加固设计计算是确保建筑物或结构在承受额外负荷时保持稳定和安全的关键步骤。这一过程通常包括以下几个基本步骤：确定需要加固的结构和其原始设计参数；评估现有结构的承载能力并识别可能的弱点；根据荷载类型（如风载、地震、化学腐蚀等）选择适当的加固方法；进行详细的材料性能分析，以确定合适的加固材料和施工技术；制定详细的施工计划，包括施工顺序、材料供应安排以及施工过程中的安全措施。通过这些步骤，可以确保加固工作既有效又经济，同时满足法规要求和建筑规范。
加固设计计算概述
加固设计计算是在结构加固过程中，为了确保加固后的结构能够满足设计要求，对原有结构和新增结构进行的一系列计算和评估。这些计算通常涉及结构的承载力、稳定性、变形等多个方面。以下是一些关键点：
1. 基本规定
- 承载力评价：在加固前，应根据隧道目前的状态，对原有结构进行承载力评价；加固后，应对结构进行承载力的计算，以满足加固设计要求.
- 综合检测与评估：隧道在运营过程中，会出现多种病害，如渗漏水、裂缝、背后空洞、强度劣化等。加固设计前应对结构进行综合检测和评估，计算时依据当前的隧道状态参数，如隧道衬砌的检测强度、实际厚度、截面有效面积、背后空洞范围等实际参数进行计算分析.
2. 计算方法
- 原有结构的设计标准：隧道结构加固设计计算时，应依据隧道原有结构的设计标准进行计算，同时考虑使用年限和原有结构材料性能综合分析.
- 应力计算：在极限状态下，新加结构的应力由其应变确定，依平截面假定求得应变后，再乘以弹性模量求得新加材料的应力值。当原截面材料达到设计值时，新加材料应力为最大，以此控制新加材料用量.
3. 新增结构的要求
- 变形协调：新增混凝土构件在受力过程中应与原构件保持变形协调，应采取工程措施保证新旧混凝土的变形一致.
- 荷载分配：加固材料与原构件有效结合前，计算时假定原有结构承受所有荷载，包括加固材料自重、施工荷载和注浆压力等；加固材料和原构件有效结合后，认为新构件按照整体承受荷载来进行计算.
4. 病害计算模型
- 裂缝计算模型：素混凝土衬砌受拉区开裂后，认为其开裂部分不能承受拉应力，进行计算时应采用有效面积；钢筋混凝土衬砌受拉区开裂后，认为开裂部分拉应力全部由钢筋承担，该部分混凝土不承受拉应力.
- 套拱加固：采取新增套拱进行结构加固时，加固设计计算补充说明如下：
- 若不嵌入防水板，进行套拱加固设计计算时认为原衬砌和套拱变形协调，即按照整体受力进行计算。
- 若嵌入防水板，套拱加固设计计算采取原结构和套拱分开计算的方法。加固后承载力为两者的和，其中原有结构按照规范相关规定计算承载力，新增套拱根据套型形式采取相应计算方法.
5. 增大截面加固法
- 受弯构件加固计算：在受压区增设现浇混凝土加厚层的钢筋混凝土和素混凝土受弯构件，在加固施工中以原构件为支撑，在其上浇筑混凝土加厚层并与原构件组合。构件的计算时应进一步保证增设现浇混凝土加厚层的受力，同时也为减少新增混凝土加厚层在施工和运营中发生温度、混凝土收缩引起的裂缝，应按构造要求配筋.
- 受拉区加固：在极限状态下，截面受压区边缘混凝土应变达到极限值。受压区混凝土应力图形可简化为矩形计算。新增钢筋混凝土层由于连接构造和受力状态上受到各种因素的影响，导致其强度得不到充分发挥，从安全的角度对新增钢筋混凝土层进行折减.
6. 参考书籍
- 《混凝土结构加固设计计算算例》（第三版）：本书主要根据《工程结构通用规范》GB55001-2021、《混凝土结构通用规范》GB55008-2021、《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB55021-2021等编写。书中包含一百五十余个算例，每个算例除给出了详细的手算过程外，还列出了混凝土构件计算软件SCS的计算结果，两种方法结果得到相互验证，减少了出错几率，便于读者通过算例学习加固设计规范，解决实际问题.
通过以上内容，我们可以看到加固设计计算是一个复杂但系统的过程，需要综合考虑多种因素，确保加固后的结构能够安全可靠地运行。
加固设计计算的基本步骤
隧道加固设计计算案例分析
如何提高加固设计计算效率
加固设计计算中的常见误区
