刘锋
中国建筑科学研究院有限公司 北京市 100013
摘要:随着我国经济的稳步发展,存量建筑工程的数量越来越多,即使建筑施工过程中使用合格的材料、可靠的工艺来保障建筑工程的质量,但是随着建筑物寿命的增加,有些质量问题还是不可避免的出现,如果希望继续使用就需要对建筑物进行加固。还有一部分建筑因使用功能的改变,需要对结构进行加固和改造。设计人员应从建筑物的实际情况出发,根据检测鉴定结果,选择合理的加固方案和环保且稳定的加固材料,科学合理的加固方案即可节省建筑材料,又能保证加固后结构的可靠性。此外,在建筑加固的施工中,施工工艺和措施应充分考虑和优化,确保施工过程的安全和施工质量的可靠性。
关键词:建筑工程加固;结构加固改造;加固方案选择
1导言
随着社会的快速发展,当前我国建筑工程行业取得了不错成绩,逐渐提高建筑整体功能性,并保障建筑物的美观性和便捷性。旧有建筑因建设时期的经济水平、设计水平和美学观念的不同存在一些先天不足,例如层高较低、竖向承重构件布置不合理等问题,因为这些问题的存在,旧有建筑物加固和改造受限较多,所以选择科学合理的加固方案显得尤为重要。
2当前建筑工程中结构加固改造工作现状及原因分析
由于多数建筑都采用混凝土结构,本文主要讨论混凝土结构的加固。我国现存的年龄超过30年的建筑中,大部分建筑结构都需要进行加固处理,以提高建筑的安全性。不同建筑的加固原因各不相同,主要分为以下几方面:一是建筑设计人员设计时违背基本设计原则或设计方面存在问题,最终导致建筑整体抗震设计不合理。二是很多设计人员进行结构设计时仅按结构承受极限考虑,但在实际使用过程中,大部分建筑混凝土结构及砌体结构存在承载力及刚度不同的情况,导致整体结构质量无法保证,无法投入使用,需要相关人员对这种结构进行加固。三是使用问题,长时间没人居住或灾难性事故都会导致整体建筑结构被破坏。四是部分建筑采用传统设计结构,已经无法满足居民使用需要,居民为满足需要而进行改造,破坏了原有结构的质量和稳定性。为避免建筑整体安全性下降,要进行加固,并通过结构鉴定判断是否能够投入使用。
3建筑工程中结构加固改造措施分析
3.1外粘型钢加固法
外粘型钢加固改造,主要是通过对钢材包裹原有混凝土构件,并通过结构胶填满型钢和混凝土之间的缝隙,使新增型钢对原有构件让形成一个稳定的整体共同工作,起到对建筑工程结构加固的目的。在实际的施工过程中,外粘型钢加固法操作简单便捷,可以有效地提高建筑物的抗压、抗弯、抗剪能力,并可以很大的提高建筑物的变形能力。本方法适用范围比较广泛,加固后几乎不增大构件截面。不过因焊接量较大,其对专业施工人员有着较高的要求,施工的过程相对较为复杂。
3.2增大截面加固法
截面增大加固技术主要就是在构件原位加大构件截面和配筋,进而很大程度上使建筑物的承载力变大。其工作的主要原理就是通过加大一个个结构构件的承载力来提高整个建筑物承载能力,让建筑工程的安全性得到提高。其工作中还可以通过合理的选择各个构件的增大截面来调整整个结构的振动特性,从而极大的改善结构的抗震性能。因为在实际工程施工中,该方法的使用需要考虑建筑工程特点和构件面积,选择适当的建筑设计方案,并考虑加大截面后对建筑物的使用的影响。加固的方式可以是单侧加固、也可以是双侧加固,还可以是三侧与四面相结合的加固方法。因为该加固的方式较为简单,工艺也比较实用,所以运用的范围较广,适用性较强,加固效果良好,后期维护简单,甚至无需维护。但是加大截面法也有一定的缺陷,其相对而言,本方法施工周期较长,施工材料消耗较多,施工环境比较潮湿,加固后占用较多使用面积和层高,可能会影响建筑物的美感和使用感受,因此该方法的选择需要进行严格谨慎对待,尤其对于层高较低的建筑物,对梁的增大截面加固需要更加谨慎。
3.3预应力结构加固技术
在建筑结构加固过程中,预应力结构加固技术是一项要求比较高的技术。为了保证建筑预应力结构的稳定性,需要利用混凝土针对水平拉杆进行加固处理。预应力筋内部产生轴向拉力,通过一定方式传输到受弯构件中,产生偏心压力,可以改善受弯构件的受力状态,进一步提高构件的抗弯性能,避免构件出现裂缝,提高建筑结构斜截面的抗剪承受力,提高建筑的整体质量和稳定性。因此,预应力结构加固技术在处理建筑混凝土结构裂缝的工作中,可以产生良好的加固效果。
3.4碳纤维布加固施工技术
碳纤维布加固施工技术,具备的特征主要包含了:持久性强、施工便捷、很好的外观性等优势。在开展建筑加固技术时,需要合理运用碳纤维布,在混凝土结构中具体内容包含了:抗弯加固、抗震、抗剪内容。具体施工操作细节主要包含了:首先,确保加固构件表面的洁净性;其次,加强构件表层碳化层处理工作,一旦建筑存在着缝隙和凹坑等情况,需要做好维修加固工作。在加固技术中合理应用碳纤维布,能够很好地加固建筑的楼板底、框架梁、框架柱、板面等内容,确保建筑结构整体稳固性。
3.5粘钢加固法
粘钢加固亦称粘贴钢板加固,粘钢加固方法与粘碳加固方法原理相同,不过粘钢加固具有更高的可靠性和承载能力提升能力,不过粘钢加固较粘碳布加固施工复杂,成本较高。
4加固原则和材料选用
通常应先治理后加固。在加固设计时,应对问题产生原因进行分析,采取有效的治理对策,从其源头之上消除或是限制其有害性的作用,避免对加固之后的结构造成损坏。
加固后结构可能存在应力应变滞后现象,从受力情况分析,加固结构其新加的部分,因受到应力和应变滞后很难发挥其主要效能,特别是当现有结构工作的应变值比较高时,其受压构件与受剪构件,常会发生原结构和后加的部分先后被破坏的现象,导致结构加固基本效果很不理想。为了能够更好解决加固结构应力应变滞后的不良现象,想要充分发挥架构构件新增部分的潜力,加固钢材应选用比例极限变形较小的低强度钢材。为提高二次组合结构的整体性,保证新旧两部分能整体工作共同受力,加固结构所用水泥及混凝土要求收缩性小,或带有一定的微膨胀,并且应与原构件的粘结性好,对加固结构所用化学灌浆材料及胶粘剂,要求粘结强度高、可灌性好收缩性小、耐老化、无毒或低毒。另外可以通过加固时对结构进行卸荷,卸载后再次加载新旧两部分就可同时进入各自的极限状态,结构总的承载力可显著提高。
5结束语
总之,为延长建筑物的实际使用寿命、确保建筑使用安全、各项建筑功能均得到有效发挥。在建筑结构加固改造工程中,技术人员必须深入了解各项结构加固技术的应用原理与操作要点,并采取以上技术应用措施,如外粘型钢加固法、增大截面加固法、预应力结构加固技术、植筋加固法和碳纤维布加固等施工技术措施。如此以来,才能有效处理建筑结构存在的各项质量通病,提高建筑行业的的经济效益。
另外,进行加固设计工作时,应力求要与加固施工单位有效配合,依照施工单位的工作经验与水平来建立更加合理的设计实施方案。一旦在设计工作时不能确定好施工单位,开工前应就设计中的构造做法和施工要求与施工单位作交底和讨论,需要对方案进行调整或是修改设计,以保证工程质量及降低造价成本。
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