有关建筑结构加固技术的探讨

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月40卷6期   作者:林海
[导读] 在建筑工程中,要想有效延长建筑物的使用年限必须采取合理的措施加固建筑的结构。
        林海
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        摘要:在建筑工程中,要想有效延长建筑物的使用年限必须采取合理的措施加固建筑的结构。建筑结构的加固技术涉及结构和构件的力学性能、可靠度、耐久性等,是当代建筑结构领域的热门技术之一。这样不但能够避免出现安全事故,还能确保用户居住的舒适性,进而为建筑行业的发展起到推动作用,提高建筑工程的社会效益。
        关键词:建筑结构;加固技术;建筑工程
        1建筑结构加固技术的作用
        1.1延长建筑使用年限
        建筑质量的好坏与否,使用年限是非常重要的一项指标。在现今城市建筑中,其在建设完毕、投入使用之后往往由于受到多种因素的影响而对其使用年限出现了缩短现象,对于经济以及资源都是一种较大的损失。而通过结构加固技术的运用,则能够在降低多种房屋质量因素影响的同时提升建筑整体质量,进而使建筑的使用年限得到了延长。
        1.2提升建筑耐久性
        建筑在使用过程中,所受到的影响主要有人为影响以及环境影响这两种,而要想在这种影响之下获得良好的稳定性,耐久性则成为了保证建筑质量非常重要的一项指标。房屋建筑会受到自然环境的影响,如风霜雨雪、自然灾害等等,也会受到人为因素的影响,如人为破坏、社会动荡等,结构加固技术能够从房屋结构方面提高建筑质量,提高房屋的耐久性。
        1.3提升建筑抗震性
        抗震性也是建筑非常重要的一项指标。目前,地球地质板块进入到了一个运动多发期,这就使得地震成为了我们在对建筑建设时必须能够引起充分重视的一项考虑因素。如果建筑所具有的抗震性较差、达不到要求,就会使建筑出现裂缝甚至倒塌的现象,对建筑居民带来难以想象的生命、财产损失。而通过建筑结构加固技术的运用,则能够在建筑整体结构方面使其所具有的抗震能力得到提升,以此更好的满足居民的居住需求以及现今社会发展的需要。
        2建筑结构加固的主要原因
        2.1人为因素
        建筑物常常因设计错误、施工低劣、使用不当等人为原因不能满足其正常的使用要求。设计错误包括设计计算错误和设计概念错误。前者如选用错误的计算参数、计算时主要荷载被漏掉;后者如按桁架设计计算的构件,荷载作用在节间而未作用在节点。施工低劣造成施工质量事故常见的有:使用水泥超过使用期限;使用的钢筋质量低劣;施工过程中,悬挑板的负筋被踩下。使用不当常见的有:长期未清理工业建筑的屋面积灰荷载;使用荷载因任意改变使用用途而大大超载。
        2.2自然因素
        建筑结构材料因长期的使用、外部环境条件而时刻受到外部介质侵蚀,使材料状况日益恶化。例如:结构由于高湿、高温的变化产生裂缝;酸、碱等对结构的侵蚀;木材因细菌、微生物逐渐腐朽。建筑结构的功能在以上自然因素的长期作用下将日益下降,当达到一定程度后,就必须对其进行加固。
        2.3结构使用要求的变化
        随着科技的不断进步,大规模的技术改造和结构调整正在我国的工业界有条不紊地进行。生产工艺发生变化,就要提高建筑结构的功能。例如,原有设备要更新,工厂厂房的局部要增层,设备的基础相应有了新的更高的要求,为了保证其安全使用,结构的检测、鉴定与加固就成了必然。
        3建筑结构加固技术的方法
        3.1增设支点加固技术
        增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度,达到减小结构内力和提高其承载能力的加固方法。该法简单可靠,但对于使用空间有一定影响,适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。按照增设的支撑结构的变形性能,增设支点法可分为刚性支点和弹性支点两种情况。刚性支点法通过支撑结构的轴心受压或轴心受拉将荷载直接传给基础或柱子等构件。

由于支撑结构的轴向变形远远小于被加固结构的挠曲变形,对被加固结构而言,支撑结构可简化按不动支点考虑,结构受力较为明确,内力计算大为简化;弹性支点法是通过支撑结构的受弯或桁架作用间接地传递荷载的一种加固方法。由于支撑结构的变形和被加固结构的变形属同一数量级,支承结构只能按弹性支点考虑,内力分析较为复杂。相对而言,刚性支点加固对结构承载能力提高幅度较大,弹性支点加固对结构使用空间的影响程度较低。
        3.2加大截面加固法
        加大截面加固法是在构件外部外包混凝土,增大构件截面面积和配筋量的一种加固方法,从而达到提高构件承载能力的目的。在我国加大截面法是一种传统的加固方法,工艺简单,适用面广,可广泛用于梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。根据构件的受力特点和加固要求不同,可选用单侧加厚、双侧加厚、三面和四面外包等。在以加大混凝土截面为主的结构中,为了保证后浇混凝土的正常工作,需适当配置构造钢筋;在以加配钢筋为主的加固方法中,即增加钢筋截面积,为保证加固钢筋的正常工作,需按构造要求浇灌混凝土保护层。外包材料一般以普通混凝土为主,当外包层较薄、钢筋较密时,可用细石混凝土,配筋除采用钢筋外,也常用型钢和钢板。但这种方法要求的现场湿作业工作量大,养护时间较长,对生产和生活有一定影响,而且构件的截面增大后对结构的外观和房屋净空也有一定影响。
        3.3粘贴钢板加固法
        粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,使其共同工作、整体受力,以提高结构承载力的一种加固方法。它实质是一种体外配筋,提高原构件的配筋量,从而相应提高结构构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的能力。因此,采用此法加固对结构胶的要求较高,结构胶必须具有强度高、粘结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小的特点,并且具有一定弹性。相对于传统加固方法,粘钢加固法更为简单、快速,对结构的外形、净空等影响较小,其施工过程对生产和生活影响较小,因而在建筑领域和公路桥梁领域中都得到了普遍应用。
        3.4碳纤维加固技术
        碳纤维加固技术是一种性质独特、经济实惠并且有极强实用性的房屋建筑结构加固技术,这种技术是通过利用碳素纤维与结构胶,实现对房屋建筑结构进行加固的目的。这种技术中使用的是一种新颖独特,并且具有较为特殊的结构的原材料。这种材料具有极高的强度与强大的耐腐蚀能力,能够在长时间内持续应用的特点,并且其管理简单、占地面积小,对其监管不需要采用特殊的监控技术。由于这种技术成本低而实用性强的特点,得到建筑设计者广泛好评。目前国内外有较多的碳纤维生产企业,为碳纤维加固技术的推广与发展提供充足的资源基础。
        3.5外加预应力加固法
        外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。预应力加固法几乎没有改变使用空间,并通过卸载、加固功能消除应力滞后现象而取得较理想的加固效果。其不足是预加力设备和锚固还待完善,也存在一定的风险。目前主要用于大跨度结构的加固,以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的大型结构的加固。
        3.6增补受拉钢筋加固法
        增补受拉钢筋加固法即是在梁的承受力较大的结构位置补充、加入受拉钢筋或者型钢,从而提高房梁的承载能力或者结构的承载能力,依次进行房屋建筑结构的加固。增补受拉钢筋和原梁间的连接方法有三种,即粘结法、半焊接法与全焊接法;增补受拉型钢和原梁间的连接方法有两种,即干式外包法与湿式外包法。
        结束语
        总之,既有建筑在加固过程中要结合本工程的特点进行加固设计和施工,通过结构计算及构造要求确定最优加固方案,在保证结构安全的前提下选择最简便的施工技术和最经济的施工材料。随着加固材料不断改进,加固技术必然带来更显著的社会效益和经济效益。
        参考文献:
        [1]吕晓芬,夏凯.结构加固技术在房屋建筑施工中的应用[J].建筑技术开发,2020,47(23):13-14.
        [2]林娟.建筑工程结构加固技术及应用[J].中国新技术新产品,2020(23):74-76.
        [3]高网芹.建筑结构加固方案优化研究[J].智能城市,2020,6(17):20-21.
        
        
       
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