建筑结构加固改造技术研究

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年3月7期   作者:甘增堂
[导读] 人类文明的发展,使房屋建筑物成为了非常重要的栖息地,作为智慧文明的发展产物。

        甘增堂
        身份证号:45060319851013****,广西省 530000
        摘要:人类文明的发展,使房屋建筑物成为了非常重要的栖息地,作为智慧文明的发展产物,由于科学技术水平的提高,也随之发生了变化,以满足人们的需要为目的,在规模、功能作用、质量与安全性等方面均形成了很高的标准,所以对施工技术的运用也提出了全新的挑战,基于确保建筑物的安全稳固性与质量的目的,加大房屋建筑结构加固施工技术的深入分析,对建筑施工的管理产生很大的影响,能够延长房屋建筑的使用年限。
        关键词:建筑结构;加固技术;研究分析
        1 建筑结构加固的原因
        建筑结构加固的原因可归结为以下几点:一是按照极限状态设计法设计的钢筋混凝土结构或砌体结构,必须满足结构强度、刚度、耐久性的要求,但由于种种原因造成结构不能满足上述要求,如:设计不当、设计规范要求提高或施工缺陷而造成的结构物承载力和刚度不足,甚至留有严重的安全隐患;因建筑物改变用途导致其使用功能发生变化,从而出现了与设计初衷不一致的荷载分布和荷载大小,造成了原结构的强度和刚度不能满足要求。由于各种自然灾害如地震、火灾、台风、水灾、冰雪和战争造成了结构物不同程度的损坏。
        二是对现有基础设施大量的进行鉴定。对目前我国已有工业和民用建筑及其它基础设施进行技术改造和维修,使之现代化日趋迫切,符合我国国情,这不仅可以节约投资,节约征用土地,缓解日趋紧张的城市用地矛盾,减少某些不可回收利用的建筑垃圾均有着重要的现实意义。建筑物鉴定、加固与改造将面临更多的挑战,其新技术、新方法的研究与开发有着十分广阔的发展空间与运用前景。
        2 建筑结构的加固原则
        2.1 制定方案应遵循总体效应原则
        制定某一个建筑物结构的加固方案时,要考虑两方面因素:一是考虑建筑质量问题的所在和加固的具体内容,二是考虑这个建筑物在加固以后产生的效应。比如,对混凝土建筑的墙体或柱子的加固,有时候会使整个建筑结构特征发生改变,产生薄弱层,不利于建筑物的抗震和减震。所以,在制定具体的混凝土建筑结构加固方案时,必须全面分析整个结构的受力状况及所承受荷载最大值。在加固以后,不仅能消除建造的不利因素,还能对混凝土结构的安全起到保障。
        2.2 材料的选择和加固强度取值原则
        首先,在对混凝土结构进行加固设计时,对原有结构的强度有如下取用方式:若原结构材料的性能和种类与原设计保持一致,则按原设计取值用;若原结构没有材料强度的资料时,可以先检测该材料的强度级别,再进行取值。其次,对加固材料的选择也有讲究,比如对钢材的选择,混凝土建筑结构的加固一般选取一级或二级钢;对水泥的选择,通常选用硅酸盐系列的水泥,标号高于C32.5;而对混凝土的选择,强度级别应比原建筑结构的混凝土强度高出一个级别,且加固后的强度级别应高于C25。
        2.3 荷载计算原则
        混凝土结构在加固时承受的负荷,应根据实际情况取值。在通常情况下,原结构按原设计取值时,对结构质量的鉴定仍按原设计取值。但是需要加固时,对原结构质量的鉴定就必须按新设计的规定取值。比如,工厂里的吊车制作荷载及加工工艺荷载,就要根据需求单位所提供的数据进行取值。
        2.4 验算承载力原则
        验算混凝土建筑结构的承载力时,结构的设计应根据实际受力情况和实际大小尺寸。比如,建筑构件要考虑到结构的缺陷、损耗、腐蚀等不利因素,采用合理有效的方式进行组建。验算过程中,要考虑混凝土建筑结构在加固时的实际受力大小和特点,对加固材料的强度严格要求。
        2.5 抗震减震的原则
        我国地震频繁,其中6级以上的地震,几乎全国各地都有发生过。为了使混凝土建筑结构在遇到地震时能够保持坚固,抗震减震的加固方案,使建筑的承重力和坚固性提高。
        3 建筑工程施工中结构加固技术的应用要点
        3.1 结构植筋施工技术要点
        (1)在进行钻孔前,应当先将结构表面清理干净,然后由专业的测量人员进行放线,标出钢筋锚固点的钻孔位置。经复核无误后,便可开始钻孔。在进行钻孔的过程中,应当避开原有结构中的钢筋,钻孔周围的灰尘应当及时清理,并用毛刷将孔内的杂质清除出去,使钻孔保持干燥清洁。


        (2)钻孔的深度应当与加固设计方案的要求相符。在植筋加固施工中,清孔是一个比较重要的工序,其质量优劣直接关系到植筋效果。为此,必须对该环节予以重视,在清孔时,可以采取如下方法:先用毛刷对孔内进行清理,然后用吹风机套上长管伸入孔底进行吹灰,直至孔内的灰尘及碎渣全部清理干净为止,再用棉丝对钻孔进行封堵,防止灰尘或是杂物落入。
        (3)锚固使用的钢筋应当提前进行除锈,其长度应当超过锚固长度50mm以上。钢筋的型号及规格应当与设计方案要求一致,不得使用其它型号的钢筋进行替代。用钢丝刷对钢筋表面进行打磨,使其露出金属光泽,并将所有处理好的钢筋集中堆放备用。
        (4)锚固胶应当选用A级植筋胶。在进行注胶时,应当从孔底开始,由此可使孔内的空气被有效排除,有助于提高植筋加固效果,孔内的注胶深度应当超过孔深的2/3。随后将钢筋插入孔内,边插边旋转钢筋,直至达到孔底为止,此时应当有部分锚固胶孔口溢出。当植筋埋设好后,应当做好成品保护工作,防止碰撞,且24h以内不得晃动。
        3.2 碳纤维粘贴技术的实施要点
        在本次结构加固中,采用了碳纤维粘贴技术,碳纤维材料为一级碳纤维布,A级纤维浸渍胶,具体的施工技术要点如下:
        (1)在施工正式开始前,需要对表面进行处理,将施工部位的装饰层去除掉,并将劣化的混凝土全部清除干净,使表面露出新鲜的混凝土结构层;然后用砂轮机进行打磨,使混凝土表面平整,并将表层的浮浆、油污等杂质去除掉。在对转角进行粘贴时,应作导角处理,并打磨成圆弧形,圆弧半径不应小于20mm。待彻底清除表面粉尘后。
        (2)表面处理完毕后,应当对碳纤维贴附的混凝土基层进行检查,如有孔隙、蜂窝等状况,应用环氧树脂水泥沙浆进行修补。对面积较大的凹洞,可以使用无收缩水泥加以修复。若表面存在漏水的情况,应做防水处理,以此来保证加固部位干燥。如果原混凝土表面存在裂缝,则可使用裂缝修补剂进行修补。将底层树脂按比例配制并搅拌均匀,并在规定时间内使用。操作时可使用滚筒毛刷将底涂均匀涂抹在加固表面,底涂的干燥时间大约为3-12h左右。
        (3)将按要求配制好的浸渍树脂均匀抹于需要粘贴部位的混凝土表面上。将裁剪好的碳纤维布用手轻压贴于涂好浸渍树脂的基层上,采用专用的滚筒沿纤维方向反复滚压,使粘结剂充分浸透碳纤维布,使其平整,无气泡。滚压时不得损伤碳纤维布。若发现有空鼓部位,可采用注胶的方法进行修补,当空鼓面积较大时,宜将空鼓部位的碳纤维片材切除,重新搭接粘上等量的碳纤维片材,搭接长度不应小于200mm。多层粘贴时重复上述步骤,并在碳纤维布表面的浸渍树脂指触干燥后尽快进行下一层粘贴。在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹一层浸渍胶,初凝前撒一层粗砂,表面抹抗裂砂浆。
        3.3 梁粘贴钢板的加固施工技术要点
        先对钢板进行除锈,如轻微生锈可用砂布或平砂轮进行打磨,其后用脱脂棉将钢板表面擦拭干净。混凝土表面用角磨机对粘合面进行打磨处理,露出新鲜的混凝土面;粘结剂使用前先进行质量检验,确认合格后方可使用,根据产品说明书的要求进行配制;粘结剂配好后用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板面上,厚度控制在1-3mm左右,随后将钢板贴于预先设定好的位置处,用手锤敲击钢板,如无空洞声表示已粘贴密实;钢板粘好后,应进行适当加压,钢板在顶板下侧加固时同时应加可装可以拆除的支撑,结构胶固化后,拆除支撑架,用小铁锤检查是否有空鼓,不合要求的应拆除重做。
        3.4 预应力加固技术
        该结构加固技术的运用,就是通过外加预应力钢拉杆与型钢撑杆来保证建筑结构的稳定性。在建筑工程市场环境中,预应力加固主要运用于钢筋混凝土受弯构件。这是因为新增设的预应力与外部载荷作用下,会使拉杆内部出现一个轴向拉力。而后,通过拉杆端部的锚固钉就可经偏心轮传递至受弯构件上来。此时,构件中心就会受到一定的偏心压力影响。为此,加固构件为控制偏心压力影响会产生一定的偏心压力,但其不会导致构件自身出现弯曲。上述结构在作用施加后,预应力加固构件的效果就可得到应有保障。
        结语
        总之,需要指出的是,建筑结构的加固,虽然有一些常规、常用的方法可供选择,但这些加固方法不一定就完全符合某一特定实际工程的特点。对某一特定结构来说,很难有完全固定的加固模式。因此加固设计时应在符合加固的相应规范的前提下,根据实际工程特点灵活选用加固方案,或针对实际情况采用特殊、有效的处理方法,达到最佳加固效果。
        参考文献
        [1]吴自彬.房屋建筑结构加固设计及施工技术研究[J].科学技术创新,2018(27):122-123.
        [2]聂智宏.房屋建筑结构加固设计及施工技术应用研究[J].工程建设与设计,2017(07):25-26+30.
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