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【摘 要】房屋的混凝土结构加固目的就是为了提高房屋结构安全性,增加使用寿命,因此在进行结构加固时,选择适合的加固方法,考虑工程的性价比,建筑在长期使用过程中,可能会因为种种原因导致结构出现损伤,直接威胁到建筑的安全使用,因此,需要对建筑结构进行加固处理。笔者结合工作经验,在本文中阐述了常见的加固方法,以期对相关人员能够起到借鉴的作用。
【关键词】房建项目;加固技术;钢筋混凝土
钢筋混凝土具有制作方便、原料丰富、耐久性好、价格低廉的特点,混凝土已经成为当代世界最主要的建筑材料。但是原有的建筑工程普遍进入老龄化阶段,我们应在原有的加固工程方法上做相关改进,加固结构工程,延长工程使用寿命。
1.结构安全加固技术的特点
(1)结构方案受到原有结构形体的约束。相对而言,对原有建筑进行加固处理,比新建结构处理更为复杂,毕竟在用结构加固的自由度要小得多。这主要是由于现有建筑结构的形式和高宽度等因素,都会限制加固方案的选择。这时,就需要建筑设计师根据原有建筑结构的体系,并结合现实的建筑结构条件,找出科学的加固施工方案与施工方法。
(2)经过加固之后,建筑结构体系的受力情况较为复杂。通常情况下,经过了加固施工之后,由于建筑结构属于组合截面或者是组合结构,因此就会使得结构受力变得比较复杂,建筑物原来的结构构成、受力程度以及它的力学性能及损伤程度都会发生一定的变化,此外,在加固施工过程中,由于新旧材料的结合以及不同时期的施工方法、技术,这些因素都会对加固结构的受力性能产生直接影响,从而提高了科学分析的难度与精准度。
(3)加固施工难度大。在原有建筑的环境下施工,必然会出现加固施工场地狭窄的情况,此时,就可能会对设备、管道和结构构件的使用产生很大的约束。最常见的是施工设备和机具操作困难,大型机械设备无法进场等情况。与此同时,加固施工一般在建筑物仍然在使用的情况下进行的,因此,就要求加固施工过程必须要讲求速度,以减少对建筑物使用的影响时间,在特殊的情况下,还需要分段分期地来进行加固施工。
2.建筑物结构加固技术的基本使用原则
(1)在进行加固施工之前,施工人员必须要对建筑物原来的结构体系以及结构的材料等方面进行全面的了解,只有在熟悉原有结构性能的基础上,才能根据加固方案来进行科学合理的加固施工。此外,还要对建筑物原有的结构进行系统的鉴定和勘察分析,对原有结构的构造特点、材料性能和结构体系中的缺陷、损伤等问题进行系统的论证与分析,把握好建筑结构的持力水平以及受力现状,只有这样,才能在加固施工的过程中有效地防止施工隐患问题的出现,杜绝施工事故的发生。
(2)在进行建筑物加固施工中,还要保证结构方案的切实可行性与经济合理性,以经济合理、方法科学、施工便捷为主要考虑因素。在建筑结构加固方案的选择上,不仅要考虑到方案的可行性的问题,还需要考虑原有结构加固后的受力特点,只有对原有结构进行整体分析,才能确保加固后的结构体系传力线路明确,安全可靠。当然,在市场经济条件下,方案的选择还必须考虑经济因素,根据加固施工的具体特点和加固施工的技术水平,选择最为经济的施工方案。并且能够减少对使用环境和相邻建筑结构的影响,尽可能地缩短施工周期,以便节约成本支出。
(3)应该要尽可能利用原有结构的承载能力,减少对原有建筑的损伤。选择加固方案的过程中,需要充分考虑降低对原有结构或构件的拆除和损伤。也就是要求施工方在确定方案前,要对已有结构或构件进行全面了解,尽可能保留并且充分地利用它的作用。否则,一旦误判误拆了原先的结构构件,那么肯定会对保留的原有结构造成巨大的影响,不仅会危及保留的结构构件,还会给加固后的结构留下隐患。
(4)强化对实际结构的检查。一般来说,施工方在加固方案确定之前,就已经对原有结构进行了全面的检测和鉴定,但是为了确保工程的质量和施工安全,必须要考虑到各种客观因素的发生,在加固施工实施的过程中,需要组织专门的工程技术人员对实际结构进行全面的检查,一旦发现了结构的损伤或者是缺陷问题,就要马上将实际情况反映出来,找出对策,消除建筑物的安全隐患。
3.建筑结构加固技术的具体方法
通常情况下,建筑物结构的加固技术与方法,可以分为直接加固法和间接加固法两种。
3.1直接加固法
直接加固法,顾名思义就是通过直接提高构件截面的承载力和刚度的施工技术来达到加固建筑物的目的,常用的直接加固法有以下三种:
3.1.1加大截面加固法
是指利用与原有构件同类的材料,通过增大截面面积的方式,提高构件的承载力,从而实现加固建筑原构件的目的,如可在原有钢筋混凝土柱周边的位置浇筑一层钢筋混凝土围套。接着,根据建筑加固结构的实际需要,利用相应的技术措施,使得新旧钢筋混凝土形成一个牢固的整体,如可以在原有钢屋架下弦杆的位置,根据结构的形状增设一根钢拉杆,通过相应的技术处理让两者共同工作,完成对屋架下弦的加固。因此,这种方法在各种构件的加固工程中使用较为普遍。
3.1.2外包钢加固法
就是把新的钢铁或钢板等材料,包在被加固构件的外侧,然后利用施工措施将其做成保护性的外包钢,使得与原有的建筑构件形成合力,从而达到增强构件的承载能力和刚度的目的。它通常可以分为干式外包加固法和湿式外包加固法。总体上看,外包钢加固法能够有效地提高建筑构件的抗弯性能和抗压能力,而且施工周期较短,比较受欢迎。
3.1.3预应力加固法
实质上是利用高强度钢筋或型钢等材料,在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆。受弯构件和受拉构件的加固工程,往往会选择预应力拉杆加固法。因为使用这种方法不仅能够有效地提高构件承载力,而且也能够提高截面的刚度、减少原有构件裂缝宽度和挠度、提高加固后构件截面的抗裂能力等。总之,该法具有占用建筑空间较小、施工周期较短的优势。 3.2间接加固法
指的是根据原有建筑结构体系的客观条件,在加固施工过程中,通过系列的技术方法及措施,改变其结构传力的途径,从而达到减少被加固构件的荷载效应的目的,常见的间接加固施工方法有以下三种:
3.2.1增设构件加固法
主要就是利用在原有的建筑构件之间增加新的构件,从而达到加固建筑物的目的。例如在两榀屋架间增设一榀新屋架、在两根柱子之间增加一个新柱或者在两根梁之间增加一道新梁等,通过这样的方式,能够很好地减少原有结构的受荷面积,从而可以大幅度地减少建筑的荷载效应,增加其安全性能。
3.2.2增设支点加固法
增设支点加固法是在柱子、屋架之间增设支撑构件或者是在梁、板等构件上增设支点,通过降低结构构件的计算跨度,在有效降低荷载效应的同时,最大化地发挥构件潜力,进而增加结构的稳定性。
3.2.3粘钢加固技术
就是在钢筋混凝土结构构件表面,利用特制的建筑结构胶粘贴钢板,在采取相应的施工方法与技术措施之后,达到提高建筑结构构件承载能力的一种加固方法。
第一,粘钢加固法:钢板和原有结构通过粘胶实现二者的连接。这也就意味着,决定加固能否成功的关键在于新旧两部分的材料性能,尤其是材料的黏结性能。从当前的情况看,因为对粘胶耐久性能的标准尚未形成一定的共识,所以,为确保加固后结构的可靠性,就必须要很好地控制粘钢加固构件的承载力,与此同时,必须要在确保即便是在外粘钢板加固失效的情况下,结构本身的安全性也得到保障。
第二,构件粘钢加固:这种加固方法主要适用于60℃以下、相对湿度70%以下、无化学腐蚀的环境,如果工程无法满足上述使用条件时,就必须要根据相关标准采取有效的防护处理措施。为保证加固效果,使加固钢板材料强度得以充分利用,被加固的混凝土结构构件,其现场实测混凝土强度等级至少是C15,且混凝土表面的正拉黏结强度必须达到相应的标准。
第三,粘钢加固:这种方法对钢板的要求较高。一般来说,如果采用的钢板较厚,那么所需要的锚固长度就越长,那么相应地就给施工带来较大的难度;如果钢板越薄,那么就需要适当地增加用胶量。相关的标准早已规定,采用手工涂胶粘贴的钢板厚度控制在5cm以内,采用压力注胶粘贴的钢板厚度要控制在10mm以内。钢板宽度应根据承载力要求所需要的用钢量确定。采用梁侧面粘贴钢板加固时,为保证加固效果,使钢板得以充分利用,一般应控制钢板宽度不大于梁高的1/3。
4.结束语
作为混凝土建筑质量安全的重要内容,科学加固混凝土结构是一项非常重要的工作。我们需要在认真遵循规范要求的前提下,不断地推动建筑结构加固设备的发展。此外,介于结构问题的个性化特征,我们需要不断地创新发展加固方法,灵活运用,争取事半功倍的效果。 [科]
【参考文献】
[1]白晔.谈混凝土结构工程加固施工及方案的优选[J].黑龙江科技信息,2010,(19).
[2]魏景堂.混凝土结构工程加固施工及方案的优选[J].中国新技术新产品,2010,(08).
[3]王小静,乔雪垠,聂斌.混凝土结构加固技术现状与展望[J].山西建筑,2011,(26).
【关键词】房建项目;加固技术;钢筋混凝土
钢筋混凝土具有制作方便、原料丰富、耐久性好、价格低廉的特点,混凝土已经成为当代世界最主要的建筑材料。但是原有的建筑工程普遍进入老龄化阶段,我们应在原有的加固工程方法上做相关改进,加固结构工程,延长工程使用寿命。
1.结构安全加固技术的特点
(1)结构方案受到原有结构形体的约束。相对而言,对原有建筑进行加固处理,比新建结构处理更为复杂,毕竟在用结构加固的自由度要小得多。这主要是由于现有建筑结构的形式和高宽度等因素,都会限制加固方案的选择。这时,就需要建筑设计师根据原有建筑结构的体系,并结合现实的建筑结构条件,找出科学的加固施工方案与施工方法。
(2)经过加固之后,建筑结构体系的受力情况较为复杂。通常情况下,经过了加固施工之后,由于建筑结构属于组合截面或者是组合结构,因此就会使得结构受力变得比较复杂,建筑物原来的结构构成、受力程度以及它的力学性能及损伤程度都会发生一定的变化,此外,在加固施工过程中,由于新旧材料的结合以及不同时期的施工方法、技术,这些因素都会对加固结构的受力性能产生直接影响,从而提高了科学分析的难度与精准度。
(3)加固施工难度大。在原有建筑的环境下施工,必然会出现加固施工场地狭窄的情况,此时,就可能会对设备、管道和结构构件的使用产生很大的约束。最常见的是施工设备和机具操作困难,大型机械设备无法进场等情况。与此同时,加固施工一般在建筑物仍然在使用的情况下进行的,因此,就要求加固施工过程必须要讲求速度,以减少对建筑物使用的影响时间,在特殊的情况下,还需要分段分期地来进行加固施工。
2.建筑物结构加固技术的基本使用原则
(1)在进行加固施工之前,施工人员必须要对建筑物原来的结构体系以及结构的材料等方面进行全面的了解,只有在熟悉原有结构性能的基础上,才能根据加固方案来进行科学合理的加固施工。此外,还要对建筑物原有的结构进行系统的鉴定和勘察分析,对原有结构的构造特点、材料性能和结构体系中的缺陷、损伤等问题进行系统的论证与分析,把握好建筑结构的持力水平以及受力现状,只有这样,才能在加固施工的过程中有效地防止施工隐患问题的出现,杜绝施工事故的发生。
(2)在进行建筑物加固施工中,还要保证结构方案的切实可行性与经济合理性,以经济合理、方法科学、施工便捷为主要考虑因素。在建筑结构加固方案的选择上,不仅要考虑到方案的可行性的问题,还需要考虑原有结构加固后的受力特点,只有对原有结构进行整体分析,才能确保加固后的结构体系传力线路明确,安全可靠。当然,在市场经济条件下,方案的选择还必须考虑经济因素,根据加固施工的具体特点和加固施工的技术水平,选择最为经济的施工方案。并且能够减少对使用环境和相邻建筑结构的影响,尽可能地缩短施工周期,以便节约成本支出。
(3)应该要尽可能利用原有结构的承载能力,减少对原有建筑的损伤。选择加固方案的过程中,需要充分考虑降低对原有结构或构件的拆除和损伤。也就是要求施工方在确定方案前,要对已有结构或构件进行全面了解,尽可能保留并且充分地利用它的作用。否则,一旦误判误拆了原先的结构构件,那么肯定会对保留的原有结构造成巨大的影响,不仅会危及保留的结构构件,还会给加固后的结构留下隐患。
(4)强化对实际结构的检查。一般来说,施工方在加固方案确定之前,就已经对原有结构进行了全面的检测和鉴定,但是为了确保工程的质量和施工安全,必须要考虑到各种客观因素的发生,在加固施工实施的过程中,需要组织专门的工程技术人员对实际结构进行全面的检查,一旦发现了结构的损伤或者是缺陷问题,就要马上将实际情况反映出来,找出对策,消除建筑物的安全隐患。
3.建筑结构加固技术的具体方法
通常情况下,建筑物结构的加固技术与方法,可以分为直接加固法和间接加固法两种。
3.1直接加固法
直接加固法,顾名思义就是通过直接提高构件截面的承载力和刚度的施工技术来达到加固建筑物的目的,常用的直接加固法有以下三种:
3.1.1加大截面加固法
是指利用与原有构件同类的材料,通过增大截面面积的方式,提高构件的承载力,从而实现加固建筑原构件的目的,如可在原有钢筋混凝土柱周边的位置浇筑一层钢筋混凝土围套。接着,根据建筑加固结构的实际需要,利用相应的技术措施,使得新旧钢筋混凝土形成一个牢固的整体,如可以在原有钢屋架下弦杆的位置,根据结构的形状增设一根钢拉杆,通过相应的技术处理让两者共同工作,完成对屋架下弦的加固。因此,这种方法在各种构件的加固工程中使用较为普遍。
3.1.2外包钢加固法
就是把新的钢铁或钢板等材料,包在被加固构件的外侧,然后利用施工措施将其做成保护性的外包钢,使得与原有的建筑构件形成合力,从而达到增强构件的承载能力和刚度的目的。它通常可以分为干式外包加固法和湿式外包加固法。总体上看,外包钢加固法能够有效地提高建筑构件的抗弯性能和抗压能力,而且施工周期较短,比较受欢迎。
3.1.3预应力加固法
实质上是利用高强度钢筋或型钢等材料,在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆。受弯构件和受拉构件的加固工程,往往会选择预应力拉杆加固法。因为使用这种方法不仅能够有效地提高构件承载力,而且也能够提高截面的刚度、减少原有构件裂缝宽度和挠度、提高加固后构件截面的抗裂能力等。总之,该法具有占用建筑空间较小、施工周期较短的优势。 3.2间接加固法
指的是根据原有建筑结构体系的客观条件,在加固施工过程中,通过系列的技术方法及措施,改变其结构传力的途径,从而达到减少被加固构件的荷载效应的目的,常见的间接加固施工方法有以下三种:
3.2.1增设构件加固法
主要就是利用在原有的建筑构件之间增加新的构件,从而达到加固建筑物的目的。例如在两榀屋架间增设一榀新屋架、在两根柱子之间增加一个新柱或者在两根梁之间增加一道新梁等,通过这样的方式,能够很好地减少原有结构的受荷面积,从而可以大幅度地减少建筑的荷载效应,增加其安全性能。
3.2.2增设支点加固法
增设支点加固法是在柱子、屋架之间增设支撑构件或者是在梁、板等构件上增设支点,通过降低结构构件的计算跨度,在有效降低荷载效应的同时,最大化地发挥构件潜力,进而增加结构的稳定性。
3.2.3粘钢加固技术
就是在钢筋混凝土结构构件表面,利用特制的建筑结构胶粘贴钢板,在采取相应的施工方法与技术措施之后,达到提高建筑结构构件承载能力的一种加固方法。
第一,粘钢加固法:钢板和原有结构通过粘胶实现二者的连接。这也就意味着,决定加固能否成功的关键在于新旧两部分的材料性能,尤其是材料的黏结性能。从当前的情况看,因为对粘胶耐久性能的标准尚未形成一定的共识,所以,为确保加固后结构的可靠性,就必须要很好地控制粘钢加固构件的承载力,与此同时,必须要在确保即便是在外粘钢板加固失效的情况下,结构本身的安全性也得到保障。
第二,构件粘钢加固:这种加固方法主要适用于60℃以下、相对湿度70%以下、无化学腐蚀的环境,如果工程无法满足上述使用条件时,就必须要根据相关标准采取有效的防护处理措施。为保证加固效果,使加固钢板材料强度得以充分利用,被加固的混凝土结构构件,其现场实测混凝土强度等级至少是C15,且混凝土表面的正拉黏结强度必须达到相应的标准。
第三,粘钢加固:这种方法对钢板的要求较高。一般来说,如果采用的钢板较厚,那么所需要的锚固长度就越长,那么相应地就给施工带来较大的难度;如果钢板越薄,那么就需要适当地增加用胶量。相关的标准早已规定,采用手工涂胶粘贴的钢板厚度控制在5cm以内,采用压力注胶粘贴的钢板厚度要控制在10mm以内。钢板宽度应根据承载力要求所需要的用钢量确定。采用梁侧面粘贴钢板加固时,为保证加固效果,使钢板得以充分利用,一般应控制钢板宽度不大于梁高的1/3。
4.结束语
作为混凝土建筑质量安全的重要内容,科学加固混凝土结构是一项非常重要的工作。我们需要在认真遵循规范要求的前提下,不断地推动建筑结构加固设备的发展。此外,介于结构问题的个性化特征,我们需要不断地创新发展加固方法,灵活运用,争取事半功倍的效果。 [科]
【参考文献】
[1]白晔.谈混凝土结构工程加固施工及方案的优选[J].黑龙江科技信息,2010,(19).
[2]魏景堂.混凝土结构工程加固施工及方案的优选[J].中国新技术新产品,2010,(08).
[3]王小静,乔雪垠,聂斌.混凝土结构加固技术现状与展望[J].山西建筑,2011,(26).