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摘要:由于科学技术飞速的发展,出现了多种多样的新技术、新材料和新结构形式,尤其是原有建筑结构的加固,因为对原有建筑的改造,可以提高工程经济指标的控制,同时也使土地得以利用完全,可以缓解城市用地的紧张,为城市发展解决部分问题,无论是新建还是已建成的建筑,对其结构的加固已成为人们只要关心的问题。
关键词:建筑结构;加固方法
优秀的加固方案具体体现在其施工作业方便、施工技术先进、经济效果好、加固质量高等四方面的特点。而对于不同的加固对象,方案中需有针对性的采用不同的加固方法。下面来谈谈加固的一些基本的方法。
1加固的必要性
根据《民用建筑设计通则》规定,纪念性建筑或特别重要的建筑设计使用年限为100年,普通建筑或构筑物设计使用年限为50年,易替换性建筑物设计使用年限为25年,临时性建筑设计使用年限为5年。在建筑物设计使用年限的时间内为保证建筑使用的安全和耐久性,要在使用过程中对其进行检测和维护。所以在使用年限内为确保建筑结构的耐久性,对其进行加固维护就成为必要了。
2遵循的原则
不是所有的建筑结构都需要加固,应该在保证该建筑结构设计使用年限的要求下,对建筑先进行检测、鉴定,需要进行加固的在进行加固处理。在不影响建筑结构整体的前提下,对建筑结构进行加固应秉着经济合理,施工简便、对原有建筑损坏较小的原则。
3加固的主要方法
3.1基础结构加固
(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)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。
(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。
3.2混凝土结构加固
(1)加大截面加固法
加大截面加固法,是通过在原混凝土构件外浇注新的混凝土,增加构件截面积和配筋,达到提高构件承载力和刚度,降低构件长细比。该方法的优点是:施工工艺简单适应性强,并具有成熟的设计和施工经验这种加固方法广泛应用于加固混凝土结构中的梁、板、柱和钢结构中的柱、屋架以及砖墙、砖柱等。缺点是:现场湿作业工作量大,养护期较长,对生产和生活有一定影响;对结构外观及房屋净空也有一定影响梁板上捣混凝土后浇层时,还会增加结构自重。且嵌入的钢筋锈蚀和混凝土劣化的危险性很大。
(2)预应力加固法
预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆,在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆,通过施加预应力,提高建筑物体承载能力和刚度的方法。该方法被广泛用于加固砼梁、板等受弯构件以及砼柱等。预应力加固具有卸荷、加固及改变结构受力等功能,特别适用于大跨度结构以及采用其它方法效果不佳的较高应力应变状态下的大型结构加固。
该方法的优点是:可在几乎不改变使用空间的条件下,改变原结构内力分布并降低原结构的应力水平,提高构件的承载力。其缺点是:施工时需要增加预应力工序和设备,对施工技术要求高,预应力杆与被加固构件的连接(锚固)处理较复杂,施工难度大。
(3)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。
(4)粘钢加固的方法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固的方法,是在构件承载力不足的区段(正截面的受拉区、正截面的受压区或者斜截面)的表面粘贴钢板,这样就可提高被加固构件的承载力,而且施工方便。该法发施工速度快、现场无湿作业或者仅有抹灰等少量的湿作业,对生产和生活影响十分小,而且加固之后对原来的结构的外观和原有的净空无显著的影响,但是加固的效果很大的程度上取决于胶粘的工艺与操作的水平。适用于那些承受静力作用而且处于正常湿度环境中的受弯或者受拉构件的加固。
(5)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。
(6)植筋法
植筋技术是运用高强度的化学粘合剂,使钢筋、螺杆等与混凝土产生握裹力,从而达到预期效果。该方法施工后产生高负荷承载力,不易产生移位、拔出,并且密实性能良好,无需做任何防水处理。它主要的技术特点就是:具有高的承载力(剪力、拉力);对固定的基材不产生膨胀力,适宜边距、间距小的部位;施工简便,时间短。
3.3钢结构加固
(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。
(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)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。
(4)外包型钢加固的方法
外包钢加固就是把型钢或者钢板包在被加固的构件的外边,外包钢方法加固钢筋混凝土梁一般是采用湿式外包法,也就是采用环氧树脂化学灌浆等方法,但是用钢量较大,而且不宜在无防护的情况下用于600C以上的高温场所;适用于那些使用上不允许显著的增大原构件截面尺寸,而且又要求大幅度提升原有构件的承载力的混凝土的结构的加固。
4结论
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。选择加固工程方案要有针对性,不同的加固工程应采取相应的加固措施,其方案需要在进行价格比、性能比、质量比的同时体现出其工艺技术的科学性和先进性,这样选出的加固方案才是优秀加固方案。
参考文献
[1]郭志雄.二种常用加固方法的适用范围和施工方法[J].科技资讯2010
[2]高书.钢筋混凝土结构火灾后性能及加固方法[J].包钢科技2010(8)