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【摘要】:随着社会的发展和进步,各种高层建筑越来越多,城市化进程稳步发展。为了确保建筑正常使用年限,维护人民生命及财产安全,建筑结构加固技术至关重要,并在各项建筑工程中引起高度重视。本文结合当前建筑施工发展现状,对几种常见的建筑结构加固技术进
行分析与阐述。
【关键词】:建筑结构 加固方法 技术手段
中图分类号:G278 文献标识码:A 文章编号:
随着现代经济的飞速发展和生活水平的不断提高,人们对建筑的数量、质量和使用功能提出了越来越多的要求,科学技术的进步也促使各种新型结构、新型材料以及新的施工工艺不断出现。为保证建筑工程的质量,促使建筑业健康发展,我国于1997年通过了《中华人民共和国建筑法 ,明确规定:“建筑物在合理使用寿命内,必须确保地基基础工程和主体结构的质量,对已发现的质量缺陷,建筑施工企业应当修复。因此,以严谨的施工态度、科学的加固方法,确保建筑结构稳固性、安全性,具有一定重要的意义。
1.加大截面积加固技术
通过加大截面积的方式,实现建筑结构加固,在构件的外部包裹混凝土,以增加构件的配筋量与横面积,实现结构加固目标。在建筑结构施工中,加大截面积的方法较为传统、常用,因此工艺简单、适用范围广,可应用于各种墙体、梁柱等混凝土结构中。结合构件的加固要求、受力特点等区别,可选择单侧加厚、双侧加厚等方式。为了确保后期浇筑混凝土的正常运行,可适当增设构造钢筋;如果工程以加配钢筋为主,则应增加钢筋的截面积,为了确保钢筋加固后的正常工作,还应浇筑一层混凝土保护层。一般情况下,外包材料多是普通混凝土,如果外包层薄弱、钢筋密集,就可利用细石混凝土,除了利用钢筋配筋之外,还可应用钢板或型钢。通过采取加大截面积的技术方法,在设计构造时,应充分考虑原有部分与新加部分的整体受力情况。在产生受力时,加固结构的结合面就会产生各种应力,以剪力和拉力为主。在弹性塑性阶段,结合面的反向拉力、剪应力等,主要通过新旧混凝土粘合的强度来承担。如果裂缝达到极限状态,就通过贯穿结合面的锚固螺栓或者锚固钢筋而产生被動的剪切力、摩擦力。但是这种方法对现场湿作业的工程量较大,养护时间较长,对正常生产与生活造成一定影响。同时,当构件截面增大后,将对建筑结构的外观及房屋净空产生一定影响。
2.预应力加固技术
预应力加固技术主要通过外加预应力撑杆或者钢拉杆的方式,实现结构加固。也就是说,通过施加预应力,使撑杆或者拉杆受力,对原有结构的内力分布产生变化,降低结构的应力水平,提升结构承载力。预应力加固技术的特点是通过预应力手段,强迫提升撑杆受力或者后加拉杆,减少原结构的应力水平。这样,就可避免一般加固结构中的应力应变滞后现象,发挥改变、卸载、加固结构内力的作用,提升结构承载能力。采取预应力加固技术,根据加固对象的具体差别,可分为预应力撑杆加固、预应力拉杆加固两大内容。一方面,预应力撑杆加固技术,主要加固轴心受压力或者小偏心受压柱,根据不同的柱受力状况,又可分为单侧撑杆加固、双侧撑杆加固两种方式;
另一方面,预应力拉杆加固主要应用于一般的框架结构、网架结构、梁板结构、桁架结构等。鉴于加固的要求以及被加固结构的受力情况不同,又可将预应力拉杆加固分为水平式(正截面的受弯承载力不足)、下撑式(斜截面的受剪承载力及正截面的受弯承载力不足)、混合式(正截面的受弯承载力不足及斜截面的受剪承载力稍有不足)三种方式,分别适用于不同的截面中。有关预应力加固技术,一般适用于跨度较大的结构中,或者采取一般方法难以满足加固效果的情况,但是这种方法不适合在高湿度环境下作业,这种环境下的混凝土结构或者混凝土收缩力有所变大,不利于加固效果。
3.外包钢加固技术
应用外包钢加固技术,利用角钢外包在构件的四角位置,在角钢之间采取缀板连接方式。外包钢加固法可分为湿式与干式两种情况。一方面,湿式外包钢法,在原有构件和型钢之间,利用环氧树脂或者乳胶水泥等粘结,将新旧材料之间进行有效协同,确保工作整体性,但是作业强度较大;另一方面,干式外包钢法,即原有构件和型钢之间没有任何粘结作用,虽然有时候以水泥砂浆填补,但是并不能实现结合面拉力与剪力的传递,难以保障原构件和型钢的整体工作,只能实现单独受力。与湿式外包钢方式相比,干式外包钢的施工更加简单,但是提高承载力的能力远不如湿式外包钢;这种方法基本对原结构构件的截面尺寸更改不大,仅是提高构件承载力,增加刚度与延性,一般在屋架、砖窗间墙、梁、混凝土柱等结构构件、构筑物加固中应用广泛。这种外包钢加固技术,尤其应用于不需要增大截面尺寸的工程中,可极大提高承载力的轴心与偏心,施工的工作量小、效率高、质量好,但是用钢量较多,加固成本高。
4.外部粘钢加固技术
外部粘钢加固法,主要利用粘贴剂,与加固设计相符,将钢板粘贴在钢结构或者混凝土表面,共同产生作用力。外部粘钢加固技术的优势在于:施工便捷、效率高,基本不会改变构件外观及使用空间,提高了结构构件承载力。当采取外部粘钢加固技术时,一般将钢板粘贴在梁底的受拉位置,增加梁的承载力,如果在梁的侧端粘贴钢板,也可保障梁的斜截面承载力。当前,外部粘钢加固技术主要应用干受拉构件或受弯构件的补强加固工程中,要求环境温度控制在60℃以内,相对湿度则小于70%,且没有化学腐蚀。如果工作条件不能满足以上条件,则要采取对应的处理措施。另外,外部粘钢加固技术对施工工艺的要求较高,需要确保施工队伍韵专业性,提高施工质量。
5.增设支点技术
增设支点加固技术,主要通过增加支撑点的方式,降低结构的计算跨度,以控制结构内力,提高承载力。这种方法既简单又可靠,但是会对使用空间造成一定影响,一般适用于网架、桁架、板、梁等水平结构的加固施工中。
结合新增加支撑结构的变形特质,应用支点法可分为弹性支点与刚性支点两种方式。弹性支点主要通过支撑结构中的桁架或者受弯力作用等,间接传递荷载力。由于支撑结构变形与被加固结构变形属于同一个数量等级,那么支撑结构应按照弹性支点来考虑,涉及到复杂的内力分析技术;刚性支点通过轴心受拉或者轴心受压等荷载力,直接传递到柱子或者基础构件部分。这种方法的内力计算较为简单。相对来说,采取刚性支点技术加固,可较大提高结构的承载能力,而弹性支点则对空间使用的影响程度较低。
6.结束语
总之,建筑结构加固的技术方法较多,本文介绍了几种常见方法。为了在实际加固工程中选择最合理、最经济的方案,还应加深学习与交流,以应用更多先进加固技术,实现经济效益与社会效益。
【参考文献】:
【1】周丽杰.建筑结构预应力加固技术问题的几点研究【J】.中国科技财富.20l1(3)
【2】黎伟林.探讨混凝土建筑结构的检测和加固【J】.建材发展导向.2011(7).
行分析与阐述。
【关键词】:建筑结构 加固方法 技术手段
中图分类号:G278 文献标识码:A 文章编号:
随着现代经济的飞速发展和生活水平的不断提高,人们对建筑的数量、质量和使用功能提出了越来越多的要求,科学技术的进步也促使各种新型结构、新型材料以及新的施工工艺不断出现。为保证建筑工程的质量,促使建筑业健康发展,我国于1997年通过了《中华人民共和国建筑法 ,明确规定:“建筑物在合理使用寿命内,必须确保地基基础工程和主体结构的质量,对已发现的质量缺陷,建筑施工企业应当修复。因此,以严谨的施工态度、科学的加固方法,确保建筑结构稳固性、安全性,具有一定重要的意义。
1.加大截面积加固技术
通过加大截面积的方式,实现建筑结构加固,在构件的外部包裹混凝土,以增加构件的配筋量与横面积,实现结构加固目标。在建筑结构施工中,加大截面积的方法较为传统、常用,因此工艺简单、适用范围广,可应用于各种墙体、梁柱等混凝土结构中。结合构件的加固要求、受力特点等区别,可选择单侧加厚、双侧加厚等方式。为了确保后期浇筑混凝土的正常运行,可适当增设构造钢筋;如果工程以加配钢筋为主,则应增加钢筋的截面积,为了确保钢筋加固后的正常工作,还应浇筑一层混凝土保护层。一般情况下,外包材料多是普通混凝土,如果外包层薄弱、钢筋密集,就可利用细石混凝土,除了利用钢筋配筋之外,还可应用钢板或型钢。通过采取加大截面积的技术方法,在设计构造时,应充分考虑原有部分与新加部分的整体受力情况。在产生受力时,加固结构的结合面就会产生各种应力,以剪力和拉力为主。在弹性塑性阶段,结合面的反向拉力、剪应力等,主要通过新旧混凝土粘合的强度来承担。如果裂缝达到极限状态,就通过贯穿结合面的锚固螺栓或者锚固钢筋而产生被動的剪切力、摩擦力。但是这种方法对现场湿作业的工程量较大,养护时间较长,对正常生产与生活造成一定影响。同时,当构件截面增大后,将对建筑结构的外观及房屋净空产生一定影响。
2.预应力加固技术
预应力加固技术主要通过外加预应力撑杆或者钢拉杆的方式,实现结构加固。也就是说,通过施加预应力,使撑杆或者拉杆受力,对原有结构的内力分布产生变化,降低结构的应力水平,提升结构承载力。预应力加固技术的特点是通过预应力手段,强迫提升撑杆受力或者后加拉杆,减少原结构的应力水平。这样,就可避免一般加固结构中的应力应变滞后现象,发挥改变、卸载、加固结构内力的作用,提升结构承载能力。采取预应力加固技术,根据加固对象的具体差别,可分为预应力撑杆加固、预应力拉杆加固两大内容。一方面,预应力撑杆加固技术,主要加固轴心受压力或者小偏心受压柱,根据不同的柱受力状况,又可分为单侧撑杆加固、双侧撑杆加固两种方式;
另一方面,预应力拉杆加固主要应用于一般的框架结构、网架结构、梁板结构、桁架结构等。鉴于加固的要求以及被加固结构的受力情况不同,又可将预应力拉杆加固分为水平式(正截面的受弯承载力不足)、下撑式(斜截面的受剪承载力及正截面的受弯承载力不足)、混合式(正截面的受弯承载力不足及斜截面的受剪承载力稍有不足)三种方式,分别适用于不同的截面中。有关预应力加固技术,一般适用于跨度较大的结构中,或者采取一般方法难以满足加固效果的情况,但是这种方法不适合在高湿度环境下作业,这种环境下的混凝土结构或者混凝土收缩力有所变大,不利于加固效果。
3.外包钢加固技术
应用外包钢加固技术,利用角钢外包在构件的四角位置,在角钢之间采取缀板连接方式。外包钢加固法可分为湿式与干式两种情况。一方面,湿式外包钢法,在原有构件和型钢之间,利用环氧树脂或者乳胶水泥等粘结,将新旧材料之间进行有效协同,确保工作整体性,但是作业强度较大;另一方面,干式外包钢法,即原有构件和型钢之间没有任何粘结作用,虽然有时候以水泥砂浆填补,但是并不能实现结合面拉力与剪力的传递,难以保障原构件和型钢的整体工作,只能实现单独受力。与湿式外包钢方式相比,干式外包钢的施工更加简单,但是提高承载力的能力远不如湿式外包钢;这种方法基本对原结构构件的截面尺寸更改不大,仅是提高构件承载力,增加刚度与延性,一般在屋架、砖窗间墙、梁、混凝土柱等结构构件、构筑物加固中应用广泛。这种外包钢加固技术,尤其应用于不需要增大截面尺寸的工程中,可极大提高承载力的轴心与偏心,施工的工作量小、效率高、质量好,但是用钢量较多,加固成本高。
4.外部粘钢加固技术
外部粘钢加固法,主要利用粘贴剂,与加固设计相符,将钢板粘贴在钢结构或者混凝土表面,共同产生作用力。外部粘钢加固技术的优势在于:施工便捷、效率高,基本不会改变构件外观及使用空间,提高了结构构件承载力。当采取外部粘钢加固技术时,一般将钢板粘贴在梁底的受拉位置,增加梁的承载力,如果在梁的侧端粘贴钢板,也可保障梁的斜截面承载力。当前,外部粘钢加固技术主要应用干受拉构件或受弯构件的补强加固工程中,要求环境温度控制在60℃以内,相对湿度则小于70%,且没有化学腐蚀。如果工作条件不能满足以上条件,则要采取对应的处理措施。另外,外部粘钢加固技术对施工工艺的要求较高,需要确保施工队伍韵专业性,提高施工质量。
5.增设支点技术
增设支点加固技术,主要通过增加支撑点的方式,降低结构的计算跨度,以控制结构内力,提高承载力。这种方法既简单又可靠,但是会对使用空间造成一定影响,一般适用于网架、桁架、板、梁等水平结构的加固施工中。
结合新增加支撑结构的变形特质,应用支点法可分为弹性支点与刚性支点两种方式。弹性支点主要通过支撑结构中的桁架或者受弯力作用等,间接传递荷载力。由于支撑结构变形与被加固结构变形属于同一个数量等级,那么支撑结构应按照弹性支点来考虑,涉及到复杂的内力分析技术;刚性支点通过轴心受拉或者轴心受压等荷载力,直接传递到柱子或者基础构件部分。这种方法的内力计算较为简单。相对来说,采取刚性支点技术加固,可较大提高结构的承载能力,而弹性支点则对空间使用的影响程度较低。
6.结束语
总之,建筑结构加固的技术方法较多,本文介绍了几种常见方法。为了在实际加固工程中选择最合理、最经济的方案,还应加深学习与交流,以应用更多先进加固技术,实现经济效益与社会效益。
【参考文献】:
【1】周丽杰.建筑结构预应力加固技术问题的几点研究【J】.中国科技财富.20l1(3)
【2】黎伟林.探讨混凝土建筑结构的检测和加固【J】.建材发展导向.2011(7).