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越高。尤其是由于外界各種因素的影響,一些建筑出現(xiàn)了某些質(zhì)量問題,但是又由于其地理
位置或者文化因素不能進行拆除,此時就需要對于建筑進行加固以延長其使用壽命。而在加
固的過程中,建筑結(jié)構(gòu)加固設計方法就顯得極為重要。本文主要就建筑結(jié)構(gòu)加固設計的原則
及方法進行相關(guān)的分析研究。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);加固設計;原則方法
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A
引言:
隨著我國工程建設的發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量管理工作越來越受到各建設主管部門的重
視。在人們對建筑設施的要求日益增長的同時,建筑工程的質(zhì)量和安全問題也日顯突出,建
筑物在規(guī)定的時間內(nèi),在規(guī)定的條件下,應滿足安全性,適用性和耐久性的要求。如果出現(xiàn)
任何質(zhì)量或者安全上的問題,就必須及時采取相應的措施進行處理和補救。建筑結(jié)構(gòu)加固設
計是進行建筑加固的基礎(chǔ)所在,只有加固設計的科學合理,才能保證結(jié)構(gòu)加固能夠達到規(guī)定
的要求和標準。建筑與人們的生活息息相關(guān),所以更加引起人們的關(guān)注,在建筑結(jié)構(gòu)加固的
過程中,只有充分把握建筑結(jié)構(gòu)加固設計原則和設計方法,才能使得加固工作達到預期目標,
才能促進建筑功能得到完全實現(xiàn)。
一、建筑結(jié)構(gòu)加固設計的原則
造成建筑結(jié)構(gòu)損壞的原因主要有高溫、腐蝕、振動、風化、和地基沉降等,在對工業(yè)及
民用建筑結(jié)構(gòu)進行加固的時候,需要針對其損壞的原因來采取相應的加固措施,加固工作應
盡量在保證其原建筑結(jié)構(gòu)不受損傷的情況下進行,并且盡量減少對原構(gòu)件的更換或者拆除,
對于有利用價值的構(gòu)件要保留使用。進行建筑結(jié)構(gòu)加固設計的主要原則包括以下兩個方面:
1、選用材料的原則
在進行建筑結(jié)構(gòu)的加固設計時,需要對加固材料進行選擇。一般情況下,加固材料的選
取原則要遵循強度高、質(zhì)量輕、性能好,耐久性高,并且要與建筑原結(jié)構(gòu)材料有良好的相容
性,因此我們在實際操作的時候一般會選擇和原建筑結(jié)構(gòu)材料種類、強度等性能一樣的加固
材料,這是在原設計材料的強度資料完備的情況下的選用原則,而在原設計材料強度資料不
充分或者沒有的情況下,我們就應該對原結(jié)構(gòu)材料的強度進行現(xiàn)行測算,并對其強度等級作
出規(guī)范取值。
2、加固設計的年限
對于建筑結(jié)構(gòu)加固設計的年限,按照規(guī)定是保證其在一定時期之內(nèi)無需進行大面積維
修,并以此作為加固設計的使用年限,也即保證在建筑結(jié)構(gòu)的使用年限里,只需要進行正常
的維護。對于新建建筑的結(jié)構(gòu)加固設計,一般要達到50或100年的使用年限,而對于比較
老舊的建筑,加固使用年限一般為5年到10年左右,不宜太長。
二、建筑結(jié)構(gòu)加固方法分類
一般所需加固的結(jié)構(gòu)大都存在由于結(jié)構(gòu)自身的承載能力因災害(如火災、腐蝕、凍害)
或施工質(zhì)量不到位或功能改變等因素的影響而導致結(jié)構(gòu)承載能力不足的現(xiàn)象,所采用的加固
方法多是從提高結(jié)構(gòu)的有效受力面積出發(fā)(如加大載面法等)減小截面的應力,或者直接改
變結(jié)構(gòu)的受力體系,改變其傳力途徑(如增加支撐法等)從而降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力,最終達
到加固的目的。常用的建筑結(jié)構(gòu)加固方法分為以下幾大類:
1、砌體結(jié)構(gòu)加固方法。主要包括扶壁柱加固法、鋼筋水泥砂漿加固法、加大截面加固
法、外包鋼筋混凝土柱加固法、外包鋼加固法等。
2、混凝土結(jié)構(gòu)加固方法。混凝土結(jié)構(gòu)加固主要可以采用加大截面加固法、外包鋼加固
法、預應力加固法、改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法、粘鋼/碳纖維加固法、全焊接補筋法、套箍
加固法、噴射混凝土補強加固法、植筋法、局部修補加固法等方法。
3、鋼結(jié)構(gòu)加固方法。主要采用改變結(jié)構(gòu)計算簡圖、加大構(gòu)件截面、加強連接法等。
三、建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)
建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)比較廣泛,尤其是混凝土結(jié)構(gòu)的加固施工技術(shù)比較常見,主要包
括以下幾個方面:
1、裂縫修補技術(shù)
該技術(shù)根據(jù)混凝土裂縫的起因、性狀和大小,采用不同封護方法進行修補,使結(jié)構(gòu)因開
裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復;主要適用于已有建筑物中各類裂縫的處理,但對受
力性裂縫,除修補外,尚應采用相應的加固措施。
2、托換技術(shù)
該技術(shù)系托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墻,以下同)、托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)
的概稱。托換技術(shù)屬于一種綜合性技術(shù),由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復位以及廢棄構(gòu)
件拆除等技術(shù)組成,適用于已有建筑物的加固改造。與傳統(tǒng)做法相比,具有施工時間短、費
用低、對生活和生產(chǎn)影響小等優(yōu)點。但對技術(shù)要求比較高,需要由熟練工人來完成,才能確
保安全。
3、碳化混凝土修復技術(shù)
該技術(shù)系指通過恢復混凝土的堿性(鈍化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕
得到遏制的技術(shù)。
4、植筋技術(shù)
該技術(shù)系一項對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù),可植入普通鋼筋,也可植
入螺栓式錨筋,已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程。如:施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離
設計位置的補救,構(gòu)件加大截面加固的補筋,上部結(jié)構(gòu)擴跨、頂升對梁、柱的接長,房屋加
層接柱和高層建筑增設剪力墻的植筋等。
5、混凝土表面處理技術(shù)
該技術(shù)是指采用化學方法、機械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝
土表面污痕、油跡、殘渣以及其它附著物的專門技術(shù)。
四、建筑結(jié)構(gòu)加固設計的方法
建筑結(jié)構(gòu)加固設計的方法一般要以當?shù)氐膶嶋H條件和情況來衡量選擇,要考慮到技術(shù)是
否先進,經(jīng)濟性合不合理來選擇最優(yōu)的加固方法。在建筑結(jié)構(gòu)的體系和構(gòu)件同時存在加固需
求的時候,要以體系加固的設計為優(yōu)先,然后再考慮構(gòu)件的加固設計。在進行不同類型的結(jié)
構(gòu)構(gòu)件加固時,應著重對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和構(gòu)件進行加固,如果一種加固方法的加固效果不夠理想,
可以嘗試采用多種加固方法同時進行加固。
1、外包鋼加固法
外包鋼加固法是在混凝土、砌體等構(gòu)件的4角或2面包以型鋼(常為角鋼、扁鋼或鋼板
等)的一種加固方法,也是一種使用較廣的傳統(tǒng)方法。采用外包鋼加固法能在構(gòu)件截面尺寸
增加不多的情況下,大幅提高構(gòu)件的承載能力。且具有施工簡便、現(xiàn)場工作量較小,受力較
為可靠等優(yōu)點,適于柱、梁、桁架弦桿和腹桿,以及高層建筑的加固。這種方法的不足是用
鋼量較大,加固維修費用較高,且對結(jié)構(gòu)剛度提高不大。
2、混凝土加固
混凝土加固是建筑結(jié)構(gòu)加固設計中比較常見的方法,因現(xiàn)代建筑的原結(jié)構(gòu)材料一般都是
混凝土為主,而根據(jù)加固設計的原則,我們應優(yōu)先使用于原材料一樣的加固材料?;炷良?/p>
固又分為直接加固和間接加固兩種。
2.1直接加固
直接加固也就是在需要加固的構(gòu)件上現(xiàn)澆混凝土,或者對損壞嚴重的構(gòu)件進行混凝土的
直接置換,例如對混凝土的受彎構(gòu)件直接澆筑混凝土,通過增加構(gòu)件截面面積來提高受彎構(gòu)
件的承載力,從而達到加固的效果?;炷恋闹脫Q適用于承重構(gòu)件有嚴重缺陷的情況,其缺
點就是置換工作會比較困難。
2.2間接加固
間接加固又有兩種,一是預應力水平拉桿加固,二是預應力下?lián)卫瓧U加固。第一種方法
是通過利用偏心力來給加固構(gòu)件中間的一起施加水平壓力來克服外部負載彎矩,以減少預應
力混凝土受彎構(gòu)件的外部負載,增強構(gòu)件的抗彎能力;第二種方法是利用預應力支撐桿對混
凝土構(gòu)件進行加固,再通過桿軸向心力產(chǎn)生的外部負載來加強建筑構(gòu)件的承受能力,改變其
原有截面應力,以提高構(gòu)件的承載力。利用預應力下?lián)卫瓧U加固,可以顯著提高構(gòu)件的承載
能力,但是需要進行大幅度的結(jié)構(gòu)加固。
3、增大截面法
增大截面法即增大構(gòu)件的截面面積(混凝土和配筋量),以達到提高構(gòu)件承載能力的一
種傳統(tǒng)的加固方法??蓮V泛用于混凝土、磚混結(jié)構(gòu)的梁板、柱、墻等構(gòu)件的加固。這種加固
方法的優(yōu)點是工藝簡單,技術(shù)較為成熟,可靠性強,且能提高構(gòu)件剛度和穩(wěn)定性。其缺點是
現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護時間長,對生產(chǎn)和生活會造成一定影響,對原有結(jié)構(gòu)的外形和房
屋使用空間會造成一定影響,結(jié)構(gòu)重量的增加又增大了其它相關(guān)構(gòu)件的荷載,故在設計中應
從整體角度考慮。
4、外粘型鋼加固
在進行建筑結(jié)構(gòu)加固設計時,比較常用的還有外粘型鋼加固,要注意的是,在對混凝土
梁進行外粘型鋼加固時,要在混凝土梁截面的四隅粘貼角鋼,如果混凝土梁受壓區(qū)有樓板,
則要用鋼板代替梁頂兩隅的角鋼。
5、外加預應力加固法
外加預應力加固法是采用外設預應力拉桿或撐桿對結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進行加固的方法。它
通過改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布、降低結(jié)構(gòu)原有應力水平來間接提高結(jié)構(gòu)的承載能力。預應力加
固法幾乎沒有改變使用空間,并通過卸載、加固功能消除應力滯后現(xiàn)象而取得較理想的加固
效果。其不足是預加力設備和錨固還待完善,也存在一定的風險。目前主要用于大跨度結(jié)構(gòu)
的加固,以及采用一般方法無法加固或加固效果不理想的大型結(jié)構(gòu)的加固。
6、改變受力體系加固法
為了減小構(gòu)件的計算跨度,常采用增設支點(包括柱支座和彈性支座)和采用托梁技術(shù),
從而改變結(jié)構(gòu)的受力體系,使承載能力得以提高。其優(yōu)點是簡單可靠。不足是易損害建筑物
的原貌和使用功能,減小使用空間。適用于房屋凈空不受限制的較大跨度的梁、板、桁架等
水平結(jié)構(gòu)的加固。
五、結(jié)束語
綜上所述,建筑結(jié)構(gòu)加固設計是延長建筑使用壽命的一種方式,還能保證試用期的安全
性能。在具體的建筑結(jié)構(gòu)加固設計中,要充分把握建筑結(jié)構(gòu)加固的原則,還要制定科學合理
的施工方案,根據(jù)不同的建筑情況選擇合適的加固方法,使得建筑結(jié)構(gòu)加固質(zhì)量得到保證。
參考文獻:
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1.1有效延長建筑的使用時間
使用壽命在房屋建筑工程中是一個非常重要的問題,多數(shù)房屋在使用過程中因為受到使用功能的改變、火災、地基不均勻沉降、超載等不同因素的影響,壽命縮短的很嚴重,而結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的使用正好可以有效延長建筑的使用時間。
1.2增強房屋建筑耐久性
房屋建筑在使用過程中,因為受到多種因素的影響,其耐久性受到了嚴重的影響,結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的使用可以從結(jié)構(gòu)上使建筑物耐久性得到加大。
1.3提高房屋建筑抗震性
作為一種自然災害,地震的發(fā)生為社會發(fā)生造成了嚴重影響,近年來我國地震頻現(xiàn),因此在房屋建筑使用過程中應該對抗震性給予充分重視,結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的使用可以使既有房屋建筑穩(wěn)定性得到大大加強,有效提高建筑的抗震能力,進而更好的與現(xiàn)代社會發(fā)展的需要相適應。
2我國房屋建筑施工加固設計的使用現(xiàn)狀
2.1房屋建筑施工加固技術(shù)體制不合理
目前我國的施工技術(shù)與管理方式比較粗放,同時密集化與專業(yè)化的程度也不高,尚未形成相應的技術(shù)創(chuàng)新體系。在房屋建筑施工過程中應該在技術(shù)人才培養(yǎng)機制上進行不斷的創(chuàng)新,同時對房屋建筑施工技術(shù)體系進行不斷的完善與創(chuàng)新,進行體系建設。正因為房屋建筑行業(yè)存在一定的特殊性,因此不能完全依靠傳統(tǒng)體制,這樣會使產(chǎn)業(yè)升級技術(shù)的更新?lián)Q代受到影響,或者產(chǎn)業(yè)升級速度太慢等問題的存在都會對市場創(chuàng)新受到影響,加上房屋建筑施工技術(shù)在創(chuàng)新上存在一定的滯后性,需要進行大量的創(chuàng)新實踐和運用,這樣才能對施工進度與施工質(zhì)量進行有效保證。值得一提的是,建筑施工技術(shù)創(chuàng)新很容易會不適應實際的市場需求,加上一些新的技術(shù)成果容易受到相關(guān)政策的影響,進而不能及時進入到建筑施工之中。
2.2建筑施工技術(shù)與理念非常落后
科學的理論與正確的理念是行動的先導,在建筑行業(yè)中也是如此,企業(yè)領(lǐng)導、項目負責人以及施工人員在工作中都離不開科學的理論與正確的思想作指導。從目前房屋建筑施工中來看,很多企業(yè)領(lǐng)導者、項目負責人不重視施工技術(shù)、材料的創(chuàng)新性,嚴重忽視了施工過程中的創(chuàng)新理念,在這種情況下,整個工程建設在設計與施工過程中始終沿用著傳統(tǒng)的思路,不重視引進先進的理念與技術(shù),在理念與施工上不能與時代要求相適應。施工企業(yè)嚴重忽視了建筑技術(shù)在創(chuàng)新工作上的重要性,以上這些因素是造成房屋建筑創(chuàng)新性缺乏的重要原因。
3房屋建筑工程中經(jīng)常使用的幾種加固設計技術(shù)
3.1粘貼鋼板加固技術(shù)
這項技術(shù)在建筑加工施工中十分常見,這項技術(shù)的優(yōu)點主要在于加固施工的時間比較短、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不需要加濕、外觀損害比較少等,因此不能對建筑物的正常使用造成影響。但是因為加固技術(shù)的效果主要由建筑結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量所決定,所以粘合的材料與施工水平都會隨建筑物的加固效果產(chǎn)生影響。因此一般來說這種技術(shù)經(jīng)常在鋼筋混凝土構(gòu)件薄弱部位以及受拉區(qū)的靜態(tài)固件中使用。
3.2增補受拉鋼筋技術(shù)
這項技術(shù)主要是指在房屋建筑主體結(jié)構(gòu)中一些受力集中的地區(qū),使受拉鋼筋得到增加,利用這種方法對梁體結(jié)構(gòu)的承載力水平進行改善。在這樣的過程中,增補鋼筋和既有梁體結(jié)構(gòu)之間的連接可以利用全焊接與半焊接等方式來實現(xiàn)。在二者連接的過程中,可以與實際情況相結(jié)合,在干法外包與濕法外包兩種方式之間進行靈活的選擇。
3.3外包型鋼加固技術(shù)
這項技術(shù)主要是指用型鋼外包在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的四角上,這樣一來原來的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力就會得到大大的提高。這種技術(shù)主要可以分為干式與濕式兩種外包方法,一般來說濕式外包型鋼法比較常用,這種方法可以使結(jié)構(gòu)承載力得到有效提高。外包型鋼法的受力非??煽?,同時施工方法也非常簡單,但是需要用到的鋼材量非常大,同時加固施工的成本也非常高,因此,一般房屋建筑的加固不會使用這種方法,而選擇將這種技術(shù)用在建筑物梁、柱等位置上。
3.4碳纖維加固技術(shù)
這項技術(shù)主要是指通過樹脂膠結(jié)合擦聊將碳纖維板粘貼在結(jié)構(gòu)的表面上,通過這種方式促進結(jié)構(gòu)承載力得到提高,這種技術(shù)的優(yōu)點主要在于它的強度比較高、材料的重量比較小,在使用過程中不需要對材料腐蝕等問題進行考慮,此外適用的領(lǐng)域也非常廣,施工材料價格比較低,因此成為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)加固設計中比較常用的一種加固技術(shù)。但是因為這種技術(shù)的耐高溫性能并不強,一般來說要求在溫度環(huán)境60℃以內(nèi)使用,否則就需要采取一些保護性的措施。
3.5預應力加固技術(shù)
這項技術(shù)主要是指利用施加預應力的鋼絞線、鋼拉桿等對結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力進行提高,它是一種集加固、卸載以及改變結(jié)構(gòu)受力于一身的加固方法。因為受到荷載與預應力的雙重作用,使拉桿出現(xiàn)了軸向拉力預應力偏心受壓的情況,在這種情況下構(gòu)件的抗彎能力得到了增加,同時外荷載效應得到了減少,最終使結(jié)構(gòu)受彎變形的程度得到了有效控制,同時也大大提高了構(gòu)件斜截面的承載力。這種技術(shù)的缺點在于在加固施工過程中需要專門的施工機具設備與工序,并要求在60℃以內(nèi)的溫度環(huán)境中應用,否則就需要采取一些保護性的措施。
4結(jié)語
【關(guān)鍵詞】房屋建筑;結(jié)構(gòu)加固;設計;施工管理
前言: 我國房屋建筑業(yè)為我國的國民經(jīng)濟發(fā)展起著一定的推動作用和促進作用。自從實行改革開放以后,我過的經(jīng)濟得到了突飛猛進的發(fā)展。人們的生活水平和生活質(zhì)量得到了顯著提高。物質(zhì)資料獲得了極大的豐富和滿足,對所居住的房屋質(zhì)量和環(huán)境等方面也有所提高。在我過房屋建筑施工過程中要按照國家的有關(guān)規(guī)定和要求對房屋建筑工程進行技術(shù)加固和房屋施工結(jié)構(gòu)的分析。在施工中保證加固水平,這是房屋施工的前提和基礎(chǔ)之一。
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設計原則與方法分析
(1)加固設計原則
高溫、振動、腐蝕、風化以及地基沉降是造成房屋建筑結(jié)構(gòu)損壞的重要原因。在對已遭受損壞的房屋建筑結(jié)構(gòu)進行加固時,必須查明損壞原因,采取有針對性的加固措施。加固設計必須以確保原房屋建筑結(jié)構(gòu)安全為前提,盡量減少或避免拆除、更換原構(gòu)件,同時還要保留具有使用價值的構(gòu)件。
1.選材原則。在房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設計時,合理選擇加固材料,使加固材料滿足強度高、性能好、質(zhì)量輕、耐久性良好等要求,并且保證加固材料與建筑原結(jié)構(gòu)材料具備一定相容性,從而確保加固效果。所以,在選擇加固材料時,應當收集原房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的相關(guān)資料,盡量選擇與原建筑結(jié)構(gòu)材料性能大致相同的加固材料。如果缺失原房屋建筑結(jié)構(gòu)設計資料,那么設計人員應當?shù)焦こ态F(xiàn)場測算原結(jié)構(gòu)材料的強度,并對強度等級進行規(guī)范取值,將其作為選擇加固材料的重要依據(jù)。
2.加固設計年限。在確定房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設計年限時,應當按照相關(guān)規(guī)定確保建筑結(jié)構(gòu)在一定期限內(nèi)不需要再進行大面積維修,即保證建筑結(jié)構(gòu)在使用年限內(nèi)只需要進行簡單維護就能夠保證其安全性。在對新房屋建筑結(jié)構(gòu)進行加固設計時,其加固的使用年限應確定為50a或100a,對老舊房屋建筑結(jié)構(gòu)進行加固設計時,其加固的使用年限應確定為5a-10a。
(2)常用的加固設計方法
在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行加固設計的過程中,加固方法的選擇至關(guān)重要,若是加固方法選擇不當,則無法起到應有的加固效果,為此,在具體選擇的過程中,需要綜合考慮各方面的因素,如房屋建筑結(jié)構(gòu)的實際情況、加固技術(shù)的先進性、經(jīng)濟性等等,并在此基礎(chǔ)上進行必選,從而確定出最優(yōu)的加固方法。當房屋建筑結(jié)構(gòu)整體與局部構(gòu)件都存在加固需求時,應當以整體加固設計作為優(yōu)先考慮對象,而后在考慮局部構(gòu)件的加固設計;在對不同類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加固設計時,應當以關(guān)鍵部位的構(gòu)建加固為主,如果選用的加固方法效果不夠理想,則可以采用多種加固方法聯(lián)合使用,借此來達到預期效果。目前,房屋建筑結(jié)構(gòu)加固中比較常用的方法有以下幾種:
1.粘貼加固法。這是一種比較實用的加固方法,其主要是以纖維復合材作為粘貼材料,此類材料最為顯著的特點是強度高,它的抗拉強度是普通鋼材的幾倍,并且該方法的施工也比較簡單,只需要將纖維復合材粘貼在需要加固的構(gòu)件表面即可,借助材料本身的特點,能夠進一步增強房屋建筑結(jié)構(gòu)的承載力和延展性,從而起到良好的加固效果。此外,該材料還具有非常良好的化學穩(wěn)定性,其耐久性和抗腐蝕性較好,不容易受到酸堿等化學腐蝕,尤其適用于房屋建筑結(jié)構(gòu)表面平整度較差或是結(jié)構(gòu)不規(guī)則的構(gòu)件加固。
2.混凝土加固法。在房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設計中,混凝土加固是最為常見的方法。由于大部分現(xiàn)代房屋建筑的原結(jié)構(gòu)材料都以混凝土為主,所以根據(jù)加固設計的選材原則,應當選用與原結(jié)構(gòu)相同的材料?;炷良庸谭椒ㄖ饕ㄒ韵聝煞N:①直接加固法。該方法是指對遭受破壞的構(gòu)件用混凝土直接置換,或在加固的構(gòu)件上直接澆筑混凝土。如,將混凝土直接澆筑在受彎構(gòu)件上,通過增加受彎構(gòu)件的截面面積,以此增強受彎構(gòu)件的承載力,達到良好的加固效果。在承重構(gòu)件存在嚴重缺陷的情況下,應當采取混凝土置換方法進行加固處理,但是這種置換工作較為困難。②間接加固法。該方法包括預應力下?lián)卫瓧U加固和預應力水平拉桿加固兩種方法。前者主要利用預應力支撐桿加固混凝土構(gòu)件,并利用桿軸向心力產(chǎn)生的外部負載來提高房屋建筑構(gòu)件的承載力。這種加固方法雖然可以顯著提高房屋建筑構(gòu)件的承載力,但是卻需要進行大面積的結(jié)構(gòu)加固,加固成本較高;后者主要利用偏心力對加固構(gòu)件中心施加水平壓力,進而避免外部負載彎矩,通過減少受彎構(gòu)件的外部負載,以達到提高構(gòu)件抗彎能力的目的。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工管理研究
由于房屋建筑結(jié)構(gòu)的加固方法較多,為了便于研究,本文以粘貼加固法為例,對其施工管理進行分析。
(1)粘貼施工前的準備工作
在進行粘貼加固施工前,應當做好以下準備工作:準備好施工中使用的原材料和機械設備,所有施工人員配置到位,同時,到工程現(xiàn)場對加固的特點進行了解,技術(shù)人員應當對施工人員進行安全和技術(shù)交底。
(2)施工技術(shù)要點
1.干燥處理。在進行加固之前,應當確保結(jié)構(gòu)表面干燥,如果表面潮濕,則應當對其進行搞干燥處理,常用的方法是碘鎢燈烘烤,也可以用風機將構(gòu)件表面吹干,在這一過程中,應當確保待加固構(gòu)件的表面濕度不超過70%。
2.表面處理。在粘貼纖維復合材料之前,應當對混凝土構(gòu)件的表面進行相應的處理,將疏松、腐蝕、蜂窩等劣化的混凝土全部清除,并以露出結(jié)構(gòu)層為準,然后采用修復材料對構(gòu)件表面進行修復處理,使表面達到平整。
3.粘貼施工。當構(gòu)件表面處理完成后,將樹脂均勻刷涂在構(gòu)件表面,待樹脂干燥后,便可進行纖維復合材料粘貼。若是多層粘貼時,則應當在上一層干透之后,方可進行下一層粘貼。
(3)施工管理措施
房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工中所使用的碳纖維材料、結(jié)構(gòu)膠必須加強質(zhì)量控制;確保定位放線準確,根據(jù)施工現(xiàn)場原有構(gòu)件尺寸進行放線,盡量減少定位誤差;清理干凈基層,保證基層無油污、無塵土等雜物;加固施工中要避免對鋼筋、孔壁以及結(jié)構(gòu)膠造成污染,確保結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)力;在配置好結(jié)構(gòu)膠后,要立即使用,避免因風化影響結(jié)構(gòu)膠的使用效果。
結(jié)束語
總而言之,房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設計與施工是一項較為復雜且系統(tǒng)的工作,在進行加固的過程中,除了要合理選擇加固設計方法之外,還應當做好加固施工管理,借此來確保施工質(zhì)量。只有這樣,才能使結(jié)構(gòu)加固達到預期中的效果。在未來一段時期,應當重點加大對建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究力度,并在現(xiàn)有加固技術(shù)的基礎(chǔ)上進行不斷改進和完善,并開發(fā)一些新的技術(shù),這對于促進我國建筑業(yè)的穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】建筑工程結(jié)構(gòu);混凝土加固設計;設計原則;方法;應用
一.建筑工程結(jié)構(gòu)與混凝土加固的設計原則
建筑工程結(jié)構(gòu)混凝土加固設計目的主要是提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強度和剛度、穩(wěn)定性和耐久性,提高結(jié)構(gòu)的安全度以減少事故的隱患,保證正常的使用要求。
1、建筑工程結(jié)構(gòu)的設計原則。(1)整體性設計原則。就是要充分考慮建筑物的各種組成部分和各種功能需要,作為一個整體,系統(tǒng)性的研究其構(gòu)成及發(fā)展規(guī)律,從相互依賴、相互結(jié)合、相互制約的整體與部分的關(guān)系中體現(xiàn)建筑的特征和規(guī)律。(2)綜合性設計原則。對建筑系統(tǒng)的研究,我們必須從它的功能、結(jié)構(gòu)、要素、相互關(guān)系等方面進行綜合地考察。在綜合的基礎(chǔ)上進行具體的個體分析。每一個個體的分析結(jié)果都要反饋到上一層次的綜合和整體分析對比中去,按照比較的差異從新進行分析、修改、整合,使部分與整體達到高度的統(tǒng)一。(3)剛?cè)嵯酀瓌t。合理的建筑結(jié)構(gòu)體系除了以上原則以外,還應該是剛?cè)嵯酀摹=Y(jié)構(gòu)剛度過多則可能導致適應變形能力差,強人的破壞力瞬問襲來時,需要承受的荷載很大,容易造成局部受損至最后全部毀壞;如果剛度過柔的結(jié)構(gòu)則容易造成變形過大而導致無法運用甚至全體傾覆。
2、混凝土加固的設計原則??萍嫉倪M步發(fā)展,使得各種先進的技術(shù)、材料、工藝都能使加固方案達到事半功倍的效果,所以一個優(yōu)秀的加固方案不但要在性價比、性能比上下功夫,還要體現(xiàn)其工藝技術(shù)的先進性和科學性。對于混凝土結(jié)構(gòu),宜提高一級強度等級,并加強構(gòu)造和連接措施等,以保證原結(jié)構(gòu)與新混凝土協(xié)同工作。由于高溫、腐蝕、凍融、振動等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞,加固時應采取減小、抵御或排除上述不利水因素影響的對策,保證加固后的結(jié)構(gòu)安全可靠,正常使用。結(jié)構(gòu)加固應盡量考慮經(jīng)濟效果,盡可能做到在不停產(chǎn)的條件下加固,盡量不損傷原構(gòu)件和減少構(gòu)件的拆除,能夠使用的應當保留。加固方案要在滿足加固本身的要求上,多考慮使用新技術(shù)、新材料、新工藝。
二.建筑工程結(jié)構(gòu)中的混凝土加固設計方法
1、直接加固的方法。(1)置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點與加大截面法相近,且加固后不影響建筑物的凈空,但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點,適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。(2)粘貼纖維增強塑料加固法。外貼纖維加固是用膠結(jié)材料把纖維增強復合材料貼于被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域,使它與被加固截面共同工作,達到提高構(gòu)件承載能力的目的。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點外,還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點,但需要專門的防火處理,適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。(3)粘鋼加固法。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件外部粘鋼加固是在構(gòu)件承載力不足區(qū)段(正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面)表面粘貼鋼板,這樣可提高被加固構(gòu)件的承載力,且施工方便。(4)有黏結(jié)外包型鋼加固法。外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊,外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應采用濕式外包法。(5)繞絲法。該法的優(yōu)缺點與加大截面法相近,適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固,或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。(6)錨栓錨固法。該法適用于混凝土強度等級為C20-C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固,不適用于已嚴重風化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。
2、間接加固的方法。(1)增加支承加固法。增設支點加固法是通過減少受彎構(gòu)件的計算跨度,達到減少作用在被加固構(gòu)件上的承載效應,提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。該法簡單可靠,但易損害建筑物的原貌和使用功能,并可能減小使用空間。(2)預應力加固法。①預應力水平拉桿加固法。預應力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件,由于預應力和新增外部荷載的共同作用,拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力,該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上,在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用,該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩,減少了外荷載效應,從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。
三.建筑工程結(jié)構(gòu)中混凝土加固設計的應用
1、混凝土柱的加固設計。對混凝土柱的加固設計應根據(jù)柱子外觀表現(xiàn)、現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果以及室內(nèi)的工作結(jié)果。判明混凝土柱破壞的原因,從而采取各種不同的加固方法,及時對受損壞的混凝土柱進行加固處理。(1)預應力撐桿加固法。預應力撐桿加固框架柱是種簡單又快速的加固方法,能有效地提高軸心受壓或偏心受壓柱的承載力,預應力撐桿有單側(cè)和雙側(cè)兩種:單側(cè)撐桿適用于受壓筋配筋量不足或混凝土強度過低、彎矩不變號的偏心受壓柱加固;雙側(cè)撐桿適用于需變號的偏心受壓及軸心受壓柱加固。(2)置換加固法。置換法是一種針對柱子混凝土部分進行處理而提高承載力的方法,采用這種方法時一般不考慮原鋼筋利用率的折減。該方法普遍用于混凝土柱因火災或其它破壞而導致混凝土強度下降引起柱承載力不足的情況。(3)增大截面法。增大截面法又稱外包混凝土加固法,是一種使用最廣泛的加固柱子方法,在條件允許的情況下,是一種最可靠的傳統(tǒng)加固方法,它可以同時增加原有柱的截面面積和配筋量,能較大幅度的提高原有柱的承載能力和剛度,尤其是原柱加固后更符合規(guī)范所倡導的強柱弱梁的設計原則,具有更好的抗震性能。(4)外包鋼加固法。所謂外包鋼加固,就是在混凝土的四角或兩面包以型鋼的一種加固方法,它的優(yōu)點是構(gòu)件的截面尺寸增加不大,但原柱的載力能力提高較大,這種方法特別適用于構(gòu)件外形受限制,不宜增加太多的情況。對于方形或矩形柱采用四周包角鋼并在橫向加綴板的方法,而對于圓柱或其它弧形柱則用扁鋼加套箍的方法進行加固。
2、混凝土梁、板加固的設計。(1)增大截面加固法。,是指在原受力構(gòu)件的單側(cè)或雙側(cè)澆注一層混凝土來增大原混凝土構(gòu)件的截面面積,同時加配一定數(shù)量的鋼筋以達到提高原構(gòu)件承載能力的方法。增大截面法的加固效果與多種因素有關(guān),加固時的施工工藝以及是否對原結(jié)構(gòu)進行卸荷處理將直接影響到加固工作的成敗。(2)增補受拉鋼筋法。對于承載力要求增加不大、經(jīng)驗算其截面高度滿足要求的梁,只須適當增設受拉主筋即可。后補的鋼筋可以直接焊在原梁的鋼筋上。增補受拉鋼筋法可分為全焊接補筋和半焊接補筋和黏結(jié)法三種。(3)黏貼加固法。黏貼加固法是用黏結(jié)劑(結(jié)構(gòu)膠)將鋼板或其他高強材料(如碳纖維、玻璃纖維)黏在需要加固的部位,以提高構(gòu)件的抗彎、抗剪承載能力,亦可提高構(gòu)件的剛度和整體性。該方法始于20世紀60年代,它不僅用于建筑,同時也用于橋梁、公路的加固。
結(jié)束語
建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)加固設計是一個繁瑣而技術(shù)含量較高的工作,進行工程施工時應根據(jù)實際條件選擇適宜的加固方法,最大限度地達到使用要求,實現(xiàn)預期的加固效果。
參考文獻: