建筑結(jié)構(gòu)改造設(shè)計與加固技術(shù)討論

李丹紅 趙斗文

【摘 ?要】隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平地提高，城市化進程也在快速向前發(fā)展，在一定程度上我國的建筑規(guī)模在迅速的擴大。人們對于建筑環(huán)境和質(zhì)量的要求逐漸在提高，建筑的安全系數(shù)成為了人們最關(guān)注的問題之一?；诖?，本文對建筑結(jié)構(gòu)改造設(shè)計與加固技術(shù)進行研究，以供參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);改造設(shè)計;加固技術(shù)

引言

進入新時代，人們生活水平提高，房屋作為人們生活和休閑的重要場所，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計十分重要。但是建筑結(jié)構(gòu)在實際設(shè)計中受到很多因素的影響，嚴重威脅到人們的生命財產(chǎn)安全，必須對其進行加固設(shè)計。這對于我們的生活來說，具有不可忽視的重要作用。

1建筑結(jié)構(gòu)加固改造的意義

目前，建筑物會因為一些原因而對建筑構(gòu)造安全產(chǎn)生一定的影響，比如自然災(zāi)害等未知影響因素有可能導(dǎo)致房屋建筑構(gòu)造發(fā)生一定的改變。在現(xiàn)行建筑行業(yè)中，比較常見的是對老舊的建筑物進行加固改造，特別是對歷史建筑物的修繕改造，這對于時代發(fā)展具有重要意義。所以對建筑工程結(jié)構(gòu)加固改造的設(shè)計方法進行研究是十分有必要的。在建造建筑物的過程中，很容易因為設(shè)計或施工不當而對建筑物的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，所以必須對建筑物的結(jié)構(gòu)進行一定的加固改造。部分建筑物的后期護養(yǎng)不當，材料老化以及年久失修都有可能導(dǎo)致構(gòu)造的可靠性降低。

2建筑結(jié)構(gòu)改造設(shè)計與加固原則

建筑結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計和加固遵循一定的原則。首先，建設(shè)單位必須在改造設(shè)計前選擇一家具有各種資質(zhì)的設(shè)計公司，同時確保建筑結(jié)構(gòu)的各項指標符合國家有關(guān)規(guī)定。其次，在建筑結(jié)構(gòu)改造前，應(yīng)采取必要的加固措施，并針對容易對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞的影響制定一定的預(yù)防措施。加固完成后，應(yīng)消除必要的損壞因素，以降低建筑物后續(xù)使用中的安全事故風險。裝修過程中選擇加固材料時，施工單位應(yīng)選擇較輕的材料，以盡量減少地震等自然因素的影響。通過在原有建筑上增加構(gòu)件，確保了良好的錨固。為了提高建筑物的抗震性能，應(yīng)遵循強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件的設(shè)計原則。施工前應(yīng)嚴格修改建筑結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)除了滿足一定的承載要求外，還必須具有良好的抗震能力，并充分考慮地震條件下對建筑剛度的要求。

3建筑結(jié)構(gòu)改造設(shè)計與加固技術(shù)的應(yīng)用探析

3.1粘鋼加固法

粘鋼加固法指采用結(jié)構(gòu)膠粘劑將薄鋼材與原混凝土結(jié)構(gòu)粘連成一個整體，通過結(jié)構(gòu)膠的粘接，使二者成為一個共同受力的復(fù)合截面，從而達到結(jié)構(gòu)的承載力提升的目的。主要適用于承受靜力作用的一般受彎及受拉構(gòu)件，它在施工上簡便又快捷。它的加固機理是借助高性能的環(huán)氧類粘接劑把鋼板與混凝土構(gòu)件的表面粘結(jié)一起，因鋼板具備良好的抗拉強度，混凝土具備良好的抗壓強度，這樣結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都得到了極大的提升。在實際施工中對于受彎構(gòu)件實行正截面受壓區(qū)加固，可在受壓區(qū)梁兩側(cè)粘結(jié)鋼板進行加固。此種操作是針對梁體加固最便捷的操作方式，同時也能使得后續(xù)的檢驗工作能夠更加順暢的進行，提高整個工作的效率。

3.2加大截面加固法

加大截面加固法是在原有混凝土構(gòu)件外部重新構(gòu)建另外一層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或型鋼結(jié)構(gòu)。在加固設(shè)計原理上，通過對結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的加大和必要的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施保證加大截面部分的結(jié)構(gòu)材料與既有結(jié)構(gòu)材料形成有效連接，并且能夠整體共同受力，最終達到補強結(jié)構(gòu)的材料性能和提升抗震性能的目的。其在一定程度修復(fù)受損的混凝土結(jié)構(gòu)，同時能夠改善原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性。加大截面加固法通過提升單構(gòu)件截面的抗彎、抗壓、抗剪能力，進而提升整體結(jié)構(gòu)的承載能力。在具體工程應(yīng)用中，混凝土柱、墻、梁、板均可采用加大截面加固法進行加固。加大截面加固技術(shù)工藝成熟，便于施工，適應(yīng)范圍廣，可靠性高，不過由于需要進行濕作業(yè)，施工工期較長，截面加大部分需占用較多原建筑空間，會增加結(jié)構(gòu)自重，而且進行局部加固時，存在破壞原建筑的整體結(jié)構(gòu)平衡的可能，所以在具體工程中應(yīng)全面分析設(shè)計。

3.3注漿加固法

這項技術(shù)出現(xiàn)得更早。這是灌漿技術(shù)的應(yīng)用。它廣泛應(yīng)用于早期工程建筑。隨著建筑業(yè)質(zhì)量要求的不斷提高，現(xiàn)代施工技術(shù)不斷創(chuàng)新，灌漿技術(shù)也不斷創(chuàng)新和完善。這項技術(shù)主要應(yīng)用于混凝土建筑。在有裂縫或濕氣的巖石或土壤中，灌漿管用于將泥漿輸送到地基中，并且地基中的裂縫被填充或地基中的濕氣被泥漿的作用擠出。漿液凝結(jié)后，與建筑充分結(jié)合，完成建筑結(jié)構(gòu)的加固。

3.4碳纖維加固設(shè)計技術(shù)

碳纖維是一種新興的非金屬材料，碳纖維主要是由有機母體纖維經(jīng)過1000℃～3000℃的高溫后發(fā)生分解，這個過程可以有效降低除碳以外其他部分的含量。碳纖維的性能十分優(yōu)秀，因為其具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱等優(yōu)良特性。另外，碳纖維還有一個更重要的特點就是比重小，其比重僅僅在鋼材中占據(jù)一小部分。碳纖維的質(zhì)量較輕，但是其具有很高的強度，同時碳纖維的纖度也非常好，碳纖維的拉力也較高。目前還沒有發(fā)現(xiàn)另外一種物質(zhì)能像碳纖維一樣可以同時具有熱學(xué)、電學(xué)和動力學(xué)的優(yōu)良性能。一般采用碳纖維來進行建筑工程的結(jié)構(gòu)加固改造工作。碳纖維一般都用于因經(jīng)歷時間較長而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損壞的建筑物。

3.5植筋加固法

隨著技術(shù)的進步，我國建行業(yè)迅猛發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)的改造加固過程中，植筋加固法是一種有效的建筑改造技術(shù)。目前，鋼筋植入的方法較多，我國普遍采用植筋加固法，其利用混凝土結(jié)構(gòu)連接機錨固的方法達到建筑結(jié)構(gòu)的加固目的。植筋加固法是一種簡單實用的加固技術(shù)，該技術(shù)通過鉆孔、鋼筋養(yǎng)護劑檢驗的環(huán)節(jié)實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的加固與完善。

3.6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側(cè)或一側(cè)，通過增加截面和配筋等措施，來提升構(gòu)件的承載力和剛度。在房屋建筑中，在需在加固的結(jié)構(gòu)上設(shè)置一層鋼筋混凝土這種方法的原理是把建筑物表面的受力面積擴大，進而減小單位面積的受力作用，結(jié)構(gòu)的承載力就會自然得到提升，亦或通過原料中增加鋼筋的配比，來達到此目的。這種建筑物的加固方式最早使用于民間的房屋改造中。根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固目的、受力特點、構(gòu)件尺寸的不同，可將既有建筑結(jié)構(gòu)的增大截面加固方案設(shè)計分為單側(cè)加固、雙側(cè)加固、三側(cè)加固、四面包裹;根據(jù)不同的加固要求與目的，可分為以增大截面面積為主要形式的加固方式、以增加鋼筋用量為主的加固方式及增大截面同時增加鋼筋的加固形式。

3.7粘貼纖維加固法

粘貼纖維加固法在加固設(shè)計原理方面也是通過新舊結(jié)構(gòu)材料之間建立可靠連接，以形成整體共同受力，進而達到提升結(jié)構(gòu)性能的目的。在加固改造中，纖維材料具有耐腐蝕、耐潮濕、自重輕、后期維護費用低等優(yōu)點，但需進行防火處理，適用于受力性能提升較少的結(jié)構(gòu)構(gòu)件部位。除此外，既有建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)還包括預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支點加固法等。

結(jié)束語

建筑物需要加固改造的原因有很多種，包括年久失修、自然損壞等。在進行加固改造設(shè)計前，要對其原因進行嚴謹?shù)姆治?，利用科學(xué)的方法來進行建筑物的加固評定，最后根據(jù)評定出的結(jié)果選出適合的加固技術(shù)。另外，在選擇加固方法時，要根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境和建筑結(jié)構(gòu)的要求來進行判斷。

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