基于民用建筑结构加固的设计改造

发表时间:2021/8/25   来源:《工程管理前沿》2021年第10期   作者:段凯
[导读] 建筑工程行业作为促进国家经济发展的一大支柱产业,在我国经济社会发展中发挥着重要的作用。
        段凯
        昆明理工泛亚设计集团有限公司  云南省昆明市  650224
        摘要:建筑工程行业作为促进国家经济发展的一大支柱产业,在我国经济社会发展中发挥着重要的作用。随着建设标准提高和设计规范的修订,原有建筑还在设计使用寿命内,还发挥着应有的经济作用,但功能也不满足现有需求,故此需按照现行规范标准,进行建筑稳定性。
        关键词:民用建筑;结构加固;设计改造
        引言
        我国建筑行业随着市场资源的扩大城镇化不断发展,当前有许多投入使用的建筑受自然环境、规范修订等外部因素的影响,追求绿色环保,建筑可持续发展原则,为继续发挥建筑本身的经济性,有必要重新加强建筑本身的结构,从而在满足新的功能要求的同时,保证结构的安全可靠。
        1民用建筑加固改造的目的
        对民用建筑进行加固改造,主要是由于工程在早期建设时受到当时经济、技术条件的限制,在施工质量管控和设计标准的提高,以以往标准很难以满足今天的使用要求,同时由于在多年的使用中受到装修改造等人为因素、环境因素的侵蚀,部分结构已经出现了损坏、劣化等情况,如果不进行处理就会导致房屋存在安全隐患,影响房屋的正常使用,甚至还会影响居住者和使用者的人身安全。为完善原有建筑的功能,提高其结构强度、刚度,使民用建筑使用更加安全稳定,就需要按照现行技术标准从综合经济性、文化保护、安全性等方面的考虑,采取必要的加固修复措施以确保工程继续被正常使用,延长建筑的使用寿命。同时,民用建筑在使用中,经常会涉及使用功能的改变、改建或扩建,这时需要在对民用建筑进行检测评估后进行加固设计,保证改造后结构的安全性、适用性和耐久性,确保加固以后的建筑能够抵御各种自然灾害,确保民用建筑结构使用的安全,减少安全事故的发生。
        2民用建筑结构加固的设计改造措施
        2.1置换混凝土加固法
        ①加固前的卸荷处理:事前要按照现行设计规范,对原有结构进行受力计算并认真复核,对置换区域柱荷载从周周进行可靠支撑,进行卸载后再施工。②结合表面处理:在卸荷状态下,将老柱疏松风化的混凝土凿除,对保留的芯柱混凝土面用风枪吹扫干净,及时对钢筋调直、除锈、必要增补竖筋和箍筋。③新增层的施工:为增强结合能力,在结合面涂刷环氧树脂或混凝土界面剂一道封闭处理,随后严密牢固制安模板,并在界面剂初凝前,即用具有高流动性、微膨胀性的H40灌浆料浇筑并养护。
        2.2钢结构设计
        (1)转变整个结构的分析简图的结构机制,典型的包括加入支撑体系将一榀一榀形式的排架模式转换成空间形式,加入支撑减小组件长细比,提升整个的稳定程度及承载性能,通过刚接的形式取代铰接模式,以减少隐患,降低组件计算长度等。(2)进一步拓展组件界面的加固模式,钢梁及钢柱都可使用焊接及高可靠性的螺栓等方式完成加固处理。需关注的是,在负荷形势下的加固分析,综合现场实际的作业环境、加固组件应力重分布情况下的应力滞后问题和焊接加固所导致的残余应力及形变对整个加固折损参量。此外,钢结构存在裂隙也是十分典型的情况,同样需引起有关人员的高度关注,特别是具有扩展性或脆断倾向性的裂纹损伤。在对民用建筑架构开展典型加固设计期间,原料的架构特点及供应商等要素和人为作业不合理及负载不科学等均会促使各种缝隙问题发生,严重的可能会进一步拉伸裂缝,并带来巨大损伤,需引起注意。这不单单需进行合理的设计,加强对于分析位置的修复处理,同时也应进一步提高人为作业、原料检测等其他方面问题的处理,以确保改善方案等的可靠性。技术人员需就整个组件开展系统性的加固及修复处理,对于不合格组件,需进行集中拆除处理,避免隐患发生。


        2.3砌体结构加固改造
        (1)间接加固法砌体结构采取间接加固法包括结构构造性修复与加固和采用预应力撑杆加固法,对于前者来说,部分砌体出现局部压碎或者墙体部位出现竖直方向的缝隙都可以通过梁垫的方式进行加固,纵横墙出现的交接缺陷或者不合理的圈梁设置,为了保证民用建筑的稳定性,可以通过圈梁的方式来加固;后者能够有效改变砌体的承载能力,提高砌体的加固效果,尤其是保证处于高应力和高应变状态的砌体在加固方面具有一定的适用性,但是温度超过60℃的环境不建议采用这种方法。(2)直接加固法直接加固法也可分为扶壁柱加固法以及钢筋混凝土外加层加固法。第一种加固方法属于增加截面的加固法,具有高适应性、高承载能力以及简便的施工优点,但难以承受高强度的震动,因此,不适用于地震区域的建筑结构加固。第二章方法属于复合截面加固法,常适用于带壁墙、柱等结构的建筑,能够快速提高砌体的承载能力,但施工时间较长,加固完成的砌体会降低建筑物的净空。
        2.4碳纤维房的结构加固技术
        碳纤维房的结构加固技术在实际应用过程当中,需要对碳纤维进行合理利用,以此来对布料、板子等进行制作,并采取具体的粘贴方法,将其在民用建筑结构表面进行有效固定,使民用建筑的承载能力得到有效提升。该项技术在实际应用过程当中具有明显优势,不仅材料质量相对较轻,而且还具有较高的强度,可以避免结构受到腐蚀。现如今,该项技术已在民用建筑结构加固当中得到了有效应用,需要相关施工人员合理利用碳素纤维和结构胶,有效加固建筑结构,并提高建筑自身的耐久性和实用性。在实际应用中,相关施工人员还应针对建筑物自身已有的损害问题和设计要求等进行分析,合理选择材料进行加固,从而修复房屋的基层部位。
        2.5增大截面加固法
        增加截面加固方法是利用和原建筑结构相同的材料来增大原来结构构件的截面面积,从而可起到提升原来构件承载能力和刚度的作用。该技术主要被应用在轴心受弯、受压、截面受剪、偏心受压的构件截面增大加固中,比如在梁柱板等结构的加固设计中,使用增大截面加固的方法可充分发挥该技术的优势,不但施工方便,而且加固施工的安全可靠性较好,适用性广泛,其在加固以后可以起到有效的提升构件抵抗力和刚度的作用。在具体应用时,应重点考虑建筑整体结构,不能只加大局部的面积而使整个结构出现巨大变化,从而使薄弱层存在安全隐患。该技术方法的使用在一定程度上会因为面积的增大而压缩建筑物的使用空间,而且因为结构的自重力加大了会增加整个结构的负重,使结构承担的载荷作用变大。此外,在进行构件加固时现场湿作业工作量较大需要维护的周期较长,因此会对建筑的正常使用带来一些不利影响。
        3.植筋加固技术
        在植筋加固技术应用过程当中,需要有效连接和锚固混凝土结构。在具体开展相关工作时,施工人员需要对普通钢筋以及螺栓式钢筋进行有效植入,以此来加固民用建筑结构。在进行植筋加固时,通常施工人员需要将钢筋中的锈迹进行有效去除,并在其表面涂满结构胶,然后在孔里插入,同时相关技术人员还应在结构胶干凅前后做好相应的检查,防止钢筋插入位置发生移动。在完成钢筋植入后,不能在此位置进行焊接,而是需要在基层混凝土表面距离15d以上设置焊点,并要对植筋外露根部使用冷水浸湿的毛巾进行包裹。
        结语
        综上所述,如今随着城市化的不断发展,建筑领域对民用建筑结构加固技术的要求不断提高,根据建筑工程实际,充分借鉴国内外先进结构加固技术,科学选择与工程相适宜的加固方式,合理运用加固技术,是房建结构安全稳定的重要保证,有助于推动民用建筑行业可持续发展、稳定发展。
        参考文献
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