要加固時(shí)，則加固驗(yàn)算應(yīng)按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。這是為了確保加固設(shè)計(jì)符合當(dāng)前的安全標(biāo)準(zhǔn)，考慮到現(xiàn)行規(guī)范在荷載取值、組合等方面更加科學(xué)合理，能夠更好地反映實(shí)際荷載情況和結(jié)構(gòu)的安全需求。
  • 建筑功能改變時(shí)的取值：當(dāng)原結(jié)構(gòu)加固后建筑功能改變時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況并按現(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。因?yàn)榻ㄖδ芨淖兒?，荷載類型、大小和分布等都會(huì)發(fā)生變化，需要按照新的功能要求和現(xiàn)行規(guī)范準(zhǔn)確取值，以保證加固后的結(jié)構(gòu)安全可靠。
• 實(shí)測(cè)確定荷載
  • 對(duì)于不符合《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定或未作規(guī)定的永久荷載（如積灰、安裝荷載、異型設(shè)備、管道、支架重量及吊車使用荷載等），可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行抽樣實(shí)測(cè)確定。抽樣數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定，但不得少于五年，且應(yīng)以其平均值乘以1.2的系數(shù)作為該永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。通過實(shí)測(cè)能夠更準(zhǔn)確地獲取這些特殊荷載的大小，為加固設(shè)計(jì)提供可靠的荷載數(shù)據(jù)依據(jù)。

加固設(shè)計(jì)中荷載增加的常見原因

荷載增加對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響分析

混凝土結(jié)構(gòu)加固的荷載考慮要點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的荷載取值方法