论房屋建筑结构加固设计及加固施工技术的应用

发表时间:2021/9/3   来源:《工程建设标准化》2021年5月10期   作者:黄尚伟
[导读] 随着我国社会发展和经济水平的提升以及人们生活品质的不断进步,人们对于居住环境的质量和要求也越来越高。
        黄尚伟
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        摘要:随着我国社会发展和经济水平的提升以及人们生活品质的不断进步,人们对于居住环境的质量和要求也越来越高。而我国大部分建筑是建设于上世纪80到90年代,由于受到建筑施工技术和材料质量等多种因素的影响,建筑本身使用功能和耐久性以及安全性、稳定性随着日益变化的环境和长时间的使用,在稳定和安全方面逐渐无法满足人们生活的需求。而要进行房屋的拆除重建,则又会为人们带来很大的经济负担,这就需要针对一些旧房屋建筑结构进行加固处理。本篇文章将针对房屋建筑结构加固施工技术的类型作出简要的探讨。
        关键词:房屋建筑结构;加固技术;施工技术要点
        引言
        我国建筑行业随着市场资源的扩大也在不断发展,当前有许多竣工的建筑受自然环境、人为等外部因素的影响,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。本文简单分析建筑加固改造的原因和必要性,并探讨结构设计的建筑加固改造的一些问题。
        1房屋建筑应用结构加固技术的意义
        首先,房屋建筑自身的结构强度对其使用年限具有直接影响。而在房屋建筑的实际施工过程中,由于受到各类因素的影响,如施工技术、施工材料以及施工方式等,往往导致相关房屋建筑的实际使用年限要小于预期,这也间接说明相关建筑工程自身的结构强度与设计要求不符,这不仅导致相关房屋建筑需要提前面对拆迁问题,而且还容易造成相应的经济损失,对人们的正常生活也将会产生严重影响。对此,相关施工企业需要对房屋建筑结构加固技术进行合理应用,正确选择加固材料,合理优化房屋结构,避免外界环境等因素影响到房屋结构强度,从而使其使用年限得到有效延长最后,在城市建设不断加速的背景下,人们的居住需求也变得更加多元化,这使得传统房屋建筑功能往往无法满足人们的实际需求,而且在房屋建筑工程施工中还需要受到土地资源以及其他因素带来的影响。对此,通过加固改造房屋建筑,一方面可以使建筑使用功能得到丰富;另一方面还能够降低建筑投资成本,使人们的居住需求得到有效满足,进一步促进我国建筑行业的快速发展。
        2房屋建筑结构加固施工技术分析
        2.1截面扩大加固法
        由于这种施工技术具有适应性高和施工工艺简单等多种优势。再加上这种技术发展时间较长,施工经验比较丰富,可以为房屋建筑结构加固设计的实施提供更多参考。在应用此方法时,施工人员要通过在钢筋混凝土抗弯构件对混凝土现浇层进行添加,其主要目的是扩大截面面积,不断提高截面的高度,提高其构件抗剪和刚性等方面的性能。此外,主筋面积的扩大不仅可以为日后的施工提供基础,还可以有效提高旧构件的正截面抗弯承受力。研究发现,这种方式适合应用于加固墙、柱和梁等构造物,可以进一步提高施工质量。然而,在具体施工中,还要注意此方式的缺点,其会因为耗费时间长等因素减小房屋建筑的净空。
        2.2外包钢加固法
        其要义是对建筑结构构建的两侧或不同方位的角进行加固处理,通过包钢的方式,强化建筑结构的受力能力,选择质量较好延展性较高的钢材,并将这些材质运用在建筑的横梁、窗柱、屋架等位置,可以提升建筑整体结构的稳定性。选择外包钢的方式进行加固有两种方式:一种是干式外包钢加固,一种是湿式外包钢加固。其区别在于不同的结构需要填充的材料并不相同,可以利用干式外包钢加固的方式,在钢筋混凝土之中加入少量的水泥,这样完成剪力的传递;而湿式外包钢的加固处理需要增添乳胶水泥活环氧砂浆,完成剪力的传递,可以根据建筑物的特性选择相关的加固方案。
        2.3粘钢加固法
        该加固处理技术与碳纤维加固法原理相似,用于混凝土结构表面,增强其整体的受力能力。其区别在于,该方法是在混凝土表面运用粘贴的方式,为其加上一层钢板,利用钢板材料,提升建筑结构的荷载能力,防止建筑结构的变形。该加固技术的优势是施工方法简单有效、成本低,而且这样的方式对于周边的居民及环境的影响也极小,所以经常运用于老旧建筑的加固处理之中。用胶黏剂将钢板与建筑结构相结合,增强建筑本身的荷载力,同时建筑本身受钢材的影响,整体的结构的抗拉力将得到提升,稳定性也大大增强。
        2.4钢丝网砂浆加固法
        钢丝网砂浆加固由于钢材含量较高,以及使用了复合水泥砂浆,因此具有较大的优势。因为钢丝网加固时会使用弹性好、抗拉强度大、抗渗性强的钢材,并且在水泥砂浆的含量达到300/m3时,就会展现出比普通水泥砂浆更强的砂浆特性,因此对于解决钢筋混凝土构件的开裂、断裂问题有很好的效果。实际应用中,该方法能够控制加固后的构件自重,以及提升构件的延性,并且使用该方法后,钢丝网砂浆所形成的复合结构也可以承受一定的荷载,从而有效提升整体承载力,以保证整个结构的稳定性。
        2.5纤维复合材料加固
        复合纤维加固技术会在混凝土构件的表面粘贴一层纤维布,利用复合纤维材料的韧性,有效提升混凝土构件的抗弯能力和抗剪能力,使构件能承受更多的荷载。目前的纤维复合的抗拉强度高,而且材料十分轻便和耐高温,而且使用这种加固方法施工也比较简便和灵活,尤其是在各种弯折位置进行加固工作效果较好。目前的复合纤维材料种类有碳纤维、玻璃纤维等等,使得这种加固方法和其他方式有很大的区别。由于纤维复合材料和混凝土材料有完全不同的性质,在加固施工中需要保证两者协调,才能确保提升混凝土构件的强度,必须在施工之前选择合适性质的纤维材料,以及确定最合理的锚固措施,让纤维材料的作用可以在加固工作中被最大化地发挥出来,目前使用该方法对施工技术的要求较高,必须要对施工质量进行严格控制。


        2.6化学植筋结构加固施工技术
        化学植筋结构加固施工技术主要是使用一些具备较高强度的化学粘结剂去增强房屋建筑钢筋与混凝土之间的握力,并以此来增加结构的强度和刚度。首先,需要针对房屋建筑进行准确定位,其次,根据定位进行钻孔,对已完成的钻孔孔洞进行清理后将需要植入的钢筋进行支撑,控制好相关的施工角度和方向后将钢筋进行植入,并在植入完成后进行强度检测和适当的养护,以此来提高结构的稳定性。化学植筋结构加固施工技完成后,施工人员需要进入施工区域,对施工质量开展评估,如果发现质量问题,应当及时做好反馈,根据质量问题的具体表现、诱发原因,制定针对性的加固施工技术方案,科学应对质量问题。
        2.7预应力加固技术
        这一类型加固方式的运用原理为混凝土受弯构件在预应力和外部荷载的共同作用下,在拉杆内生成轴向的拉力,这一拉力通过杆端锚偏心地传递到受弯构件,从而使受弯构件产生偏心受压,这种受压作用的产生可以抵消部分外部荷载产生的弯矩,从而提高受弯构件的抗弯力,减少外荷载效应,降低裂缝出现和发展的概率。这一类型的加固技术对房屋最显著的作用为有效提高结构承载水平,在建筑外部配合使用预应力钢筋,使结构内部应力分布发生改变,达到从根本上加强承载力的作用,并且占用空间少,对原本空间影响小。此外,需要注意的是,这一加固方法控制不当会导致结构变形,若结构所在环境的温度较高,也会加快结构变形速度,因此该加固技术不适用于高温环境,使用这一技术时,需要以实际建筑环境为基础,全面考量加固方法的实用性、稳定性。
        2.8增加支点加固技术
        这一类型的加固方式在单构件加固工作中较为常见,其主要原理为增加结构的支撑点,降低房屋结构的跨度,通过提高单体构件的承载能力,提高房屋整体结构的承载力,从而保障房屋结构的安全性能。一般状况下,在板、梁、柱加固施工时,可以运用这一类加固技术,按增设支点的支承情况不同,分为刚性支点和弹性支点两种。这种加固方法操作简便,但对建筑的美观性和使用功能会产生一定影响,可根据实际情况酌情选用,合理选择支点位置。
        3房屋建筑结构加固施工技术的应用内容
        3.1施工过程中的应用
        为了保证房屋建筑结构加固施工过程的顺利进行,需要在完成前期设计和施工准备工作后才能进行施工,让此技术发挥其本身的价值。这就需要工作人员在保障科学施工的基础上,先了解房屋建筑结构的特点以及实际情况,对以前的结构进行取样。但是在实际操作过程中要注意的内容较多,一定要严格按照相关的操作进行。在对旧结构以及新材料进行取样试验时,要由专业人员完成相关操作,并且还要出具权威报告,在明确施工原料以及技术要求的基础上优化施工方案。此外,在具体施工过程中,还要对旧结构进行除锈,按照要求将其表面的氧化层以及渣物清除干净,然后结合结构的使用时间等对其进行研究和专业计算,从而保障处理加固方案的完善性和合理性。同时,由于钢锈和氧化层会对施工中的钢结构带来较大破坏力,因此要在施工中将其彻底清除,一般所应用的清除工具为空压机和喷砂除锈机,从而保证房屋建筑结构加固施工的稳定性和安全性。
        3.2增设必要的功能空间
        建筑改造可以通过改变局部使用功能来增加构件,从而扩大使用面积或改变使用功能。适度扩大部分功能空间,如增加层数、增加空间宽度或者是拆掉部分非承重墙体的方式来扩大空间。无论采用哪种改造方案,都须符合以下几点规定:首先,当层数增加或楼层尺寸加宽时,应该获得相关部门的批准。其次,加层时应该对楼层梁、柱等受力构件及地基基础的承载力进行建模验算,如不足应依据规范进行加固设计,并考虑是否会遮挡影响其他使用空间的采光和通风问题。最后如需拆除墙体时,应要充分考虑施工偶然荷载和是否影响原建筑结构的承载力。
        3.3建筑结构补强、加固施工的用材要求
        要提升建筑的质量,补强、加固的方式是最为直接有效的。这是因为加固技术是为强化建筑的稳定性,所以在处理的过程中,对其材料的选用要求是非常高的。要善于利用混凝土、钢板、胶黏剂等加固材料,在不同加固需求下,强化对建筑结构的补强能力。混凝土是建筑结构中不可或缺的材料,由于它整体结构稳定,致密性较强,不易遭受腐蚀,所以在加固技术过程中合理运用砼可以有效强化建筑的坚固性。可以先对砼进行细致的打磨,再利用粘刚进行加固处置。混凝土常用于居住建筑的补强,提升其稳定性。由于胶黏剂并没有统一的标准,所以在选择胶黏剂时,应注意整体的机械强度,选择一些化学性能较为良好的胶黏剂,才能起到强化建筑的补强效果。
        结语
        综上所述,在人们日常生活和工作当中,房屋建筑是必不可少的一项基础设施,也是人们居住的主要场所,因此对相关房屋建筑的使用性能具有较高要求。房屋建筑在经过长时间的使用之后,往往会受到自然侵蚀,而且还会受到各种因素的影响,进而导致房屋建筑产生不同程度的损害问题,缩短了房屋建筑的使用寿命。对此,需要相关施工企业针对房屋建筑结构合理进行加固,从而有效提升建筑结构性能,增强房屋的抗震性和耐久性,使房屋建筑的使用年限得到有效延长,促进我国建筑行业的健康发展。
        参考文献
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