土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)

照明

摘要：為了提高城市土地資源利用率，緩解住房緊張問(wèn)題，現(xiàn)代房屋建筑逐漸向高層化方向發(fā)展。高層建筑與普通建筑相比，由于自身荷載更大，為了保證建筑穩(wěn)定性和使用安全，需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和加固?，F(xiàn)階段，建筑行業(yè)關(guān)于混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)已經(jīng)有比較成熟的方法，例如增加截面法、置換混凝土法等。這些加固設(shè)計(jì)方法對(duì)施工技術(shù)提出了嚴(yán)格要求，因此探究具體加固方法的技術(shù)要點(diǎn)也成為保障建筑質(zhì)量的重要任務(wù)。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu);鋼結(jié)構(gòu);加固設(shè)計(jì);配套技術(shù)

引言：加固技術(shù)在現(xiàn)代建筑行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是一些新材料、新工藝的不斷使用，也為建筑混凝土鋼筋加固提供了必要的技術(shù)支持。但是結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)可知，混凝土鋼結(jié)構(gòu)加固需要綜合考慮技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和安全性能等多方面因素，避免在加固過(guò)程中對(duì)建筑原結(jié)構(gòu)造成破壞影響。文章首先對(duì)混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了概述，隨后列舉了現(xiàn)階段常見(jiàn)的幾種加固設(shè)計(jì)方法，并對(duì)其適用性和技術(shù)要點(diǎn)展開(kāi)了分析。

一、建筑工程中的混凝土鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

現(xiàn)階段建筑混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于兩種情況：其一是在建筑施工階段，考慮到建筑物自身重量較大，基層結(jié)構(gòu)需要承受較大荷載，或是出于抗震設(shè)計(jì)的要求，在施工中采取混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)，以改善建筑主體結(jié)構(gòu)的性能，提高建筑穩(wěn)定性;其二是在建筑投入使用一段時(shí)間后，隨著建筑使用年限的增加，原有的混凝土、鋼筋材料開(kāi)始出現(xiàn)性能下降、老化問(wèn)題，例如墻壁出現(xiàn)裂縫等。此時(shí)為了預(yù)防質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，通過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)，提高建筑主體的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)建筑使用壽命。

無(wú)論是出于何種情況，施工單位在開(kāi)展混凝土鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)時(shí)，都需要根據(jù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃或建筑實(shí)際結(jié)構(gòu)，制定詳細(xì)的加固方案，明確加固各個(gè)環(huán)節(jié)中的技術(shù)要點(diǎn)，并采取有效的控制措施。另外，還需要考慮加固過(guò)程中，避免因?yàn)楦邷亍⒄駝?dòng)等破壞建筑原有結(jié)構(gòu)?；炷龄摻Y(jié)構(gòu)加固應(yīng)在維護(hù)建筑既有結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，取得加固、補(bǔ)強(qiáng)的效果，這也是施工單位在進(jìn)行混凝土鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

二、混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的直接加固設(shè)計(jì)

1、增加截面法

對(duì)于建筑內(nèi)部的混凝土支撐構(gòu)件來(lái)說(shuō)，支撐面積直接決定了應(yīng)力的大小。如果混凝土或鋼構(gòu)件的截面較大，就可以有更多的著力點(diǎn)進(jìn)行力的分擔(dān)，從而避免了因?yàn)閼?yīng)力過(guò)于集中而導(dǎo)致構(gòu)件彎曲、斷裂的問(wèn)題。增加截面是混凝土鋼結(jié)構(gòu)加固的一種簡(jiǎn)單、直接的方法，但是該方法也有局限性，例如一味的增加截面可能會(huì)壓縮建筑使用空間。

2、外鋼加固法

在建筑原有鋼筋結(jié)構(gòu)的外側(cè)，在增加一層一定厚度的鋼板或數(shù)條鋼筋，通過(guò)增加材料密度的方式提高鋼結(jié)構(gòu)的承載力。外鋼加固法主要適用于那些受力比較均勻、且靠近建筑外側(cè)的結(jié)構(gòu)。進(jìn)行外鋼加固時(shí)，要注意做好新舊鋼材料接觸面的清理工作，可以采用環(huán)氧樹(shù)脂灌漿方法，使新舊鋼材料緊密貼合，以提高整體的強(qiáng)度。

3、纖維增強(qiáng)加固法

使用高性能的混凝土或鋼材料，也可以起到直接增強(qiáng)結(jié)構(gòu)承載力的效果。例如，在制備混凝土?xí)r，可以將高分子纖維材料摻加高混凝土的各類(lèi)原料中，經(jīng)過(guò)充分的混合攪拌，新形成的混凝土在凝固成型后性能得到了明顯改善，在承載力、防水性、抗裂性等方面均有大幅度提升。需要注意的是，通過(guò)纖維增加加固后的混凝土結(jié)構(gòu)，其耐火性有所降低，也需要在建筑施工時(shí)采取必要的防火處理。

三、混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的間接加固設(shè)計(jì)

1、預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固法

在外加荷載和預(yù)應(yīng)力作用下，將拉桿的軸向力傳遞給加固構(gòu)件，這是外部荷載的一部分，是基于鋼筋混凝土構(gòu)件和支護(hù)桿的組合結(jié)構(gòu)來(lái)提高構(gòu)件承載力的。這種方法可以降低加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅提高了加固效果，而且大大提高了承載能力，但可以用來(lái)加固原有結(jié)構(gòu)，適用于大跨度或大跨度結(jié)構(gòu)，且處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)。

2、輔助支撐加固法

單一的混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)承載較大荷載時(shí)，如果荷載超過(guò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)值，或是未達(dá)到設(shè)計(jì)值，但是因?yàn)榈卣鸬扔绊懏a(chǎn)生較大的瞬時(shí)沖擊力，就容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力變形。輔助支撐加固就是在混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的底部加裝一定面積的基座，或是增加兩條輔助支撐桿，形成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)力的傳遞或分擔(dān)。這樣一來(lái)，間接的增加了鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)的支撐力，從而保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3、抗震加固設(shè)計(jì)

這是一種預(yù)防性的加固設(shè)計(jì)方法，尤其是在地震多發(fā)的地區(qū)，建筑施工中必須要做好混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的抗震加固。主要的設(shè)計(jì)理念是在建筑施工階段，預(yù)先給混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)施加一定的力。當(dāng)后期遇到小幅度的振動(dòng)后，混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)先抵消這部分力。這樣一來(lái)，無(wú)形中削弱了地震災(zāi)害對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)于保證建筑整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全也有積極作用。在混凝土或鋼材料選擇時(shí)，也可以?xún)?yōu)先考慮那些具有一定延展性或較強(qiáng)抗震性能的材料，對(duì)于提高抗震加固效果也有很好的幫助。

4、結(jié)構(gòu)相連部位的加固

通過(guò)對(duì)部分已經(jīng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)受損建筑的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，混凝土或鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎折或斷裂的部位，多數(shù)情況都是集中在結(jié)構(gòu)相連處。

雖然連接處采取了一定的緊固措施，但是在受到較大應(yīng)力時(shí)，仍然會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)、位移、開(kāi)裂等問(wèn)題。尤其是隨著建筑使用時(shí)間的延長(zhǎng)，如果連接的材料種類(lèi)不同，老化速度不一致，也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，在混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)施工階段，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注相連部位的加固工作。另外，還要做好焊接點(diǎn)的防銹、防腐蝕處理。

5、鋼材與相連材料設(shè)計(jì)

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，應(yīng)選擇幫助鋼代替普通或輕圓形鋼，從而增加鋼和膠之間的接觸面積，從而保證粘結(jié)能力和抗拉力性能，然后根據(jù)實(shí)際工程的需要選擇用肋鋼筋或用高強(qiáng)度的其他鋼材料。在實(shí)際工程中，鋼的連接方式一般形式是熱連接或冷連接形式，如擠壓套筒和直螺紋的形式。

四、混凝土結(jié)構(gòu)加固改造配套技術(shù)應(yīng)用

1、植筋技術(shù)

該技術(shù)用于對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行連接和錨固，方法簡(jiǎn)便易用，高效可靠，即可使用普通鋼筋也可使用螺旋式錨筋，是當(dāng)前房屋建筑混凝土加固改造工作中的主要方法。

2、托換技術(shù)

該技術(shù)常見(jiàn)的具體實(shí)施形式有托梁拆柱、托梁接柱和托梁換柱等幾種。技術(shù)綜合性較高，也是當(dāng)前常用的建筑混凝土加固工程的技術(shù)之一。

3、裂縫修補(bǔ)技術(shù)

裂縫問(wèn)題是房屋建筑的質(zhì)量通病，使用年限越久的建筑，裂縫問(wèn)題越明顯。裂縫問(wèn)題如果不及時(shí)修補(bǔ)，還會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞影響，腐蝕內(nèi)部鋼材。為了提高裂縫修補(bǔ)效果，避免后期裂縫問(wèn)題反復(fù)出現(xiàn)，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑材質(zhì)選擇相應(yīng)的修補(bǔ)措施，例如外墻裂縫可以通過(guò)灌漿加固的方法，避免雨水繼續(xù)滲入，起到了很好的修補(bǔ)效果。另外，像表層密封、碳化混凝土處理等，也是近年來(lái)處理建筑裂縫的有效措施，可以結(jié)合使用。

結(jié)語(yǔ)：混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)加固是現(xiàn)代建筑施工和后期養(yǎng)護(hù)中常用的技術(shù)手段，尤其是在一些地震頻繁或地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的環(huán)境下，更需要通過(guò)混凝土鋼結(jié)構(gòu)加固來(lái)確保建筑的穩(wěn)定性和安全性。施工單位要結(jié)合建筑實(shí)際情況，科學(xué)選擇加固設(shè)計(jì)方法，并在具體加固工作中采取有效的技術(shù)控制措施，切實(shí)提高建筑整體結(jié)構(gòu)的安全。

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