發(fā)布時間:2023-10-10 15:36:09
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇房屋結(jié)構(gòu)加固設(shè)計,期待它們能激發(fā)您的靈感。
【關(guān)鍵詞】受彎構(gòu)件;房屋結(jié)構(gòu);預(yù)應(yīng)力;碳纖維布
一、房屋受彎構(gòu)件概述
房屋結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件是房屋設(shè)計中的重要組成部分。所以必須要了解其基本概念。
1.1受彎構(gòu)件定義
在房屋結(jié)構(gòu)中,只受彎矩作用或彎矩與剪力共同作用的構(gòu)件,或以受彎受剪為主但作用很小軸力的構(gòu)件,均稱為受彎構(gòu)件。其受力特點為上部受壓,下部受拉,一般為梁、板等構(gòu)件。
1.2受彎構(gòu)件的破壞形式
學(xué)術(shù)界對房屋受彎結(jié)構(gòu)的破壞形式分類有很多種,作者認(rèn)為,當(dāng)前房屋建筑的受彎結(jié)構(gòu)破壞可以按照兩種方式進行分類:截面破壞和穩(wěn)定性破壞。1.2.1截面破壞受彎構(gòu)件在荷載等因素的作用下,可能發(fā)生兩種主要的截面破壞:一種是沿彎矩最大的截面破壞,另一種是沿剪力最大或彎矩和剪力都較大的截面破壞。當(dāng)受彎構(gòu)件沿彎矩最大的截面破壞時,破壞截面與構(gòu)件的軸線垂直,稱為沿正截面破壞;當(dāng)受彎構(gòu)件沿剪力最大或彎矩和剪力都較大的截面破壞時,破壞截面與構(gòu)件的軸線斜交,稱為沿斜截面破壞。進行受彎構(gòu)件加固設(shè)計時,既要保證構(gòu)件加固沿正截面發(fā)生的破壞,又要加固構(gòu)件沿斜截面發(fā)生破壞,因此要進行正截面承載能力和斜截面承載能力計算。1.2.2穩(wěn)定性破壞1)整體失穩(wěn)對于存在單向受彎構(gòu)件的房屋,其受彎構(gòu)件在荷載不大時僅在最大剛度平面內(nèi)產(chǎn)生彎曲變位,當(dāng)荷載達到某一數(shù)值時,構(gòu)件有可能突然產(chǎn)生在最大剛度平面外的彎曲變位(也稱側(cè)向變位和扭轉(zhuǎn)變形);若荷載繼續(xù)增大,構(gòu)件側(cè)向變位和扭轉(zhuǎn)將急劇增加,從而導(dǎo)致喪失承載能力,構(gòu)件從平面彎曲狀態(tài)變?yōu)閺澟顟B(tài)的現(xiàn)象稱為整體失穩(wěn),也稱為彎扭失穩(wěn)。這代表受彎構(gòu)件整體行已經(jīng)受到傷害,需要進行加固處理。2)局部失穩(wěn)鋼筋房梁等受彎構(gòu)件在受荷情況下,如果板件出現(xiàn)波浪形鼓曲,稱為局部失穩(wěn)。對于型鋼房梁構(gòu)件,由于壁較厚,制作時已滿足局部穩(wěn)定要求,故不發(fā)生局部失穩(wěn);而對于鋼結(jié)構(gòu)組合構(gòu)件,截面離型心較勁的話,即翼緣寬而薄,腹板高而薄,這樣使板件寬厚比或高厚比例失調(diào),容易導(dǎo)致局部失穩(wěn)。局部失穩(wěn)不一定表示受彎使構(gòu)件已經(jīng)被破壞,但會降低構(gòu)件受力性能,提高了構(gòu)件的整體失穩(wěn)幾率,所以對局部失穩(wěn)也要進行加固設(shè)計。
二、對房屋結(jié)構(gòu)中受彎構(gòu)件加固的設(shè)計
對于房屋結(jié)構(gòu)中受彎構(gòu)件的加固設(shè)計,可以使用以下幾種加固方式進行加固:
2.1直接加固
1)外包鋼加固法外包鋼法指的是對于房屋的受彎結(jié)構(gòu)周圍使用敷蓋型鋼的方式進行加固的方法。對于具體的加固流程,可以采用干式和濕式兩種方式。對于一般的受彎構(gòu)件或者受破壞程度較低的構(gòu)件,可以直接用干式外包鋼進行加固,就是將角鋼直接覆蓋在受彎構(gòu)建的周圍;當(dāng)以乳膠水泥粘貼或以環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等方法粘貼時,稱之為濕式包鋼加固。外包鋼法具有受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小,不影響結(jié)構(gòu)外形等優(yōu)點。但缺點是用鋼量較大,且不宜在無防護的情況下用于600℃以上高溫場所;此法適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。
2.2碳纖維加固
2.2.1碳纖維加固技術(shù)概論碳纖維布加固修補結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的受彎結(jié)構(gòu)加固設(shè)計技術(shù),它是利用樹脂類粘結(jié)材料將碳纖維布粘貼于受彎結(jié)構(gòu)的表面,增強受彎結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性(圖三)。碳纖維材料用于受彎結(jié)構(gòu)加固設(shè)計始于上世紀(jì)80年代,21世紀(jì)頭十年逐漸從美、日等發(fā)達國家流入我國。隨著碳纖維合成技術(shù)的逐漸成熟,我國建筑業(yè)也開始大量于建筑物加固上使用該材料技術(shù)。碳纖維加固在受彎結(jié)構(gòu)加固補強中,有以下優(yōu)點:1)抗拉強度高,是普通鋼材的10倍;2)加固后能大大提高房屋受彎結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及使用時間;3)自重輕(約200g/m2),密度只有普通鋼材的1/4;基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸;柔性好,易于裁剪,適用范圍廣,適合任何形狀;4)施工簡便(不需大型施工機構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料),沒有濕作業(yè),易于操作,經(jīng)濟性好;5)適用范圍廣,施工工期短。2.2.2碳纖維加固具體施工設(shè)計方法首先,混凝土表面處理應(yīng)清除被加固受彎構(gòu)件表面剝落、疏松、蜂窩、腐蝕的劣化混凝土,清理出構(gòu)件的結(jié)構(gòu)層。將被加固構(gòu)件表面打磨平整,將直轉(zhuǎn)角粘貼處打磨成圓弧狀,并進行導(dǎo)角處理,圓弧半徑不應(yīng)小于20mm,去除表層浮漿、油污等污染物,并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整,完成后續(xù)干燥處理,對裂縫進行灌縫或封閉。第二、配制并涂刷底層樹脂按照特定的技術(shù)工藝配置或者購買底層樹脂,用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于受彎構(gòu)件表面,迅速找平,完成干燥后進入下一道工序。第三、粘貼碳纖維板按施工現(xiàn)場測量的尺寸裁剪碳纖維板,并按產(chǎn)品生產(chǎn)廠提供的工藝規(guī)定配制粘結(jié)樹脂。擦拭碳纖維板表面,粘貼幾層擦拭幾層。擦拭干凈的碳纖維板應(yīng)立即涂刷粘結(jié)樹脂,樹脂層應(yīng)呈突起狀,平均厚度不應(yīng)小于2mm。輕壓貼于需粘貼的位置,用橡皮滾筒順纖維方向均勻平穩(wěn)壓實,使樹脂從兩邊擠出,保證密實無空洞。當(dāng)平行粘貼多條碳纖維板時,兩條板帶之間的空隙不應(yīng)小于5mm。結(jié)構(gòu)表面防護當(dāng)需要做表面防護時,應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定處理,以保證防護材料與碳纖維之間粘結(jié)可靠。
2.3植筋加固
植筋加固技術(shù)是一項針對房屋結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù)。對于需要擴大面積或則增加樓層的建筑物,必須增加受彎結(jié)構(gòu)的承重力度,但是原有的建筑物在鋼筋的設(shè)計上與擴建后的建筑物存在出入,這時候可以使用植筋加固。一般來講,植筋加固可以使用普通鋼筋,也可植入螺栓式錨筋。當(dāng)前市場上植筋加固的使用程度較為廣泛,比如,房屋擴建、漏埋鋼筋、加大承重力度、上部結(jié)構(gòu)擴跨、頂升對梁、柱的接長等。所以,鋼筋植入是一種有效的加固建筑物的加固方式。植筋標(biāo)準(zhǔn)施工程序是:劃線定位—鉆孔-清除孔塵-灌注結(jié)構(gòu)膠-鋼筋處理-植入鋼筋-養(yǎng)護固化-質(zhì)量檢驗。此外,對于房屋結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計,還有很多種方式,比如:粘鋼加固,預(yù)應(yīng)力加固、加大截面加固技術(shù)、置換混凝土加固技術(shù)、裂縫修補技術(shù)等,都可以作為房屋結(jié)構(gòu)中受彎結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固和補強設(shè)計。使用哪種設(shè)計方式,需要根據(jù)建筑物的狀態(tài)、使用方向以及使用年限等具體信息進行確定。
三、總結(jié)
綜上所述,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,房屋結(jié)構(gòu)的受彎結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固已經(jīng)成為建筑業(yè)市場上一個新的經(jīng)濟增長點,需要加固的建筑在未來會不斷增加,面臨的情況也會更加復(fù)雜。所以,我們要不斷學(xué)習(xí)和實踐各種新型加固技術(shù),結(jié)合實際情況設(shè)計不同的加固方案,提高加固施工的效率和質(zhì)量,推動我國建筑業(yè)的不斷前進。
參考文獻
關(guān)鍵詞:混凝土;結(jié)構(gòu);加固設(shè)計
1引言
當(dāng)前的房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工質(zhì)量,直接決定了房屋建筑工程的整體穩(wěn)定性和耐久性。我國當(dāng)前的房屋建筑工程中,老舊混凝土結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)諸多問題,嚴(yán)重威脅了房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性,如不能及時采取處理措施,勢必嚴(yán)重影響居住者人身安全,因此,采用合理的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)至關(guān)重要。
2建筑工程中的混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計
2.1基本原則
建筑施工中,通常需要綜合運用多種科學(xué)技術(shù),而混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的運用就是其中之一,在結(jié)合大量先進技術(shù)、材料、施工方法的情況下,有效提高了混凝土加固的實際效果,提高了工程建設(shè)的經(jīng)濟效益。在設(shè)計混凝土加固工程時,也需要綜合考慮相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟指標(biāo)等因素,從而確保工程設(shè)計能夠具備相應(yīng)的科學(xué)性與先進性。在實施混凝土加固時,通常選用強度相較于加固對象更高的混凝土材料,并注意做好加固結(jié)構(gòu)、加固對象連結(jié)等細(xì)節(jié)施工,保證加固件與加固對象能夠維持協(xié)調(diào)的運作,從而維護建筑結(jié)構(gòu)整體上的一致性。如果將混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用于由于高低溫、化學(xué)反應(yīng)、機械震動等因素所造成的建筑結(jié)構(gòu)破損問題,應(yīng)當(dāng)結(jié)合破損的實際原因,選擇相應(yīng)的處理方法,以減輕甚至消除破損原因,達到提高建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的效果。衡量一項工程活動整體質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,在于其經(jīng)濟效益的評價,在實際的工作中,混凝土加固施工應(yīng)當(dāng)盡可能避免影響到原建筑的正常使用,從而減少加固施工可能對原建筑帶來的負(fù)面影響,因此建議盡可能以原本建筑條件為基礎(chǔ),降低加固施工的成本。
2.2常見建筑結(jié)構(gòu)加固方法的缺陷
直接加固法缺陷直接加固法中有置換混凝土加固法,這一方法的使用不會影響到建筑物凈空,但施工需要花費非常多的時間,將嚴(yán)重影響到混凝土強度,并使梁、柱混凝土承重加大,影響建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;還有一種大截面加固法,這一施工方法現(xiàn)場濕性作業(yè)時間長,影響到正常生產(chǎn)與生活,還會使凈空減少;粘結(jié)外包型鋼加固法現(xiàn)場需要使用大量鋼筋,需要將混凝土結(jié)構(gòu)強度增大,加固效果與膠黏工藝水平相關(guān),在濕度環(huán)境下會使構(gòu)件出現(xiàn)彎曲或者變形;黏貼纖維增強塑料加固法的使用需要設(shè)置防火層,不適合應(yīng)用在所有的建筑構(gòu)件中;繞絲法的不足與截面法相似,需要對構(gòu)件施加較大約束力;錨固法需要對構(gòu)件混凝土承重改造。
3房建結(jié)構(gòu)新型加固技術(shù)
3.1間接加固技術(shù)
間接加固技術(shù),通常是根據(jù)房屋建筑工程實際的受力情況,合理選擇的加固技術(shù)。如果混凝土構(gòu)件出現(xiàn)受力不均的情況,將會破壞房屋的結(jié)構(gòu),必須采取相應(yīng)的調(diào)整措施,進行房屋結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計,例如,通過對受彎混凝土構(gòu)件采取預(yù)應(yīng)力加固的方法,有效限制外荷載可能對混凝土構(gòu)件造成的損壞,從而達到防止荷載過大致使房屋結(jié)構(gòu)破壞的目的;或者通過降低外荷載效應(yīng)的方式,提高混凝土結(jié)構(gòu)本身的抗彎能力。間接加固法中,最為常用的是預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固技術(shù),其主要是在混凝土結(jié)構(gòu)上施加預(yù)應(yīng)力,以改善工程混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性能,限制裂縫寬度、長度,進而改善混凝土構(gòu)件的施加預(yù)應(yīng)力,延長房屋結(jié)構(gòu)的使用壽命。另外,預(yù)應(yīng)力拉桿加固技術(shù)也是常用的間接加固技術(shù)之一,在房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用通常采用臥式組裝,該種方式具有很強的抗壓性和穩(wěn)定性。
3.2直接加固技術(shù)
3.2.1增大截面加固法
當(dāng)混凝土材料處于三向應(yīng)力狀態(tài)時,三向應(yīng)變將受到約束,進而將混凝與承載力增強;當(dāng)側(cè)向壓力增大時,約束混凝土構(gòu)件也會出現(xiàn)橫向變形的增大,促使結(jié)構(gòu)承載力增大。按照三向受力原理,新、舊混凝土結(jié)合構(gòu)件將共同受力,使構(gòu)件剛度與強度增大,進而使整體承載力增強。這種加固方法優(yōu)勢是能夠在構(gòu)件外表面增加一個鋼筋混凝土套箍層,進而將原來的混凝土強度與延伸性增強,提升混凝土抗壓性能。
3.2.2外貼型鋼加固法
外貼型鋼加固法具有現(xiàn)場工作量少、受力穩(wěn)固、工期短的特點,能夠?qū)υ袠?gòu)件除銹以后應(yīng)用,濕性作業(yè)減少,構(gòu)件在加固后的1d時間內(nèi)都可以應(yīng)用;外貼鋼技術(shù)受環(huán)境與截面面積影響,能夠?qū)偠扰c承載力提高,并且使用成本較低。黏貼過程中對粘結(jié)強度與彈性模量有較高要求,如果周圍環(huán)境有腐蝕介質(zhì)時需要使用可靠的耐久性防護措施。
3.2.3黏貼碳纖維復(fù)合材料加固法
使用碳纖維復(fù)合材料加強混凝土構(gòu)件穩(wěn)定性能使新、舊構(gòu)件后期強度增大,并提升加固速度,加固以后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會有更高耐腐蝕性與耐久性,對結(jié)構(gòu)影響小,幾乎不會使截面面積增加,耐久性良好,大大提升結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能。碳纖維加固技術(shù)使用的越來越多已經(jīng)漸漸取代了粘鋼加固技術(shù),鑒于碳纖維彈性模量低,一般在220GPa左右,高彈性模量在340~560GPa之間,將碳纖維復(fù)合材料外貼會使構(gòu)件加固效果提升.
3.3鋼絲網(wǎng)砂漿加固技術(shù)
鋼絲網(wǎng)砂漿加固技術(shù)優(yōu)勢在于自身含有較高鋼材與復(fù)合水泥砂漿,并且砂漿具有較強的分散性。研究證明,當(dāng)鋼絲網(wǎng)水泥砂漿含鋼量達到300kg/m3時,會比普通的水泥砂漿更容易增強砂漿特性。鋼絲網(wǎng)砂漿加固使用的材料彈性好、抗拉強度大、抗?jié)B性與抗裂性好。在實際工程中使用普通鋼筋混凝土構(gòu)件容易出現(xiàn)開裂、斷裂等問題,并使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件自重降低,延性較弱。而使用鋼絲網(wǎng)水泥復(fù)合砂漿則能增強混凝土構(gòu)件的整體承載力,增強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
3.4注漿加固法
注漿加固法主要針對的是混凝土結(jié)構(gòu)物開裂問題,原理是利用環(huán)氧樹脂粘合劑或密封劑,實施加固修補,以不影響實際生產(chǎn)為基本前提,盡可能達到預(yù)期的強度要求,從而延長結(jié)構(gòu)使用壽命,效果安全可靠。這種方法主要有以下特點:①灌漿時應(yīng)延續(xù)且慢速,保證樹脂盡量都注入開縫的部位;②這種方法可控制注入量,在需要時也能及時增加灌漿料;③可以依據(jù)注入的需要、開裂的大小調(diào)整注漿壓力;④能直接用肉眼觀察到注入的情況以及注入量。這種方法主要適用于隧道、橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)建筑物的開裂修補上。
4建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固工程實例分析
4.1工程概況
某高校體育場占地面積約為11562.2m2,附屬建筑面積達4532.72m2,建筑耐火等級為2級,建筑使用年限為40年,結(jié)構(gòu)類型為框架式結(jié)構(gòu),抗震度為Ⅶ度,其結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。鑒于設(shè)計出現(xiàn)變更,原有結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定度與鋼筋混凝土承載力不能滿足標(biāo)準(zhǔn)。該工程需加固鋼筋混凝土柱,高為8.2m,另有一根長度在11.2m的鋼筋混凝土框架柱,如圖2所示。
4.2混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計
工程使用了外貼鋼加固法,在混凝土構(gòu)件外貼一層型鋼,與原有混凝土構(gòu)件一起工作,受力整體均勻,進而將建筑結(jié)構(gòu)的抗彎性能與抗剪性能增加。在使用外貼鋼加固法以后,使混凝土構(gòu)件剛度與承載力明顯增強,減少了配筋量,使用膠黏劑與黏貼工藝,增強了黏貼穩(wěn)固性。本工程是一個看臺結(jié)構(gòu),使用兩個柱作為加固構(gòu)件,使用外貼型鋼將構(gòu)件加固,造價低廉,高分子材料使用比套箍加固法少。此外,本工程還使用了套箍加固技術(shù),將原有鋼筋量輸入,使用PKPM軟件對參數(shù)分析,加固原配筋面積為3562.2mm2,在不改變截面面積情況下需要加固的配筋面積為1230.63mm2,使用套箍加固技術(shù)間距控制在120,考慮到厚度,需要在原有截面面積上增加配筋量。使用PKPM軟件中混凝土構(gòu)件加固設(shè)計軟件,對混凝土構(gòu)件進行驗算。取中間纖維的設(shè)計拉應(yīng)變?nèi)≈担豢v向受鋼筋極限設(shè)置為0.02,單層纖維厚度為10mm直徑。使用不同加固軟件對套箍加固技術(shù)進行分析。
5結(jié)語
房屋建筑工程中,混凝土結(jié)構(gòu)屬于基本骨架,因此其穩(wěn)固性將直接關(guān)系到整個建筑的堅固。在進行房屋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,應(yīng)當(dāng)注意切實加強整個設(shè)計過程中各個設(shè)計環(huán)節(jié),嚴(yán)格按照相應(yīng)設(shè)計文件開展施工,充分保證房屋建筑的施工質(zhì)量水平,滿足房屋建筑建設(shè)的相應(yīng)功能。
作者:劉笛 單位:中機中聯(lián)工程有限公司
參考文獻:
[1]仵愛菊.建筑工程的設(shè)計原則與混凝土加固設(shè)計應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015(14):57~58.
關(guān)鍵詞:房屋建筑;結(jié)構(gòu);加固;施工
中圖分類號:TU746.3 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1000-8136(2012)09-0086-02
1結(jié)構(gòu)加固方法及技術(shù)分析
進行加固施工時,其加固施工及加固方案的制定尤為重要,對于需要加固的構(gòu)筑物,應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況制定不同的加固方案。
1.1良好的施工性是加固工程方案必須考慮的條件之一
加固工程方案的優(yōu)劣,首先要把是否具有施工作業(yè)方便作為必要條件,沒有良好的施工性是阻礙加固工程施工的一個攔路虎。有的加固方案雖然具有解決問題的可行性,但是,由于其方案在施工過程中增加了一定的施工難度,而造成施工工期長、勞動用工大、安全系數(shù)低的弊端,結(jié)果必將影響到加固質(zhì)量。
1.2不同類型加固工程與加固方法分析
結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固與間接加固兩類,設(shè)計時可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術(shù)。
1.2.1加大截面加固法
在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層,可增加截面有效高度,擴大截面面積,從而提高構(gòu)件正截面抗彎,斜截面抗剪能力和截面剛度,起到加固補強的作用。在適筋范圍內(nèi),混凝土彎變構(gòu)件正截面承載力隨鋼筋面積和強度的增大而提高。在原構(gòu)件正截面配筋率不高的情況下,增大主筋面積可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎承載力。在截面的受拉區(qū)加現(xiàn)澆混凝土圍套增加構(gòu)件截面,通過新加部分和原構(gòu)件共同工作,可有效地提高構(gòu)件承載力,改善正常使用性能。
加大截面加固法施工工藝簡單、適應(yīng)性強,并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗,適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固,但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長,對生產(chǎn)和生活有一定的影響,且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
1.2.2置換混凝土加固法
該法的優(yōu)點與加大截面法相近,且加固后不影響建筑物的凈空,但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點,適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。
1.2.3預(yù)應(yīng)力加固法
預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件,由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用,拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力,該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上(當(dāng)拉桿與梁板底面緊密貼合時,拉桿會與構(gòu)件共同找曲,此時尚有一部分壓力直接傳遞給構(gòu)件底面),在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用,該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩,減少了外荷載效應(yīng),從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時,由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用,構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制,斜截面抗剪承載力也隨之提高。
2工程加固施工前設(shè)計的必要性
2.1現(xiàn)實的需要
既有房屋,有的由于使用性質(zhì)改變而導(dǎo)致荷載增加;有的為了增加使用面積,在層高較大的部位或在屋頂上進行加層;有的為滿足節(jié)能有關(guān)規(guī)定,需將樓層周邊凹凸部分補平改造;有的需要進行抗震加固;有的由于遭受火災(zāi)、超載、地基不均勻沉降等原因需要進行加固處理等。既有房屋的改造、加固日益增多,因此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員根據(jù)形勢的發(fā)展應(yīng)不但能熟練地從事新建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計,還要逐漸熟悉和掌握對既有房屋的改造和加固設(shè)計工作。
2.2檢測和鑒定的必要性
為了解既有房屋結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性是否滿足要求,在改造加固前必須要對結(jié)構(gòu)進行檢測和鑒定,對其可靠性作出正確的評價。檢測和鑒定工作應(yīng)該由有資質(zhì)的單位承擔(dān)。檢測時可根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)實際情況和特點確定重點內(nèi)容,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)著重檢測構(gòu)件的混凝土強度等級、鋼筋配置、裂縫情況、混凝土碳化深度、蜂窩缺陷等。
2.3房屋結(jié)構(gòu)的改造、加層、加固必須進行設(shè)計
(1)按有關(guān)規(guī)定,對既有房屋進行改造加固設(shè)計實施以后,承擔(dān)此任務(wù)的設(shè)計單位應(yīng)該對該房屋結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性負(fù)完全責(zé)任,而原來的設(shè)計單位未參與改造加固設(shè)計時,則不再負(fù)此責(zé)任。因此,改造加固設(shè)計應(yīng)該由有資質(zhì)的設(shè)計單位或研究單位來承擔(dān)。
(2)進行改造加固設(shè)計時,力求與承擔(dān)施工的單位進行配合,根據(jù)該施工單位的經(jīng)驗和水平確定更合理的設(shè)計實施方案。如果由于招投標(biāo)等原因,在設(shè)計時不能確定施工單位,那么在完成設(shè)計確定了施工單位后,開工之前應(yīng)就設(shè)計中構(gòu)造做法和施工要求與施工單位作交底和討論,必要時進行方案調(diào)整和修改設(shè)計,以確保工程質(zhì)量和降低造價。
3施工實施中要掌握的技術(shù)要點和施工方法
(1)對原有舊鋼結(jié)構(gòu)的考察、取樣、實驗、評定工作一定要做好做細(xì),必須要由權(quán)威的專業(yè)實驗室對原舊鋼結(jié)構(gòu)和加固用的新鋼材進行取樣實驗,并出具評定報告,確定需采購新鋼材的材質(zhì)和焊條規(guī)格型號(或螺栓)、焊接連接工藝的技術(shù)要求(或螺栓)。
(2)根據(jù)現(xiàn)場對原有舊鋼結(jié)構(gòu)進行噴砂除銹、清除表面覆蓋的所有腐蝕的氧化層及渣物后的現(xiàn)狀,與設(shè)計一起討論確定實用可靠的處理、加固、改造方案。
(3)原有舊鋼結(jié)構(gòu)的除銹、清除表面覆蓋的腐蝕氧化層及渣物要徹底,必須用空壓機連接專用的噴砂除銹機進行,個別腐蝕嚴(yán)重的部位要人工用鋼鑿、榔頭、砂輪機鑿或磨。噴砂除銹的砂子采用中細(xì)黃砂,需曬干,因高空作業(yè)污染很大,一定要搭設(shè)周圍環(huán)境防護設(shè)施和做好操作人員的防護。
4結(jié)束語
綜上,建筑物結(jié)構(gòu)加固是一項系統(tǒng)工程,除了在加固方法、設(shè)計及施工技術(shù)方面努力外,還應(yīng)從源頭上抓起,加強管理,提高工程質(zhì)量可以有效避免損壞的發(fā)生。由于作者水平有限,
文中不足之處望行業(yè)同仁多多指正,今后的工作學(xué)習(xí)當(dāng)中亦會時刻保持積極進步不斷探索的精神,爭取為我國在房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及施工技術(shù)方面作出更大的貢獻。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:房屋建筑;結(jié)構(gòu)加固;施工技術(shù)
在近些年中,我國的城鎮(zhèn)化水平有了很大的提升,房屋建筑行業(yè)的發(fā)展也變得越來越快,人們對其質(zhì)量的要求也在不斷升高,如何提升房屋建筑工程的施工質(zhì)量成為了相關(guān)企業(yè)重點研究的問題。結(jié)構(gòu)加固技術(shù)對提升房屋建筑施工的質(zhì)量有著非常重要的意義,它不僅可以有效的延長房屋建筑的使用壽命,還可以提升房屋建筑的耐腐蝕能力,是現(xiàn)代房屋建設(shè)中的一項重點技術(shù)。
一、結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的設(shè)計原則
(一)先檢測后加固。為了保證房屋建筑結(jié)構(gòu)加固做到最好,一定要重視方式方法,不能盲目進行加固工作。所以,為了保證結(jié)構(gòu)加固工作能夠做到效果最好,就一定要先進行檢測,之后再進行加固工作,只有@樣才能夠保證后期的加固工作可以有條不紊地持續(xù)進行。在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行檢測工作的時候,要明確房屋結(jié)構(gòu)的薄弱之處之后再進行深入分析,這樣一來不僅能夠節(jié)省建筑成本和建筑材料,最關(guān)鍵的是可以有目標(biāo)地對房屋進行加固,從而提升房屋的整體質(zhì)量,延長房屋使用壽命。
(二)保證材料的一致性。制定可實操性的房屋結(jié)構(gòu)加固方案之后,需要注意的就是保證建筑材料的一致性。由于原建筑出現(xiàn)破損需要進行結(jié)構(gòu)的加固,就一定選用原有的建筑材質(zhì)對其進行加固,這樣一來才能夠保證房屋承載力是一致的。如果使用加固材料不一致,就會直接影響建筑物的承載力,很有可能會降低原有的承載力,導(dǎo)致加固效果事倍功半。因此,在房屋修復(fù)以及加固過程中,一定要重視材料的選擇,保證加固材料與原有材料質(zhì)量的一致性,這樣才能夠從根本上提升加固效果。
(三)在經(jīng)濟上的可行性。在考慮建筑物結(jié)構(gòu)加固情況的時候,一定要根據(jù)實際情況制定經(jīng)濟允許范圍內(nèi)的加固方案,這樣才能夠保證房屋建筑的價值。由于建筑物是一種常年消耗的資源,要想保證在任何自然環(huán)境因素以及人為因素的影響下都不降低本身的居住效果,就需要提升加固材料的整體質(zhì)量,而質(zhì)量提升就意味著選用經(jīng)濟效益比較高的加固材料。因此,在關(guān)注結(jié)構(gòu)加固工作過程中,一定要對經(jīng)濟上的可行性予以重視,這樣才能夠制定出最合理的方案。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)
(一)加大截面加固法。這一方法主要用在房屋材料是鋼筋混凝土?xí)r,鋼筋混凝土截面會有較高的受壓位置實施混凝土現(xiàn)澆層的現(xiàn)象。在原來的混凝土受力構(gòu)件一邊或者兩邊都加上混凝土,這樣會使截面面積變大,為了提高構(gòu)件的承受力,要加入一定數(shù)量的鋼筋。這個方法在板、柱、墻基礎(chǔ)構(gòu)件中作用比較明顯。其加固效果還是很顯著的,實用性高、適合的方面也比較廣泛,但是在施工時會有點復(fù)雜,濕作業(yè)的工作量大,施工時間相對較長。
(二)增加支點技術(shù)。在房屋建筑施工中,可以通過增加支點的的方式來提升建筑整體的堅固性和穩(wěn)定性。增加支點可以較好降低建筑構(gòu)件的載荷和承重跨度,在起到優(yōu)化建筑物力分布的同時,也可以提升整體結(jié)構(gòu)的承載能力。房屋建筑支點的增設(shè)通常都是選擇梁和板的中間位置,這樣有助于承重梁受力水平的均勻,減小房屋變形的風(fēng)險。這種加固方法是最為常見的房屋加固方法,其實際的施工過程相對比較簡單,但其實際施工的空間范圍也有一定的限制。使用增加支點的方式進行房屋加固時,必須對建筑原本的建筑結(jié)構(gòu)和使用功能進行詳細(xì)分析,避免出現(xiàn)增加支點帶來的空間減少問題。
(三)碳纖維布加固法。碳纖維布加固方法具有多種優(yōu)點,如施工便捷、耐久性好、外形美觀等。碳纖維布加固方法的應(yīng)用主要是利用非金屬纖維類材料如碳纖維布、玻璃纖維等,對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行加固處理。當(dāng)然,碳纖維布加固方法具有一定的局限性,即適用于混凝土結(jié)構(gòu)的抗剪、抗震及抗彎加固,具體的應(yīng)用方法是:首先,清潔房屋表面,保證房屋表面無雜質(zhì),干凈、平整;其次,對房屋表面的碳化層進行去除處理,如若房屋表面出現(xiàn)不同程度的凹陷或裂縫,需要對其進行整平處理;再次,將碳纖維布放在常溫固化以及濕法鋪層上,使用專用的滾筒在混凝土表面涂刷樹脂,待樹脂干燥后,將碳纖維布粘結(jié)在房屋表面,壓實碳纖維布,保證其與樹脂緊密結(jié)合。
(四)化學(xué)植筋技術(shù)。這項技術(shù)在整個建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)中占有十分重要的位置。在實際應(yīng)用過程中,施工人員會使用一種化學(xué)粘合劑,在混凝土中,將用來加固的螺桿、鋼筋等材料加固,使用電錘或風(fēng)鉆來鉆孔,孔的直徑在4~6mm之間,深度因為不同的植筋錨固結(jié)構(gòu)膠使用方法不同,根據(jù)具體方法來確定。施工中要注意,鉆孔深度和設(shè)計圖紙的錨固長度在20d之上,并且大于或等于200mm,這樣才能更加有效地加固房屋建筑結(jié)構(gòu)。
三、結(jié)語
總的來說,結(jié)構(gòu)加固技術(shù)對房屋建筑的施工有著非常重要的意義,加強對結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究,并將其合理的運用在房屋建筑施工中,不僅可以有效的提升房屋建筑的整體性能,還可以給人們一個可靠的生命財產(chǎn)安全保證,為延長建筑的使用壽命,提升建筑的整體效益帶來更大的幫助。
參考文獻:
關(guān)鍵詞 結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù);設(shè)計;加固方法
引言
伴隨著社會經(jīng)濟的不斷變化,尤其是自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生。現(xiàn)代人們不僅要求居住房屋美觀舒適,還要求其安全穩(wěn)固。隨著年限的增長,我國目前有很多存在著質(zhì)量隱患和安全隱患的建筑物,而這些對人們的生命安全存在著挑戰(zhàn)。因此,研究探討房屋建筑結(jié)構(gòu)鑒定和加固設(shè)計具有非常重要的現(xiàn)實意義。
一、房屋改造應(yīng)根據(jù)房屋材料施工,現(xiàn)場勘查實際情況
房屋改造應(yīng)根據(jù)已有結(jié)構(gòu)靈活施工,尤其是對現(xiàn)場進行實際的勘查。
1.1 建筑結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)現(xiàn)狀 。
目前,我國已形成三種結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù):
(1)有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)。我國的結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)是從六十年代中期研究混凝土強度的非破損檢測方法開始的。到今天,關(guān)于混凝土強度和缺陷檢測技術(shù)已日趨成熟,相關(guān)的檢測儀器和檢測設(shè)備完全可以由我國自主生產(chǎn),全國性的檢測技術(shù)規(guī)程也慢慢形成。特別是混凝土強度的檢測儀器,在技術(shù)性能方面已達到了國際領(lǐng)先水平,還有些甚至超過了發(fā)達國家的研制水平。七十年代末,我國又研發(fā)了鋼筋混凝土構(gòu)件的檢測技術(shù),特別是關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性技術(shù)受到了國家重視,相關(guān)的檢測技術(shù)也有了非常明顯的突破。而在八十年代后,我國又開始著手關(guān)于鋼筋銹蝕速度以及銹蝕量測定的研究,而且又很快研發(fā)出可以判別鋼筋是否銹蝕的一些技術(shù)。
(2)有關(guān)砌筑結(jié)構(gòu)的檢驗鑒定技術(shù)。我國對于砌筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定研究略晚于對混泥土結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)。在七十年代時,砌筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定和加固的評定指標(biāo)主要是砌筑砂漿的強度。為了改變這種傳統(tǒng)的判定方法,國內(nèi)建筑業(yè)開始致力于研究回彈法砌體結(jié)構(gòu)檢測強度。經(jīng)過十幾年的努力,就研發(fā)出了砂漿強度檢測技術(shù)。近年來,還有一些新的檢測方法問世。雖然砌筑結(jié)構(gòu)檢驗鑒定技術(shù)研究的起步比較晚,檢測技術(shù)還沒有非常成熟。但是它的發(fā)展勢頭在國內(nèi)外,目前已形成了非常強大的競爭優(yōu)勢。
(3)有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的檢驗鑒定技術(shù)。與前兩中檢測技術(shù)相比,在工程建設(shè)中關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)的研發(fā)比較滯后。因為工業(yè)部門對一些鋼材的力學(xué)性能、內(nèi)部的缺陷以及焊縫探傷的檢驗方法要求特別嚴(yán)格,但是國內(nèi)相關(guān)技術(shù)比較缺乏。因此對鋼結(jié)構(gòu)的檢驗鑒定只有學(xué)習(xí)其他行業(yè)的技術(shù)方法。在這種借鑒學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的檢驗鑒定技術(shù)已取得了一定的發(fā)展,基本上可以解決一些建筑結(jié)構(gòu)中存在的實際問題。但該技術(shù)的發(fā)展還不是很成熟,仍然有很大的發(fā)展空間可以開拓,還需要繼續(xù)研究。
1.2 檢驗鑒定技術(shù)的發(fā)展前景。
雖然我國在建筑結(jié)構(gòu)檢驗鑒定技術(shù)研發(fā)上的已取得了一些發(fā)展。但是高精尖、低損傷、快捷方便仍是這一領(lǐng)域不斷追求的目標(biāo)。而開發(fā)新的檢測項目,完善檢驗測試技術(shù)仍是我們的研究方向。具體來說可以在以下三個方面進行努力。
(1)提高檢測儀器和設(shè)備的質(zhì)量和性能。儀器設(shè)備是進行檢測的必要工具,質(zhì)量過硬、性能好,操作便利的儀器是保障高質(zhì)量檢測工作的必要條件。與發(fā)達國家相比,我們的檢測儀器設(shè)備在總體上還存在著比較明顯的差距,在設(shè)備的穩(wěn)定性、功能性、和壽命等方面仍存在很大的差距。
(2)注重檢測理論和檢測數(shù)據(jù)分析方法。不管是哪種結(jié)構(gòu)的檢驗測試,它所面臨的難題都是如何檢測出更精確的數(shù)據(jù)和精確的位置。只有注重提高檢測理論和檢測方法才能使檢測更合理,從而讓檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確。
(3)讓國外的先進技術(shù)與國內(nèi)原有的成熟技術(shù)相結(jié)合。伴隨著工程技術(shù)的發(fā)展和檢測要求的提高,不斷出現(xiàn)顯得問題。例如,如何進行高強度的混凝土強度檢測、如何判定混凝土的缺陷、如何評定新型建材的質(zhì)量問題,只有通過引進新技術(shù)為我所用,才能解決實際問題。
二、房屋改造加固設(shè)計的具體措施
1.增設(shè)抗震橫。當(dāng)已有墻體不能滿足抗震需要時,可考慮增設(shè)抗震橫墻,數(shù)量通過計算抗震橫墻的面積率來確定。為了讓增設(shè)的抗震橫墻能分擔(dān)地震荷載,抗震磚橫墻的厚度一般不小于240mm,墻的下面做基礎(chǔ),墻頂要用細(xì)石混凝土和大梁頂緊,并與原縱墻妥善的拉結(jié)。增設(shè)抗震墻是提高建筑抗震能力的有效措施,特別對于原建筑的抗震墻較少,抗震墻間距超過抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求時更為合適。
2.鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固技術(shù)。該法屬于復(fù)合截面加固法的一種,當(dāng)磚墻的抗震承載力不足時,可采用水泥砂漿抹面或配有鋼筋網(wǎng)片的水泥砂漿抹面層進行加固,這種方法通常稱為夾板墻加固法。
3.混凝土墻加固技術(shù)。磚房的混凝土板墻加固與鋼筋網(wǎng)水泥面層加固法類似,都屬于復(fù)合截面加固法,它的優(yōu)點是:施工工藝簡單、適應(yīng)性強,砌體加固后承載力有較大提高,可控制墻體裂縫的開展,且具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗,適用于柱、帶壁墻的加固;其缺點是:現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長,對生產(chǎn)和生活有一定的影響,而且加固后的建筑物空間減少了一些,但具有較大的靈活性。
4.增設(shè)扶壁柱的加固技術(shù)。該技術(shù)屬于一種加大截面的加固法,其優(yōu)點也與鋼筋混凝土外加層加固法相似,但承載力提高比較有限,并且較難滿足抗震要求,一般在非地震地區(qū)用到,它屬于間接加固砌體結(jié)構(gòu)的方法。一般有兩種做法,第一種為無黏結(jié)外包型鋼加固法,該法屬于比較傳統(tǒng)的加固方法,其優(yōu)點是:施工簡便、現(xiàn)場工作量和濕作業(yè)少,受力較為可靠,比較適用于沒有比較大的截面,但是可以加大承載力的方法。其缺點為:加固成本較高,需要采用類似鋼結(jié)構(gòu)的一些防護措施;第二種為預(yù)應(yīng)力撐桿加固法,其優(yōu)點是:能大幅度地提高砌體柱的承載力,且加固效果安全可靠,適用于加固處理應(yīng)力高、應(yīng)變高的砌體結(jié)構(gòu)的加固;其缺點是不能使用于溫度在 600℃ 以上的環(huán)境中。
5.聯(lián)結(jié)與拉結(jié)技術(shù)。聯(lián)結(jié)和拉結(jié)是砌體結(jié)構(gòu)抗震加固中的一個非常重要的內(nèi)容,聯(lián)結(jié)和拉結(jié)的主要措施是連與錨。通過連與錨,后加構(gòu)件(如外加柱、后加圈梁)與原有構(gòu)件(如墻體)連成一個整體,把原來聯(lián)結(jié)不好的構(gòu)件連成整體,并提高了某些構(gòu)配件(如山墻、非承重構(gòu)件、瓦等)的抗震強度,防止地震墜落傷到人。實現(xiàn)聯(lián)結(jié)和拉結(jié)的主要使用工具有鋼筋、銷鍵、螺栓和錨桿,可按照不同條件和需要采用不同工具。
6.隔震及減震消能加固技術(shù)。目前最常用的隔震材料是疊合橡膠隔震墊,其作用為使地面水平地震加速度在隔震層處中斷,或讓向上傳遞的地震加速度減小。在設(shè)計計算中,其表現(xiàn)形式為上部結(jié)構(gòu)周期加長,因此地震作用減小,結(jié)構(gòu)反應(yīng)也減小,進而達到抗震加固的目的。該方法的原理非常簡單,但是用于加固時的技術(shù)難度卻非常大。首先要將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)完全切斷開,還要放入有一定阻尼疊合橡膠墊。其必要條件是上部結(jié)構(gòu)整體性較好,因此不是所有結(jié)構(gòu)都能用此方法進行加固。
三、結(jié)束語
在房屋改造設(shè)計中,首先,應(yīng)與業(yè)主了解建筑物改造后的相關(guān)功能,確定一些改造后的后續(xù)設(shè)計使用年限,制訂一些合理的抗震設(shè)防目標(biāo),確定改造設(shè)計適用的規(guī)范體系。其次,結(jié)合方案可靠性鑒定、抗震鑒定和改造要求,確定其與完成預(yù)定目標(biāo)的可能差距。最后,根據(jù)已有工程情況和各項加固方法的適用性,結(jié)合經(jīng)濟技術(shù)條件,確定使用的計算程序及改造加固的方法,來完成改造加固設(shè)計。
參考文獻
[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002.中國建筑工業(yè)出版社,2002.
[2]趙西安.鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計.中國建筑工業(yè)出版社,1998/5.
[3]周靖.混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范算例[M].中國建筑工業(yè)出版社,2008.
[4]《建筑抗震鑒定與加固技術(shù)規(guī)程》DB11/T689-2009(S)