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建筑结构的加固方法与施工
2022-5-20 9:30:19
一、结构综述
常见的房屋结构有砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构等,各种结构有其自身的特点。
砖混结构顾名思义,就是以砖和钢筋混凝土混合结构。由于砖的生产能够就地取材,因而房屋的造价相对较低。但砖的力学性能较差,承载力小,房屋的抗震性能不好。设计中通过圈梁、构造柱等措施可以是房屋的抗震性能提高,但一般只能建造7层以下的房屋。砖混结构的房屋的承重墙厚一般为370毫米或240毫米,占用房屋的使用面积,使房屋的有效使用率变小。另外砖混结构的房屋的楼板较多采用预应力空心楼板,房间开间不能太大,否则,楼板会发生饶度,影响使用和美观,并会给使用人造成一定的心理压力。虽然,现在许多砖混结构的楼板结构采用全现浇的钢筋混凝土,但因砖混结构整体抗震性能限制,开间仍不能设计的太大。砖混房屋受到结构的限制,空间布置不灵活,不能象框架结构那样,用户可以比较随意的根据自己的需要灵活分割布置空间。现浇钢筋混凝土结构框架结构一般由梁、板、柱所组成。其特点是框架结构布置灵活,具有较大的室内空间,使用比较方便。框架结构的楼板大多采用现浇钢筋混凝土板。框架剪力墙结构其实就是现浇钢筋混凝土墙,主要承受水平地震荷载,这样的水平荷载对墙、柱产生一种水平剪切力,剪力墙结构由纵横方向的墙体组成抗侧向力体系,它的刚度很大,空间整体性好,房间内不外露梁、柱楞角,便于室内布置,方便使用。剪力墙结构有较好的抗震性能,其不足之处是结构自重大,预应力剪力墙结构常可以做到大空间住宅布局,剪力墙结构形式是高层住宅采用最为广泛的一种结构形式。此时,房间的分隔墙和预应力厨房卫生间分隔墙可采用预制的轻质隔墙来分隔空间,此种方式为装修改造,带来了较大的方便之处,也深受广大住户欢迎。钢结构工程是以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。
二、结构加固
众所周知,质量是企业的生命,质量是企业发展的根本保证。在建筑市场竞争激烈的今天,如何提高施工质量管理水平是每一位企业管理者必须思考的问题。随着我国经济建设的迅速发展,人们对建筑的要求也随之提高,建筑物的裂损现象影响着人们的正常生产和生活。建筑物中裂缝的存在预示着结构承载力可能不足,过大的裂缝会促使钢筋生锈而降低结构耐久性,会造成房屋渗漏影响建筑物美观。比如上世纪六七十年代建成的教学楼、住宅楼工程,随着运行时间的推移,有些工程设施老化失修,有些工程设施由于受当时客观条件的限制,存在着设计考虑不周、规范标准低的缺陷,要对这些建筑物进行除险加固,采用什么样的形式进行加固,既能达到现行规范要求,又能保证质量节省投资,本文就此问题做如下分析。
2.1、基础结构加固
基础结构加固主要是地基承载力的建筑物进行加固,其主要方法有:
2.1.1.抬墙梁法。采用预制的钢筋混凝土梁或钢梁穿过原建筑的基础梁下。置于原基础两侧的桩或墩基础上,支承新增结构荷载。抬墙梁的平面位置应避开一层门窗洞口,不能避开时,应对抬墙粱上的门窗洞口采取加强措施,并应验算梁支承处砖墙的局部承压强度。
2.1.2.墩式加固法。是直接在基础下分段挖空至持力层浇筑墩式混凝土基础,最后使分段基础联成一整体,承受增层结构荷载。
2.1.3.当原建筑基础底面积不足时,可采用基础加宽法。对条形基础可采用一侧加宽或两侧加宽,对柱基可沿基础四边加宽,加宽时可每隔1000~1500mm设置一根钢筋混凝土减荷梁。
2.2、混凝土结构加固
2.2.1.加大截面加固法。该法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时问长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2.2.2.置换混凝土加固法。该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
2.2.3.植筋技术法。这是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。
2.2.4.预应力加固法。该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不宜用于混凝土收缩与变大的结构。
2.2.5.裂缝修补技术。根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。
3.3、钢结构加固
3.3.1.改变钢结构计算图形的加固法。是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法;改变结构计算图形的一般方法为:增加支撑形成空间结构并按空间结构验算:加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等,以提高结构承载力和改善结构动力特性;增设支撑或辅助杆件,使结构的长细比减小以提高其稳定性;在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷。
3.3.2.增设支点加固法。增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度,改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。梁、板在跨中增设支点后,减小了跨度,从而能较大幅度地提高承载能力,并能减小和限制梁、板的挠曲变形。适用于房屋净空不受限制的大跨度结构中梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。增设支点加固法优点是简单可靠,缺点是使用空间会受到一定影响。
3.3.3.有粘结外包型钢加固法。外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。
3.3.4.粘贴纤维增强塑料加固法。除具有粘结外包型钢加固法相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。注意的是,加固工程完成后,应用小锤轻轻敲击粘贴钢板,从响声判断粘接效果或用超声波法探测粘贴密度。如锚固区粘贴面积少于90%,非锚固区粘贴面积少于70%,则此粘贴无效,应剥下重新粘贴。对于重大工程,为真实检验加固效果,尚需抽样进行荷载试验,一般仅作标准使用荷载试验,即将卸去的荷载重新全部加上,其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。
总之,建筑物结构加固与改造工程是人类历史发展的客观需要。它符合科学发展观所倡导的可持续发展战略。就目前来看,上述结构加固技术还有待在实践中进一步探索,随着建筑科学技术的不断进步,新型建筑材料不断出现,更好的加固方法将会有更大拓展。
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