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浅谈建筑结构加固改造技术

发布日期:2018-01-25 作者: 点击:

【摘要】作为在建筑工程中起重要作用的施工材料在实际的建筑施工工程中经常出现各种问题,在施工中没有结合具体的施工环境进行加固改造,从而影响到建筑的使用寿命和安全。本文就建筑结构加固的技术及改造方法进行分析和探讨,并提出一些可供参考的意见和措施 
中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-6879044.htm
  【关键词】建筑结构;加固改造技术 
  1建筑结构加固改造的重要性 
  建筑物使用时间过长会导致建筑结构功能的下降,而且现有的建筑物一般有了很多年的历史,由于当时技术水平的限制,会造成建筑结构本身功能的欠缺及不稳定,一旦出现问题将无法及时采取补救措施,造成建筑物的各种不良问题。正因如此,通过加强建筑物建筑结构的加固改造,能够起到延长建筑结构使用寿命的作用,减少建筑结构因风化和老化所造成的缺损。如果不能及时的对出现问题的建筑结构采取有效的措施和规范有效的管理,势必会招敛更大的损失。现实生活中也不乏这样的例子,比如汶川地震造成了我国建筑物大面积的倒塌,给人们的生产生活带来了巨人的危害,但是反观日本福岛大地震,强度远远高于我国汶川地震,可是损失却是地震引发海啸造成的,可见提高建筑结构的性能具有重要的意义,而通过建筑结构加固改造技术,能够在现有建筑物的基础之上提高建筑结构的整体性能,并取得良好的社会效益。 
  2 房屋建筑施工中结构加固技术的应用 
  (1) 增加截面加固法。将混凝土现浇层加入到钢筋混凝土结构中受弯构件的受压区,可以在增加截面有效高度的同时,将截面的面积扩大,从而将构件的挠曲强度与斜截面的刚度和抗剪能力提高,以达到加固补强的目的。这种方法能够通过使原构件与新加部分共同工作,改善构件的正常使用性能,是提高构件承载能力的有效方法。这种施工方法具有较强的适应性,简单的施工工艺,并且在其施工经验与设计方面比较成熟,在墙、梁、板、柱以及对一般构造物的混凝土加固方面适用; 但是这种施工方法需要较长时间的现场施工,对日常生活与生产活动有较大影响,并且在加固之后会一定程度上减小建筑物的净空。 
  (2) 植筋加固法。植筋加固法在原有建筑改造或者续建中得到广泛的应用,它是一种便捷有效的建筑结构加固方法,常用于混凝土结构的连接与锚固。通常而言,这种方法使用的是普通钢筋。植筋加固法中的&植筋’即是植入钢筋,在这种加固技术实施之前应当先在施工建筑上选定正确的位置进行钻孔,并且对钻孔进行清理,而后再将事先准备的钢筋填充其中,通过锚钉胶的使用来控制与矫正钢筋的植入角度与方向,再过一段时间使钢筋稳固之后,进行施工的养护与检验。植筋加固法主要应用在增建或者变更房屋建筑结构之时,利用改造柱头"楼板以及剪刀墙等钢结构的方法,加固房屋建筑结构。 
  (3) 碳纤维加固技术。碳纤维加固技术是一种性质独特、经济实惠并且有极强实用性的房屋建筑结构加固技术,这种技术是通过利用碳素纤维与结构胶,实现对房屋建筑结构进行加固的目的。这种技术中使用的是一种新颖独特,并且具有较为特殊的结构的原材料。这种材料具有极高的强度与强大的耐腐蚀能力,能够在长时间内持续应用的特点,并且其管理简单、占地面积小,对其监管不需要采用特殊的监控技术。由于这种技术成本低而实用性强的特点,得到建筑设计者广泛好评。目前国内外有较多的碳纤维生产企业,为碳纤维加固技术的推广与发展提供充足的资源基础。 
  (4)砌体结构直接加固法:1)钢筋混凝土外加层加固法。其技术成熟,工艺简单,能大幅度提高承载力,但其湿作业以及养护等问题会产生一定的不良影响,并且加固后会减小建筑的净空,适用于柱带壁墙的加固。2)钢筋水泥砂浆外加层加固法。该加固法的承载力略逊于钢筋混凝土外加层加固法,适用于砌体墙。3)增设扶壁柱加固法。其承载力提升有限,适用于非地震区。砌体结构间接加固法:1)无黏结外包型钢加固法。该技术施工简便,湿作业少,受力可靠,适用于截面尺寸受限的情况下大幅度提高承载力的砌体柱的加固,但费用略高。2)预应力撑杆加固法。适用于应力应变较高的砌体结构加固,可大幅提高柱子的承载力,不适用于高温环境。 
  (5)钢结构的加固:钢结构的加固方法主要有减轻荷载,改变结构计算图形,加大原结构构件截面,阻止裂纹扩展。1)改变结构计算图形加固法是通过理论分析,改变计算模型的方法来加固,是常用的加固方法。2)关于加大构件截面的加固,需考虑原有结构的结构缺陷并且根据有利原则选择截面的类型。3)关于连接的加固以及加固件之间的连接,需要根据原有结构状况,通过受力分析,同时考虑施工条件来制定。4)关于裂纹的修复与加固,应分析其原因及影响,采取有针对性的措施进行加固。对不宜修复加固的构件应予以拆除替换。 
  3 建筑结构改造方法 
  (1) 框架体系 
  对于框架结构体系,可在部分框架柱间加混凝土剪力墙,形成框架――剪力墙结构体系,也可在部分柱间加交叉钢支撑,形成耗能钢支撑系统的框架结构体系。纯框架结构若不加剪力墙和钢支撑,则改造后的总高度和层数应加以限制,一般8度区高度不宜超过20m、层数不宜超过5层,7度区高度不宜超过28m、楼层数不宜超过7层。 
  (2)混凝土弱剪力墙体系 
  既有建筑为混凝土剪力墙体系时,结构改造往往是在剪力墙中开大洞口,甚至切除柱间整道剪力墙。改造应注意一下三点:每层抗剪强度不致过多消弱,当取消一道剪力墙时,可在同轴线上补设新的剪力墙或加厚原有的剪力墙;当取消剪力墙引起刚度分布不协调将产生过大的扭转效应时,应在适当位置补设剪力墙以消除扭转效应;在被凿开的大洞口或被切除的剪力墙的上下和左右侧均应按托梁和边缘构件的引起进行加固。 
  (3)砌体结构体系 
  对于砌体结构体系,可将部分墙段改为混凝土夹板或混凝土墙,形成砌体和混凝土的复合结构体系,也可在原砌体结构中加混凝土构造柱和圈梁,形成约束砌体结构体系。 
  (4)平屋顶增设坡屋顶改造 
  在平屋顶上增设坡屋顶改造时,应根据房屋的具体情况,合理选择结构形式,如在房屋已有承重墙位置砌墙或焊钢架找坡,原有屋面板承载力有富裕时,可在屋面板上立小钢柱找坡。新增的坡屋顶应尽量采用轻型钢结构和轻型屋面,以减轻对原有建筑的负担,优先采用轻质高强材料。 
  (5)改变室内建筑布局 
  在建筑物改造时,经常要求改变室内空间布局和平面布局,以适应新的使用功能,一般是“扩小变大”,扩大柱网尺寸,增大层高,拆除墙体,如拆除部分框架柱,增设托梁;托梁拆墙为原来由墙支撑的上部楼板和墙体,改用新增的梁承担,梁可用托梁或吊梁方案等,具体方法有抽柱法、抽柱增柱法、抽柱断梁法、抽墙法、抽墙增墙法、抽墙增柱法。采用上述方法改造工程必须对相关的梁、柱、墙和基础进行加固,满足建筑物整体性和抗震性能要求。 
  4结语 
  随着科技的发展,加固改造的方法推陈出新,越来越多,这就更需要设计人员在选择加固方法的时候周密地考虑各种情况,严格遵循工作程序和加固原则,不仅要安全可靠,还要经济合理,同时了解分析现阶段建筑结构领域的新技术新材料情况,充分利用各种加固方法特点优势互补,根据各种各样的加固材料特点取长补短,使得加固的技术越来越合理,加固的效果越来越好。 

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