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摘要:在建筑交付使用后,经过时间的洗礼,自然界诸多客观因素的影响,房屋建筑结构的质量受到了严重的影响。久而久之,房屋建筑自身的性能也会越来越低,无法满足人们的日常生活要求,甚至很多房屋建筑会因此出现严重的老旧状态,对人们的生活安全将会造成严重的威胁。所以,必须要针对建筑结构耐久性维修加固方法进行研究,促使结构的安全性和稳定性能够得到保证。下面笔者就对此展开探讨。
关键词:建筑结构;耐久性;维修加固方法;
一、建筑工程结构加固维修作业的必要性
1.保障居民的生命财产安全
作为建筑工程体系的重要组成部分,房屋建筑工程一直以来与人们的生命财产安全存在一定紧密联系,随着建筑使用年限的不断提高,房屋建筑工程整体的稳固性在慢慢降低,使用寿命在缩短,对建筑的安全使用造成了不利的影响。加固房屋建筑工程不仅能从根本提高房屋建筑质量,并且在保障人们生命财产安全、延长房屋使用寿命等方面具有重要意义。
2.满足了当下人们多元化的居住需求
在当前城市化建设不断加快的新市场经济常态下,人们对房屋建筑工程的使用需求在不断增多,原有房屋建筑功能已无法满足人们的需求,而受土地以及其他因素的限制,对原有建筑工程进行加固改造不仅能丰富房屋建筑的使用功能,更有效地降低了建筑投资成本,为预期企业可持续发展目标的实现创造了良好条件。
二、结构加固的基本原则
1.结构的整体性原则
整个结构的安全性不仅取决于加固部分,而且取决于原结构构件间的相互连接程度。因此,在做加固方案时对与实际施工方法相结合,充分考虑结构现状,保持加固后的建筑整体仍具有足够的延性和冗余度,尽可能地避免加固过程对结构其他部分造成不利的影响。
2.采用先治理后加固的原则
由高温、高湿、低温、冻融、振动、化学腐蚀、地基不均匀沉降、温度应力等影响因素引发的原结构损坏,应采取有效的治理措施,把握处理问题的时机,使加固后的建筑在使用过程中尽可能避免相同原因的再次损坏。所以,一般来说,结构的加固应采取先治理后加固的原则(不排除特殊情况下采取先加固后治理的情况),保证加固后的结构能够正常安全使用。
3.三方沟通,效益最大化原则
结构加固设计所面临的不确定因素很多,在加固时要请有资质的专业技术人员对结构进行检测,得出正确的结论。加固方案应在参考委托方提出要求的前提下,尽可能综合考虑技术经济效果,避免不必要的拆除或者更换。在加固设计文件中应提出相应的临时性安全措施,并明确要求施工单位严格实行,避免在加固过程中出现倾斜、失稳、过大变形或者坍塌等事故。另外,加固后的建筑在未经技术鉴定或设计许可时,不得改变加固后的结构用途和使用环境,加固后,随意改变其用途、使用环境、使用条件等,结构加固部分的安全性和耐久性会受到影响,也会存在一定的安全隐患。
4.整体考虑全面分析原则
既有建筑物不同于新建建筑,在进行设计前,应做出充分调查。首先是要清楚既有建筑结构原始设计资料以及目前结构受力特点、材料状态等;然后针对现有的结构做出全面、正确的安全诊断及完损性鉴定;最后结合建筑结构目前的受力特点综合考虑,在保证后期实际功能需求得到满足的基础上,尽量保留利用有价值的结构构件,避免不必要的拆除重建。
三、常用的结构加固方法
1.粘贴碳纤维材料加固
碳纤维材料粘贴技术主要应用于建筑工程结构的施工。采用碳纤维材料的增强技术修复可以加强建筑工程结构。
CFRP 材料在建筑工程结构的强化过程中具有一定的优势,材料强度高,且CFRP 材料具有拉伸性能好、整体质量轻的特点。将 CFRP 材料置于建筑工程结构的强化处理上的应用,可以提高建筑结构的结构强度。建筑施工单位不受较大影响,结构自重也不增加。目前,施工工艺的发展水平大大提高,其工艺技术的发展比较成熟,应用也更加明显。由于碳纤维材料的化学性质非常稳定,价格也便宜,而且施工也非常方便,所以应用比较广泛。
2.加大截面加固法
该增强技术是目前建筑结构增强中最成熟的技术之一。施工技术比较简单,建设价格较低,因此在建筑行业中应用广泛。在建筑结构的主载荷部分,通过适当增加结构材料的截面面积来实现应力分散,从而有效避免了因应力集中大小引起的材料开裂和变形的问题。在实际施工中,截面加固的方法也面临着两个问题,一个是由于大楼结构的复杂性,有很多地方需要增加,实质上压缩了大楼内的空间,影响了发展商的经济效益;二个运营时间长,必须在后期投入专家来检查各级的质量。因此,在几个高层、复杂的建筑中,增加截面加固方法的适用性不高。
3.外包钢加固法
外包钢法是指用型钢加固结构所需的四个角连在一起的加固方法,将该型钢与固定板连接起来。外包钢法采用了两种湿热包裹法:湿法和干法。方钢和原部件通过感光性粘接剂、水泥或环氧树脂粘接,在包型钢与原部件之间形成整体的粘接力,完整性好,但工作量大。在干式钢包钢的加固方法中,型钢与原构件之间没有粘接。有时它用水泥砂浆填充,外部型钢和原始结构承受应力,不是整体应力。干式外包装法虽然施工简单,但支撑力有所提高。外注钢法在不改变原结构的横断面的情况下,可以大大提高结构的承载能力,可用于混凝土柱、梁、屋顶等结构的加固。特别是对于受压构件的加固,截面尺寸的变化是不允许的,结构承载力的变化也是不允许的。上述方法施工速度快,安装工作量小,加固效果显著,施工成本高。
4.化学植筋加固法
化学植筋加固法是一种将钢筋等材料有效固定到建筑结构中的施工作业技术,相比于其他加固方式,应用化学植筋加固方法时,施工单位的工作人员需先对建筑内部薄弱位置进行定位,而后在钢筋混凝土结构中做好钻孔处理,将预备好的钢筋插入钻孔中,最后利用化学试剂将二者进行黏合,以此保证钢筋混凝土结构的强度。经大量调研数据分析可知,与其他加固方式不同的是,化学植筋加固法在应用后的一段时间内,相关工作人员需定期或者不定期对钢筋位置进行检查,以避免钢筋位置出现偏移[3]。
5.增补受拉钢筋加固
在建筑物的混凝土结构中,如果混凝土结构的整体应力不均匀,则会降低混凝土结构的安全性及稳定性。因此,有必要通过使用混凝土建造房屋,使混凝土各部分的力量变得均等,从而延长整个建筑物的使用年限。在钢筋技术的应用中,对建筑相关人员进行充分补充,通过钢筋的加入,提高结构集中区域的支撑力,并且根据实际情况采用钢筋与梁结构的焊接方法进行连接,选择外被包钢以达到较好的加固效果。
6.其他方法
除此之外,还可以通过改变结构构件的刚度比、改变结构原有支撑、调整结构内力分配等达到加固目的。方式多种多样,在加固过程中一定要综合各类情况,制定出最适合的方式进行结构加固,使结构的耐久性得到有效提升。
结束语
综上所述,新型建筑不断发展,安全性和耐久性是关系到结构寿命问题的关键。科学、有效地对既有建筑物进行结构检测并进行维修加固,不仅能延长建筑物的寿命,而且能使人们的人身及财产安全得到保障,同时能响应时代的号召,构建“可持续发展”的社会,为后代留下绿水青山。
参考文献:
[1]刘中伏,郑兴泉.浅析混凝土增大截面加固法[J].国防交通工程与技术,2019(09):172-174.
[2]王昌远.碳纤维加固钢筋混凝土梁的实践[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2018(05):141-142.
[3]李春雄.预应力碳纤维布在钢筋混凝土梁加固中的应用[J].广东建材,2019(02),29.272-275.