建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工方法
現(xiàn)有建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的監(jiān)測(cè)，在安全評(píng)估體系的基礎(chǔ)上，提出加固建筑結(jié)構(gòu)的改造方案，可以提高現(xiàn)有建筑的耐久性以及安全性，滿足正常的使用功能，提對(duì)高建筑物的使用功能對(duì)節(jié)約資源和減少污染有積極作用。既有建筑加固逐漸成為建筑工程的重要內(nèi)容，待改造和加固的既有建筑結(jié)構(gòu)的改造范圍大，具有巨大的工程量，具有現(xiàn)實(shí)的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益，給建筑結(jié)構(gòu)加固帶來(lái)了有史以來(lái)的發(fā)展契機(jī)。現(xiàn)行加固規(guī)范歸納了我國(guó)的較成熟的加固技術(shù)，主要有增大截面法、預(yù)應(yīng)力加固法、干式外包鋼法等。此外國(guó)內(nèi)很多的科研單位對(duì)探討和研究新型加固技術(shù)進(jìn)行了探討。其中，中國(guó)建筑科學(xué)研究院設(shè)立了低價(jià)高效承重膨脹螺栓、混凝土結(jié)構(gòu)錨栽鋼筋技術(shù)以及提高混凝土強(qiáng)度加固技術(shù)等相關(guān)課題。相關(guān)新方法的研究對(duì)我國(guó)加固行業(yè)的發(fā)張將起到巨大的推動(dòng)作用。
1、結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)及方法分析
1.1 加固方案具有良好的施工性
加固方案和施工在進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工時(shí)顯得尤為重要，根據(jù)不同建筑物的情況制定不同的施工方案和方法對(duì)建筑物進(jìn)行加固。是否具有施工作業(yè)的可行性是加固工程的必要條件，阻礙建筑結(jié)構(gòu)加固的一個(gè)重要因素是沒(méi)有良好的施工性。某些施工方法雖然理論是具有解決問(wèn)題的能力，但是施工難度較大，造成勞動(dòng)力使用量大、安全性低以及工期較長(zhǎng)，使得加固質(zhì)量受到了影響。
1.2 加固工程和加固方法
間接加固和直接加固是的兩種類型，我們實(shí)際中根據(jù)使用要求以及實(shí)際條件，采用合理的技術(shù)和方法。我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際工程條件，進(jìn)行方案的比選進(jìn)行加固方法的選用，同時(shí)我們也要考慮技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟(jì)的合理性。對(duì)于構(gòu)件加固和體系加固同時(shí)存在的情況，我們首先應(yīng)該考慮體系，然后考慮構(gòu)件。針對(duì)不同的構(gòu)件進(jìn)行加固是，我們首先考慮的是重要的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵的構(gòu)件。對(duì)于單一方法有效性不穩(wěn)定時(shí)，我們采用綜合法。
介紹加大截面加固法。受彎構(gòu)件的受壓區(qū)增加現(xiàn)澆層，這樣可以擴(kuò)大受壓區(qū)的截面尺寸，層架截面的高度，從而增大結(jié)構(gòu)斜截面的抗剪能力、正截面的抗彎能力以及整個(gè)截面的剛度，對(duì)結(jié)構(gòu)起到了補(bǔ)強(qiáng)加固的作用。鋼筋強(qiáng)度和面積的加大提高了混凝土構(gòu)件正截面的承載力，其前提是在適筋的范圍內(nèi)。有效提高正截面的抗彎能力可以增大主筋的面積，條件是原構(gòu)件截面配筋不高。通過(guò)在受拉去的截面增加現(xiàn)澆混凝土圍套課增加截面。為了提高構(gòu)件的承載力以及改善使用性能，我們可以通過(guò)原構(gòu)件和新加部分共同協(xié)調(diào)工作。次加固法具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)工具簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，可以用于一般構(gòu)造物包括板、柱、墻的混凝土加固，缺點(diǎn)是具有長(zhǎng)時(shí)間的濕水作業(yè)，對(duì)生活和生產(chǎn)有負(fù)面影響，并且對(duì)建筑物的凈空有影響。
置換混凝土和預(yù)應(yīng)力加固。此種方法和加大截面法的優(yōu)點(diǎn)是一樣的，相對(duì)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)凈空的影響較小，缺點(diǎn)是同樣存在較長(zhǎng)的濕作業(yè)時(shí)間，在有嚴(yán)重缺陷以及受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度低的梁、柱等的適用。在新增外部荷載以及預(yù)應(yīng)力的共同作用下，預(yù)應(yīng)力水平拉桿內(nèi)會(huì)產(chǎn)生軸的拉力，通過(guò)桿端的錨固偏心傳遞到構(gòu)件上，此時(shí)偏心受壓作用在桿件中，緩解并控制了構(gòu)件裂縫的發(fā)展，同時(shí)提高了斜截面的抗剪承載力。
運(yùn)用外粘型鋼進(jìn)行加固。在用外粘型鋼進(jìn)行加固的條件下，在梁截面的四隅貼角鋼，在梁的受壓區(qū)有樓板或是翼板是，用鋼板替代梁頂面的兩隅。使用粘貼鋼板加固方面計(jì)算斜截面以及正截面的承載力，在計(jì)算時(shí)用角鋼的截面面積額代替鋼板截面的面積。
采用粘貼纖維復(fù)合材加固的方法。為達(dá)到加強(qiáng)加固改善受力情況，我們利用膠結(jié)材料將纖維復(fù)合片粘貼于構(gòu)件的表面，纖維復(fù)合物理材料的優(yōu)點(diǎn)：具有耐久性和耐腐蝕性；強(qiáng)度高，其為鋼材的十幾倍；化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不會(huì)與鹽堿等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
2、工程加固設(shè)計(jì)的必要性
2.1 現(xiàn)實(shí)需求
由于現(xiàn)實(shí)需要，建筑設(shè)計(jì)人員在熟練掌握新建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，對(duì)房屋的改造好加固設(shè)計(jì)工作也要掌握。現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中很多方面造成加固的必要性，有些建筑為了增加使用面積，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行加層；被迫與相關(guān)規(guī)定，樓層的周邊凹凸部分進(jìn)行補(bǔ)平改造；抗震要求進(jìn)行加固；遭受超載，火災(zāi)以及不均勻沉降等相關(guān)原因要進(jìn)行加固等。
2.2 鑒定及檢測(cè)的必要性
為了保證建筑結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性和適用性的要求，鑒定和檢測(cè)是改造前必須進(jìn)行的一項(xiàng)工作，同時(shí)，對(duì)其可靠性做出合理的評(píng)價(jià)。檢測(cè)過(guò)程中，我們要根據(jù)具體的特點(diǎn)和情況對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，鋼筋配筋、混凝土碳化深度混凝土強(qiáng)度等級(jí)等是著重檢驗(yàn)構(gòu)件。
2.3 建筑結(jié)構(gòu)的改造、加層加固設(shè)計(jì)必要性
首先，既有建筑物進(jìn)行改造加固設(shè)計(jì)實(shí)施后，安全性和耐久性的責(zé)任有承擔(dān)此任務(wù)的實(shí)際單位承擔(dān)，未參與改造的原單位不為此負(fù)責(zé)，所以研究單位和設(shè)計(jì)單位承擔(dān)改造加固設(shè)計(jì)。
其次，要與施工單位進(jìn)行配合，施工單位的水平以及經(jīng)驗(yàn)，有助于確定更加有效的實(shí)施方案。如果在設(shè)計(jì)時(shí)并不能確定施工的單位，開(kāi)工之前應(yīng)該針對(duì)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)的是施工要求以及做法與施工單位進(jìn)行討論以及交底，同時(shí)必要時(shí)對(duì)施工方案進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，保證工程最低造價(jià)和質(zhì)量。
3、施工實(shí)施中的技術(shù)要點(diǎn)及施工方法
首先，對(duì)原來(lái)的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行取樣、考察、實(shí)驗(yàn)的工作一定要認(rèn)真落實(shí)，有專業(yè)權(quán)威的實(shí)驗(yàn)室對(duì)原來(lái)的鋼材就行取樣實(shí)驗(yàn)，做出具體的報(bào)告，從而確定所需要的新鋼材的焊條規(guī)格型號(hào)和材質(zhì)等。
其次，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原來(lái)的就鋼就行清除表面所存在的氧化層，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴砂除銹，完成后確定使用可靠地改造、處理以及加固方案。
最后，對(duì)于腐蝕氧化層以及渣物的清理要徹底，使用專業(yè)的空壓機(jī)連接專用的噴砂除銹機(jī)進(jìn)行處理，對(duì)于腐蝕嚴(yán)重的部分，可以使用榔頭等進(jìn)行處理。曬干噴砂除銹機(jī)中的細(xì)黃沙，在施工時(shí)要做好施工人員的防護(hù)工作，同時(shí)搭設(shè)環(huán)境保護(hù)設(shè)施。
4、總結(jié)
總而言之，建筑結(jié)構(gòu)的加固是建筑工程的一項(xiàng)十分重要的環(huán)節(jié)，我們應(yīng)該從源頭上抓起，提高工程技術(shù)水平，加強(qiáng)工程管理水平，除此之外，我們要掌握加固方法、設(shè)計(jì)及施工技術(shù)等方面的知識(shí)。受作者水平所限，針對(duì)文章中的不足之處，希望同行之間相互指正，我們會(huì)吸收各個(gè)方面的批評(píng)意見(jiàn)，保持著積極向上的科研態(tài)度，為我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)加固方面做出自己最大的貢獻(xiàn)。
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