聊城市恒信规划建筑设计研究院山东聊城252000
摘要:随着社会的飞速发展,建筑使用功能的更新和老建筑改造越来越多,建筑结构加固问题的研究受到人们的广泛关注,如何加强建筑结构加固技术社会也越来越重视。建筑加固技术延长了建筑的使用期限,使建筑能充分地发挥其作用。
关键词:建筑结构;原则及程序;结构加固;加固技术;措施
引言:建筑结构是由梁、板、柱、拱等基本结构构件有机组合而成,分别发挥各种功能,满足建筑使用要求,具有足够强度、刚度、稳定性和耐久性的受力体系。同时在这个信息化的时代,科技的发展也带动了一些建筑材料、建筑结构、建筑施工方法等的发展,新的建筑材料、建筑结构、建筑施工工艺也在被逐步的运用到现代建筑的施工过程中,为了确保建筑质量、适应人们的需求、促进建筑业健康发展,建筑结构加固是必须的。
1结构加固原则及程序
1.1结构加固的原则
结构加固的目的就是恢复或提高建筑结构已丧失或降低的可靠性,使失去部分抗力的结构或构件重新获得或大于原有的抗力。其主要包括以下内容:提高结构构件的承载力;增大结构构件的刚度以减小荷载作用下的变形、位移;增强构件的稳定性以及减小结构裂缝的开展以及改善其耐久性。
1.2加固工作的一般程序
建筑的加固与改造应按照如下程序进行:
加固设计,包括被加固构件的承载力验算、构件处理和施工图绘制三部分工作。加固工程的施工,如采取专业分包作业模式时,必须交由具备相应加固施工专项资质的单位实施。加固工程施工组织设计时,应充分考虑加固施工是在负荷或部分负荷的情况下进行的,因此施工安全非常重要措施之一就是,施工前尽可能卸除一部分外载,并施加预应力顶撑等,以减小原结构构件中的应力。
2建筑结构加固的原因
2.1人为因素
在建筑施工过程中存在着许多影响建筑质量的因素,比如建筑设计错误、施工恶劣、施工人员技术问题等都会造成建筑的不稳固。建筑设计只要有一个参数错误,就会导致建筑成为垃圾建筑。施工过程中的恶劣情况可能会导致使用的材料出现变质或者钢筋质量问题,使其不能正常发挥它的作用。施工人员在施工过程中,为自己的问题而没有处理好细节部分也会导致建筑不牢固。
2.2环境因素
在长期的外部环境及使用环境条件下,建筑结构材料每时每刻都受到外部介质的侵蚀,导致材料状况的恶化,可分为以下三类:
2.2.1化学作用:例如化工车间的酸、碱气体或液体对钢结构、混凝土结构的侵蚀。
2.2.2生物作用:如微生物、细菌使木材逐渐腐朽等。
2.2.3物理作用:如高温、高湿、冻融循环、昼夜温差的变化等,会使结构产生裂缝等。自然灾害如风灾、地震等的破坏,重者可使建筑物毁于一旦,轻者会降低结构的安全性和耐久性。因此,有必要对受损建筑物进行必要的维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。
3常用建筑结构加固方法
3.1增大截面法
增大截面法是用同种材料加大构件截面积来提高承载力,工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验。不仅可提高被加固构件的承载力,还可加大其截面刚度,改善使用性能。适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土加固。
该方法的优点是工艺简单,适用范围广。其缺点是现场湿作业工作量大,施工周期长,对建筑物的使用环境影响大。此外,还会减少建筑物净空,使结构自重增大。
3.2外包钢加固法
外包钢加固法是在结构构件(或杆件)四角(或两角)包以型钢的加固方法,分为干式外包钢和湿式外包钢两种形式。它可在基本不增大构件截面尺寸的情况下提高承载力,增大延性和刚度。该方法适用于混凝土柱、梁、屋架、及砌体柱和窗间墙以及烟囱等构筑物的加固。
该方法的优点是施工简便,现场工作量较小,施工周期短,受力较为可靠;缺点是用钢材的使用量较大,加固维修费用较高。
3.3增设支点加固法
增设支点加固是增设支点从而使得结构的计算跨径减少,以此改变结构的内力分布,从而提高结构的承载力。比如,在梁、板等结构物的中间增加一个支撑点,增加了结构的跨数、减少了跨径,因此,结构的承载力大大的增加,而且可以增大结构的刚度,减少结构的挠度。这种方法对于空间要求不高的大跨度结构中的梁、板、桁架等水平结构的加固,其效果非常显著。该法唯一的缺点就是增设支点后,建筑结构的使用空间受影响较大。
3.4预应力加固法
预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法,即通过施加预应力使拉杆或撑杆受力,影响并改变原结构内力分布,从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。特点是通过预应力手段强迫后加拉杆或撑杆受力,改变原结构的内力分布,降低原结构的应力水平,使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果,后加拉杆或撑杆和原有结构能够较好地共同工作,结构承载能力能够得到较大的提高。预应力加固适用于大跨度结构以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固,但此法不宜用于处在高湿度环境下的混凝土结构或混凝土收缩徐变较大的混凝土结构的加固。
3.5混凝土置换加固法
原有结构强度低、韧性差的建筑材料被强度高、韧性好的混凝土材料置换掉,以提高结构的整体强度、刚度和稳定性。这种方法适合承重构件如梁、柱等,受压区部位的混凝土强度偏低,有严重缺陷的情况的局部加固。这种方法的优点是工艺比较简单,占用空间较小,不影响建筑物的使用功能,造价较低;缺点是施工时湿作业时间较长,会影响下一步的施工和建筑的长期使用。
3.6粘贴钢板加固法
粘钢加固法是通过粘贴剂将钢板与建筑构件联合起来,共同作用,来增加建筑结构的各种耐受力,比如抗压抗弯等,目的是要提高建筑结构的整体安全度。这种技术目前已经比较成熟,也是目前发展比较快的一种方法,常常用来加固处于正常湿度环境中的,并且长期承受静力作用的受弯构件。
粘钢加固法的优点是施工过程比较方面快捷,卸载一定的负荷并且除掉原结构表面的锈迹之后就可以开始操作,这种加固方法通常不会涉及太多湿作业,加固之后二十四个小时就可以使用,对于构件刚度以及承载能力的提高效果比较显著,同时,加固之后的结构无论是外观,还是自重等方面都没有明显的改变,价格相对其他方式而言也更低廉一些。这种方法的缺点是胶粘剂的质量和现场施工的水平将决定加固后的质量,尤其是粘钢后出现空鼓现象,不仅不易补救,而且对结构也会有一定影响。
4结束语
随着时代的发展,新材料的发明,新理论的创新,新技术的应用都在推动着建筑工程设计的发展,建筑工程结构设计作为工程建设的一个重要组成部分,在工程项目建设中占有举足轻重的地位,加强建筑结构加固技术的研究,是对建筑工程质量的保证,有利于民生工程的建设,推动着经济的发展。
参考文献
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