高层钢筋混凝土框架结构加固方法优化设计杜杭--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

高层钢筋混凝土框架结构加固方法优化设计杜杭

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：杜杭

[导读] 摘要：混凝土具有原材料资源丰富、成本低、压缩强度高、刚度大、可塑性好等优点，因此是建筑工程中使用最广泛的材料。

        安徽新华学院安徽合肥 230031
        摘要：混凝土具有原材料资源丰富、成本低、压缩强度高、刚度大、可塑性好等优点，因此是建筑工程中使用最广泛的材料。受环境因素和人为因素的影响，钢筋混凝土框架结构会有一定的老化现象，各项性能变差，不仅影响建筑的正常使用，在抗震抗灾方面的表现也较差，容易造成倒塌等事故，威胁人们的人身安全。因此，研究高层钢筋混凝土框架结构加固方法优化设计具有重要意义。下面笔者就对此展开探讨。
        关键词：高层；钢筋混凝土；框架结构；加固方法
        1 高层钢筋混凝土框架结构加固的意义
        高层建筑当中存在一些技术应用不合理、维修水平较差的低质量工程，在居住过程中会存在安全问题。为了解决高层建筑结构所产生的威胁，就需要加固高层建筑的混凝土结构，保证建筑的稳定性。高层建筑在居住过程中需要面对灾害的影响，无论是地震、风灾、火灾都是不可预知的，一旦发生都会对高层建筑造成严重的损害。因此，高层建筑需要加强防护，以便能够应对自然界的威胁。做好对高层建筑的混凝土结构加固，可以提升高层建筑对自然危害的抵御能力，减少灾害对人的生命财产安全威胁。另一方面，建筑的可能存在混凝土结构设计针对性不足的情况，或者在施工过程中没有严格进行标准化的控制，或者由于高层建筑施工理念和施工技术比较落后，施工过程中管理人员并没有做出正确的决策，对施工人员的技术指导不足，导致高层建筑的混凝土结构容易被腐蚀、破坏，导致建筑的耐久性难以持续保持。这种情况下也会影响高层建筑的混凝土结构质量，会导致高层建筑的寿命缩短，还会威胁居住者的生命安全，对经济也会造成十分不利的影响。所以应该充分了解建筑混凝土结构的状况，并做好加固工作，解决高层建筑存在的质量问题，改善建筑的结构稳定性，确保人们的生命财产安全。
        2 高层钢筋混凝土框架结构加固方法
        目前，高层钢筋混凝土框架结构的加固方法主要有加大截面法、粘钢加固法、粘贴纤维增强复合材料加固法、外包型钢加固法、置换混凝土加固法、外加预应力加固法等。
        2.1 加大截面法
        加大截面法是指，采用与原构件相同的材料来增加原构件的截面面积，从而提高原构件的承载能力和刚度，达到加固目的的方法。该方法较为传统，施工工艺简单、适应性较好、设计成熟，但是因为现场施工时需要进行浇筑，因此施工时间长。虽然使用同样的材料增加了截面积，但是加固后建筑物的使用面积减少。具体的工程示意图如图1所示。

        图1 加大截面法工程示意图
        2.2 粘钢加固法
        粘钢加固法是指在钢筋混凝土框架结构的受力不足面粘贴薄钢板，从而提升构件承受能力的方法。该方法施工简单，不影响建筑物的使用面积，但是加固效果依赖于施工工艺和操作水平，不确定因素较多。
        2.3 粘帖纤维
        增强复合材料加固法粘帖纤维增强复合材料加固法是指，将纤维增强复合材料用胶结材料将其贴于原构件的受力部分，增强构建的承载能力的方法。纤维增强复合材料耐腐蚀性能好，因此在混凝土结构的加固中应用较广泛。但是这种材料的抗老化能力较差，其寿命以及使用效果依赖于环境条件，通常在室内的钢筋混凝土框架结构的加固中应用较普遍。
        2.4 外包型钢加固法
        外包型钢加固法是指，通过粘结剂将型钢包在钢筋混凝土框架结构的表面，从而发挥加固作用的方法。外包型钢加固法分为干式加固法和湿式加固法。干式加固法中型钢和钢筋混凝土框架结构没有粘结在一起，两者分别受力，施工工艺简单；湿式加固法中型钢和钢筋混凝土框架结构粘结在一起，二者共同受力，加固效果较好。该方法的工程示意图如图2所示。

        图2 外包型钢加固法工程示意图
        2.5 置换混凝土加固法
        置换混凝土加固法是指，将原构件中受压区或者有缺陷区域的混凝土用新的、强度等级高的混凝土材料置换，从而实现加固效果的方法。该方法不影响建筑物的使用面积，但是施工时间较长，适用范围较窄。
        2.6 外加预应力加固法
        外加预应力加固法是指，在原构件的外部采用钢拉杆或预应力钢撑管进行加固的方法。该方法加固效果较好，但是对原构件的外观有一定的影响，适用于原钢筋混凝土框架结构截面较小或者需要改善使用性能但其处于高应力、应变状态又难以卸除载荷的情况。使用该方法时应根据实际的情况来判断具体应该采用钢拉杆还是预应力钢撑管的方式。
        3 高层钢筋混凝土框架结构加固方法优化设计
        3.1 加固方法优化设计
        上节中介绍了高层钢筋混凝土框架结构常用的加固方法，从上述描述中可知，不同的加固方法都有各自的优缺点，适于其应用的环境、范围也都不同，因此在实际工程中对钢筋混凝土框架结构进行加固时，需要根据具体的环境和使用情况进行优化设计，从而达到较好的加固效果，保证加固工作的合理性。本小节将针对上述加固方法提出几种优化高层混凝土框架结构的设计。首先介绍经验加权平均法，根据技术人员以及施工人员的经验从而选择最优的加固方案。显然，这种方法要求施工人员以及技术人员拥有足够的施工经验，具备专业的知识，能够判断高层钢筋混凝土框架结构的具体信息，确定施工过程中确定各个影响因素在各方案 i 中的重要性，并对之量化处理得到 Xij，再根据各指标j的重要性赋予其权重Wj，最后用方案在指标 j 下的得分乘以权重 Wj再求和，得到方案 i 的最终得分Yi，计算公式为：

        根据得分情况确定最优的加固方案。该方法充分结合加固方法的优缺点，进而选择出最合理的加固方法。其次是定性分析法，技术人员运用现代数学模型、分析方法以及理论对施工过程中的各项参数进行计算，进而实现加固方法的优化设计，客观、科学、合理地对高层钢筋混凝土框架结构进行加固。
        3.2 加固后结构的体系
        计算利用PKPM软件中的鉴定加固模块，输入最终选择的加固方法和加固尺寸对加固后的体系进行模拟计算。
        结束语
        综上所述，钢筋混凝土框架结构的维修加固不仅可以改善建筑物的性能，提升建筑物的承载能力，还能节约资源，降低经济成本。目前钢筋混凝土加固方法多种多样，在建筑物维修加固过程中方法选择不当会影响加固效果，导致加固效果不佳，影响建筑物的正常使用，因此合理、科学的选择加固方法可以保障加固效果达到最佳，具有显著的实用性和经济效益。文中提出了几种加固方法优化方式，可以为建筑工程中的相关工作提供参考。
        参考文献：
        [1]李叶.高层建筑装配式混凝土结构施工技术要点分析 [J]. 江西建材，2020（08）：186-187.
        [2]刘振洪.高层建筑施工中钢筋混凝土结构施工技术探究 [J]. 四川建材，2020，46（08）：185-186.