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摘要:建筑结构是整个建筑物的受力基础,合理的建筑结构与科学的加固技术将直接影响整个建筑的质量和安全。本文对房屋建筑工程中结构加固技术进行了阐述,当房屋建筑结构需要加固时,要依据使用要求及现场实际情况,进行多方案比选。
关键词:房屋建筑工程;结构加固;改造措施
一、建筑的结构确定以及加固和改造的技术现状
建筑结构的鉴定以及加固和改造技术,对满足居民对旧房屋新需求或解决旧房屋出现的小问题而言,是最简单可行的办法。随着社会经济的发展,尽管现代房屋在结构、空间、使用功能以及数量等方面大都赶超以前的建筑,但是还有很多人怀有故土情节,他们不愿离开以前的房屋,而且对旧房屋有新的使用功能的需求,这时候就需要建筑结构的鉴定和房屋加固以及改造技术的参与,使得旧建筑安全可靠。
1、建筑结构的鉴定和加固与改造技术面临的难点
一直以来,建筑出现质量问题的情况都没能得到确切的解决。由于过去科学技术不够先进和可用资金不足,导致问题房屋数量较多,但又未得到及时的检查和修理,房屋安全已经变成旧房居民们最担心的问题。旧式房屋的改造刻不容缓,合适的检测方法和加固改造技术是维护社会和谐,保证居民居住安全的重要保障。
2、如何确定建筑的结构问题
本文提供了三种方法。一、抽样鉴定法,即通过对局部的问题房屋进行鉴定,根据结果测算所有房屋的问题,以及确定需要采用的加固方法。这种方法的优点是可以节约鉴定的人力物力,减少经费使用和节约时间;缺点是可能会出现以偏概全的问题,对一些房屋的测算有误。二、经验方法。这种方法一般在户型适中或者比较小的建筑上使用,但此方法对鉴定员的资历要求比较高,必须经验丰富的人才能完成。这种方法比较简单方便,不必使用机器等,省时省力;同时由于对鉴定员经验要求较高,鉴定结果主观性比较强,可能导致误判,出现因对房屋的了解不够,进而不能采取最适合的加固措施的情况。三、实地考量法。这个方法同经验方法有近似之处,也是对房屋进行的实地测绘,不同的是此方法要求配备鉴定所需要的相关器材,这样就可以保证在鉴定员的经验不能对鉴定结果提供有效支持的情况下,能够利用器材检测的数据,得出主客观综合下的比较精确的鉴定的结果,从而采取最适合的方法进行加固。
3、如何对建筑进行加固和改造
建筑加固和改造的方法有很多,选择不同的方法要根据实际房屋问题进行选择。这里主要介绍了三种比较常见的改造方法。一、钢筋的后锚固相关技术。此方法要通过植锚栓和植筋两个步骤进行,一般在非结构的构件中使用,而受压的结构构件是不适合的。二、通过混凝土的置换进行加固,一般适用于第一种方法不适用的其他情况。若建筑中的混凝土出现变形或者是开裂缝等的问题,置换混凝土就可以解决问题。前两种方法在适用范围上有局限性,加固操作上也不够方便。三、外包钢筋的混凝土的加固方法,此方法对于建筑房梁来说是非常有效果的,其成本以及技术要求都不是很高,所以适用范围非常广泛。
二、房屋建筑工程中结构加固改造措施
1、粘钢加固法
粘钢加固法指采用结构胶粘剂将薄钢材与原混凝土结构粘连成一个整体,通过结构胶的粘接,使二者成为一个共同受力的复合截面,从而达到结构的承载力提升的目的。主要适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件,它在施工上简便又快捷。
它的加固机理是借助高性能的环氧类粘接剂把钢板与混凝土构件的表面粘结一起,因钢板具备良好的抗拉强度,混凝土具备良好的抗压强度,这样结构的承载力和刚度都得到了极大的提升。在实际施工中对于受弯构件实行正截面受压区加固,可在受压区梁两侧粘结钢板进行加固。此种操作是针对梁体加固最便捷的操作方式,同时也能使得后续的检验工作能够更加顺畅的进行,提高整个工作的效率。
2、碳纤维材料加固法
碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度的新型纤维材料,它在建筑施工中比较常见,因其具有耐腐性、高模量和重量轻的特性,是建筑中比较重要的材料。根据碳含量的不同又分为不同类型的碳纤维,碳纤维的比重仅为铁的1/4~1/5,但它的强度确是相同质量钢的三到五倍。碳纤维与钢材相比,具有更好的刚度与强度,还带有钢材无法比拟的优点,如耐高温性、耐螺动性、耐腐蚀性、抗疲劳能力强与各向异性等均优于传统钢材。当前,碳纤维增强材料可在带有高腐蚀危害的环境内应用,在碳纤维中添加陶瓷、树脂、特殊金属等新材料,形成碳纤维复合材料,可进一步提升材料的自身性能。
3、增大截面加固法
增大截面加固法是指在原待加固截面的多侧或一侧,通过增加截面和配筋等措施,来提升构件的承载力和刚度。在房屋建筑中,在需在加固的结构上设置一层钢筋混凝土,这种方法的原理是把建筑物表面的受力面积扩大,进而减小单位面积的受力作用,结构的承载力就会自然得到提升,亦或通过原料中增加钢筋的配比,来达到此目的。这种建筑物的加固方式最早使用于民间的房屋改造中。根据结构构件加固目的、受力特点、构件尺寸的不同,可将既有建筑结构的增大截面加固方案设计分为单侧加固、双侧加固、三侧加固、四面包裹;根据不同的加固要求与目的,可分为以增大截面面积为主要形式的加固方式、以增加钢筋用量为主的加固方式及增大截面同时增加钢筋的加固形式。
4、外粘型钢加固法
外贴型钢法是指使用钢材将要加固的结构四周包裹起来,在房屋建筑中,通常对钢筋混凝土柱或梁外包扁钢、型钢焊成的钢构架,还要灌注结构胶粘剂,这样被加固的结构和钢材便形成一个整体的受力结构,建筑物因被加固构件的抵抗弯曲力和抗剪能力大大提升,从而使建筑结构的整体受力稳定,能显著改善结构稳定性能,对使用空间影响也较小。
5、钢筋网砂浆加固法
钢筋网砂浆加固法是指在既有钢筋混凝土结构构件外表面绑扎钢筋网,借助高压喷射设备将复合砂浆喷射到其表面,把钢筋网和复合砂浆变成一个紧密的加固体。通过喷射砼,使建筑构件截面积增加,抗承载能力有所提升,该方法在加固改造施工中得到广泛应用,且改造成本也比较经济。
6、植筋加固法
通过植入普通钢筋或螺栓式锚筋,达到加固建筑物的目的,该方法被普遍应用到建筑物的加固中。植筋加固技术是一种针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术,在工程中没有预埋钢筋时,这种加固技术主是一种有效的补救措施,如施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升,对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等,这些都可用植筋加固技术进行有效补救。
结束语
随着社会经济的发展,原有建筑物已经不再能满足人们的当今的需求,在原有建筑上进行加固和功能升级,必须建立在不破坏原建筑外观和本质的前提下进行。通过结构加固改造,充分保证了建筑物的稳定性,延长了建筑物的使用寿命,满足了人们更好生活需求。既有房屋建筑因用途变化、需求增加而经常面临扩建改造,而在扩建改造之前需要综合评定房屋状态,这就需要采用正确有效的检测方法,并在深入研究检测结果的基础上,进行适当的加固处理,以改善房屋现状,为后续工程的实施提供良好条件。通过对既有的房屋建筑进行科学合理的加固改造,可避免大拆大建。因此,既有建筑抗震加固改造具有广阔的前景和市场,同时,也实现了节能减排,具有良好的社会效益与经济效益,也促进了我国建筑行业的健康和可持续发展。
参考文献:
[1]中国建筑标准设计研究院.混凝土结构加固构造:13G311—1[S].北京:中国计划出版社,2013.
[2]四川省建筑科学研究院.混凝土结构加固设计规范:GB50367-2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.