北京腾远建筑设计有限公司天津分公司天津300171
摘要:目前我国已有建筑物加固的方法很多,如增大截面法、预应力加固法、改变结构受力体系加固法、外包钢筋加固法,分别适用于不同的情况。加固方法的具体选择,应根据可靠性鉴定结果、结构功能降低情况及其他加固后建筑的功能要求,按加固效果可靠,施工方便、经济合理等原则,综合分析确定。
关键词:建筑工程;加固技术;结构
一建筑结构加固的原因
(1)设计规范的修订升版,按照原规范标准设计的结构将不能满足设计标准的要求,结构尚未投入使用就要面临加固改造。(2)设计基础资料和设计方法的不准确,导致设计出来的建筑物存在着安全性隐患。(3)施工方法的错误、施工管理的不善以及施工单位的偷工减料等原因,使得建筑物存在质量问题。(4)原有建筑物使用功能和要求的改变,结构老化后需要对其进行改造、加固。(5)因灾害引起的加固,由于环境、温差等影响以及地震、火灾等自然灾害的作用,导致建筑物发生严重损坏。
二建筑结构加固原则
1结构体系总体效应原则
尽管加固只需针对危险构件进行,但同时要考虑加固后对整体结构体系的影响。因此,在制定加固方案时,应对建筑物总体考虑。
2先鉴定后加固的原则
结构加固方案确定前,必须对已有结构进行检查和可靠性鉴定分析,分析结构的受力现状,为加固方案确定奠定基础。
3材料的选用和取值原则
原结构的材料强度应按规定取用,如原结构材料种类和性能与原设计一致,按原设计(或规范)值取用;当原结构无材料强度资料时,可通过实测评定材料强度等级,再按现行规范取值。
4加固方案的优化原则
建筑结构加固方案的选择应充分考虑已有结构实际现状和加固后结构的受力特点,对建筑结构整体进行分析,保证加固后结构具有较高的安全性和可靠度。此外,要考虑综合经济指标、施工特点和技术水平,在加固方法的设计和施工组织上采取有效措施,减少对使用环境和相邻建筑结构的影响,缩短施工周期。
5与抗震设防结合的原则
为了使建筑物具有相应的地震安全储备,在对其进行加固、处理时,应与抗震加固方案结合起来考虑。
三建筑结构混凝土梁、板承载力不足的原因及表现
梁、板承载能力不足,是指梁、板的承载力不能满足预定的或新的使用要求,必须加固,以确保构件的安全使用。承载力不足的外观表现是构件的挠度偏大,太多的裂纹、过宽、过长,钢筋严重锈蚀或受压区混凝土有压碎迹象等。引起梁、板等受弯构件承载力不足的主要原因有以下几个方面:
1施工工艺不符合要求。钢筋少配或不匹配;截面尺寸不符合设计要求;施工,材料使用不当或失误;凝土强度不符合设计要求,施工过程中不按规范要求执行。
2设计有疏漏。计算简图与梁、板实际受力情况不符合;荷载漏算、少算。
3使用方法不当。使用过程中严重超载;使用功能的改变;使用过程中擅自拆除或破坏承重构件且不进行加固处理。
四常用建筑结构加固方法
1加大截面加固法
加大截面加固法是在构件外部外包混凝土,增大构件截面面积和配筋量的一种加固方法,从而达到提高构件承载能力的目的。在我国,加大截面法是一种传统的加固方法,工艺简单,适用面广,可广泛用于梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。根据构件的受力特点和加固要求不同,可选用单侧加厚、双侧加厚、三面和四面外包等。在以加大混凝土截面为主的结构中,为了保证后浇混凝土的正常工作,需适当配置构造钢筋;在以加配钢筋为主的加固方法中,即增加钢筋截面积,为保证加固钢筋的正常工作,需按构造要求浇灌混凝土保护层。外包材料一般以普通混凝土为主,当外包层较薄、钢筋较密时,可用细石混凝土,配筋除采用钢筋外,也常用型钢和钢板。但这种方法要求的现场湿作业工作量大,养护时间较长,对生产和生活有一定影响,而且构件的截面增大后对结构的外观和房屋净空也有一定影响。
2外包钢加固法
外包钢加固法是以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角)以加强其受力性能的加固方法。外包钢加固法分湿式和干式两种情况。湿式外包钢加固:外包型钢与构件之间是采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法黏结,以使型钢与原构件能整体工作共同受力;干式外包钢加固:原构件与外包型钢之间无任何黏结,有时虽填有水泥砂浆,但彼此只能单独受力,承载力提高不如湿式外包钢加固有效。该方法施工简便,现场工作量较小,受力较为可靠,适用于在使用上不允许增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度地提高截面承载能力的混凝土结构,主要用于钢筋混凝土柱、梁、桁架弦杆和腹杆的加固。
3预应力加固法
预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法,通过施加预应力使拉杆或撑杆受力,影响并改变原结构内力分布,从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。特点是通过预应力手段强迫后加拉杆或撑杆受力,改变原结构的内力分布,降低原结构的应力水平,使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果,后加拉杆或撑杆和原有结构能够较好地共同工作,结构承载能力能够得到较大的提高。预应力加固适用于大跨度结构,以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固,但不宜用于处在高湿度环境下的混凝土结构或混凝土收缩徐变较大的混凝土结构的加固。
4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。
5粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,使其共同工作、整体受力,以提高结构承载力的一种加固方法。它实质是一种体外配筋,提高原构件的配筋量从而相应提高结构构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的能力。因此,采用此法加固对结构胶的要求较高,结构胶必须具有强度高、黏结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小的特点,并且具有一定弹性。相对于传统加固方法,粘钢加固法更为简单、快速,对结构的外形、净空等影响较小,其施工过程对生产和生活影响较小,因而在建筑领域和公路桥梁领域中都得到了普遍应用。
结束语
当前土建结构的加固改造是我们面临的一项意义重大的任务。建筑结构加固已逐渐成为建筑工程中的一个新兴的行业,随着建筑业的蓬勃发展,建筑物的加固、维修、改造的应用领域和范围也将越来越广,在发展新的建筑加固技术的同时,也应较好的结合传统的加固技术,实现二者的优势互补,真正做到为建筑物的加固提供切实可靠的技术支持。
参考文献:
[1]郑福金.建筑结构加固的探讨.中国新技术新产品.2010年第14期.
[2]赵子旭,浅析建筑工程加固技术的分析[J],计算机光盘软件与应用,2010
[3]金焕.浅谈建筑加固技术与应用[J].中国科技博览,2011