建筑混凝土结构工程的加固设计策略探析

发表时间:2020/10/13   来源:《城镇建设》2020年19期   作者:陈娟1 张相飞2
[导读] 随着我国经济的快速增长,建筑工程行业的发展势头正盛
        陈娟1  张相飞2
        1.身份证号码:37078219880512**** 山东潍坊  261061
        2.身份证号码:37098219890503****  山东潍坊  261061
        摘要:随着我国经济的快速增长,建筑工程行业的发展势头正盛,目前在我国经济建设持续发展的过程中,越来越多的高层建筑结构对于混凝土提出了全新的要求,建筑经过了长时间的风化,混凝土的整体强度无法满足工程的实际使用需要,同时也会对建筑工程的安全系数带来相应影响。
        关键词:建筑混凝土;结构工程;加固设计;策略析
        引言
        我国经济的高速发展,建筑工程项目爆炸式地增长,加固技术在改、扩建工程及新建工程的质量事故处理中得到广泛应用。例如:老旧工程的改、扩建,建筑使用功能的改变,导致实际使用荷载超过原设计的使用荷载;房屋使用功能改变,导致抗震设防类别提高;建筑工程施工过程中的缺陷,导致结构需要加固等等。
        1混凝土结构加固基本要求
        混凝土结构加固基本要求包括:(1)充分掌握结构的受力特性。进行混凝土结构加固之前,应对原结构进行全面的检测,通过计算充分掌握原结构的受力特性,再根据检测结果,结合实际需要,进行混凝土结构加固设计,可最大限度地避免加固过程中出现失误。(2)混凝土结构加固材料的要求。由于混凝土结构加固处理对加固材料要求较高,应在充分研究加固材料特性的基础上,根据采用的加固方式对拟用混凝土结构加固材料进行优选。(3)混凝土结构的构造要求。进行混凝土结构加固时,不但要时刻关注相关构件承载力和安全性,还要充分考虑混凝土结构加固处理部分与原有结构结合的合理性及整体的协调性。所采用的加固方法应符合相关的力学原理,也应符合规范对有关构造措施的要求。
        2建筑混凝土结构工程的加固设计策略
        2.1隔墙加固
        在某建筑工程中,原有部分商铺因其面积不大,可摆放商品极为有限,为了能够有效利用空间资源与土地资源,需要对部分小商铺进行合并,故而需要拆除部分墙体。而根据工程实际情况与建筑原混凝土结构可知,此阶段需拆除的部分墙体为承托上层楼面预制板的承重墙,此类承重墙无圈梁。如果此时工作人员强行将其直接拆除,则极有可能对整个建筑混凝土结构安全稳固性造成不利影响。因此在对其进行加固设计的过程中,工作人员首先运用设置满堂脚手架的方式支撑上层楼板,待其已经完全紧密支撑之后再对墙体进行凿除作业。在原楼板当中,将部分现浇混凝土梁进行规范拆除后,需要施工人员重视加强保护原钢筋,防止其在凿除作业时出现破损、断裂等情况。最后直接在原混凝土柱内植入新的梁主筋,直至混凝土强度与规定要求相符合后,再将该楼板楼层临时支撑逐一规范拆除即可。针对在施工作业中或是前期已经出现裂缝的建筑隔墙及其他结构构件,工作人员也应当迅速采用灌注浆工艺技术对其进行相应加固处理。根据加压与否,灌注浆工艺可细分成两种,分别为压力注浆与常规灌浆。对于本建筑工程,当隔墙与其他建筑结构构件中的裂缝宽度不超过0.3 mm时,工作人员需使用化学净浆。当裂缝宽度达到0.3~1 mm时,需要工作人员使用水玻璃砂浆和单液水泥浆等相互均匀混合而成的混合浆液。如果有隔墙或结构构件中的裂缝宽度超过10 mm,则需要工作人员使用上列砂浆或胶泥对裂缝进行严密填塞,而后再进行抹平处理。
        2.2柱拆除置换设计
        在进行置换混凝土加固设计的时候,首先需要对作业层中的混凝土构件柱所收到的承载力进行分担,可以使用预应力拉锁和施加外界支撑工作,同时向下一层的柱子进行传递荷载。在进行预应力拉索、外加支撑设计时,其承载力留有余地较大。预应力拉索承载能力设计为1 050 kN,4个螺旋机械结构的千斤顶和钢框架作为外界支撑工作,进而分担相应荷载,外界支撑所设计的荷载承受能力位3 050 kN。

通过上述的分担荷载工作,把混凝土结构柱中的中低强度区域的混凝土结构进行清除工作。使用C35混凝土对钢筋混凝土结构框架进行二次浇筑工艺,确保该混凝土强度等级和承载力可满足工程需要之后,在对外界所加以的支撑和预应力拉锁进行拆除。在本研究工程中,以需要进行混凝土换置的钢筋混凝土框架柱为例,其计算高度为3.45 m,柱截面尺寸为355 mm×805 mm,受压钢筋为4准20,混凝土等级为C25,截面面积A s′=1 255 mm 2。通过PKPM建模计算知,此柱所受弯矩非常小,可将其看作是轴心受力的结构构件。该柱中所受到的最大轴心力设定为3 305 kN。在此加固工艺中发现,置换后的混凝土结构所受到的承载力比柱子的荷载效果要大得多,所以,通过拆除柱来进行混凝土置换的加固方案是合理科学的。
        2.3间接加固法
        间接加固法是对混凝土结构总体布局进行加固,可分为体外预应力加固法、增设支点加固法等。体外预应力加固法,通过钢拉杆、型钢撑杆等对原结构施加预应力,优化原结构内力分布及应力水平,可使体外预应力部分与原结构共同受力,进而提高结构的整体承载力。该方法在大跨度结构加固中应用较多,可显著提高承载力,但施工方法较复杂。增设支点加固法,通过增加支撑点的数量,降低结构的跨度,提高结构整体承载力。该方法适用于梁、板、桁架等结构的加固。但由于增设了支点,也影响了原建筑内部的使用空间。
        2.4加大截面法
        该方法适用于加固钢筋混凝土受弯、受压构件。钢筋混凝土受弯构件中情况不同,相应的处理方法也不同,当原截面结构配筋不足时,应适当增加截面抗拉受力钢筋;当截面承载力不足时,应增加截面高度;当混凝土强度不足或者结构配筋较多时,应增加受压区截面面积;当构件需要全截面进行加固时,则考虑构件截面加宽和加高;当构件受剪承载力较小或者截面超限,则对结构构件进行斜截面承载力的加固。钢筋混凝土受压构件的加固,通过增加结构构件的混凝土层厚度实现。新增混凝土层的最小厚度,板不应小于40mm;梁、柱,采用人工浇筑时,不应小于60mm,采用喷射混凝土施工时,不应小于50mm[3]。
        2.5框架结构梁的加固
        常见的混凝土结构工程框架梁在进行实际加固施工时,常采用粘钢锚固或粘贴碳纤维的方式进行加固,粘钢锚固的加固是一种比较经济的加固方式,可应用到工程结构较为简单和建设空间较小的项目中,并且采取这种方式来进行加固也具有良好的加固性。然而碳纤维加固的方式使用的过程中资金耗费情况比较严重,同时工程的整体成本及材料费用都相对较高,但是这种加固方式自身也存在良好的优点,碳纤维加固的方式应用中,整体的材料荷载相对较小,但是其强度和其他类型的材料相比则高出几十倍,并且因为自身并不具有任何的自重,在实际工作中人员自身劳动力较少,所需施工作业人数并不多,可以有效地节省更多人工成本的投入。一般情况下,2个人就能对400 m 2的破损混凝土结构进行加固施工,采取这种方式可大幅缩减时间,也可全面提高施工效率。但在实际工程项目中方式的选用,需充分结合工程建设的时间和项目实际情况,根据工程特点并结合工程工期,制订完善、适用的建设方案。
        结语
        此外,混凝土结构工程中,加固施工技术主要分为框架结构梁体和主体加固方式,在加固工程实际操作中,需对外包钢的加固方法引起注意,同时在预应力进行加固时,根据混凝土的实际破坏情况,对加固措施进行合理的选择,使混凝土整体的加固质量得到提升。
        参考文献
        [1]胡倩,孙超.论房屋建筑混凝土结构工程加固施工技术[J].居舍,2019,99(12):198–199.
        [2]李硕.探讨房屋建筑混凝土结构工程加固施工技术[J].民营科技,2017,99(10):198–199.
        [3]赵晓灵.混凝土结构工程加固施工技术探讨[J].技术与市场,2017,24(7):209–210,212.
       
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