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摘要:随着现代经济的快速发展,建筑工程中的加固技术对于确保建筑物的安全性具有重大的意义。科学技术的进步也促进了新型结构、材料以及施工工艺的产生,为保证建筑工程中施工质量,保证我国建筑事业的蓬勃发展,在施工过程中的建筑结构加固技术是不容忽视的。本文主要介绍了建筑结构加工的原因、加固原则以及常见的几种加固技术。
关键词:建筑工程结构;加固;技术
1 建筑结构加固的原因
(1)人为因素。首先,设计人员原设计有误,考虑不周。设计出现失误常常是由于设计人员对结构承受的载荷和作用力估计不足,考虑载荷漏项,以及施工过程中的实际载荷远远超过设计值等原因造成的。其次是施工质量差。由于施工管理混乱,施工人员技术水平不高,施工企业未能把好质量关等原因造成的施工质量差在已有工程事故原因统计中占有较高的比例。第三是使用管理不当。主要表现为:建筑物建成交付使用后,使用部门管理不善,擅自改变建筑物的用途或使用环境管理不善,不进行定期维护,因侵蚀性物质进入结构构件造成损害等。
(2)环境因素。在长期的外部环境及使用环境条件下,建筑结构材料每时每刻都受到外部介质的侵蚀,导致材料状况的恶化,可分为以下三类:第一,化学作用: 例如化工车间的酸、碱气体或液体对钢结构、混凝土结构的侵蚀。第二,生物作用: 如微生物、细菌使木材逐渐腐朽等。第三,物理作用: 如高温、高湿、冻融循环、昼夜温差的变化等, 会使结构产生裂缝等。自然灾害如风灾、地震等的破坏,重者可使建筑物毁于一旦,轻者会降低结构的安全性和耐久性。因此,有必要对受损建筑物进行必要的维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。
2 建筑结构加固的原则
第一,结构体系总体效应原则。尽管加固只需针对危险构件进行,但同时要考虑加固后对整体结构体系的影响。因此,在制定加固方案时,应对建筑物总体考虑,不能简单采用“头痛医头,脚痛医脚”的办法。
第二,先鉴定后加固的原则。结构加固方案确定前,必须对已有結构进行检查和可靠性鉴定分析,分析结构的受力现状和持力水平,为加固方案的确定奠定基础。
第三,材料的选用和取值原则。原结构的材料强度应按规定取用,如原结构材料种类和性能与原设计一致,按原设计(或规范)值取用;当原结构无材料强度资料时,可通过实测评定材料强度等级,再按现行规范取值。
第四,加固方案的优化原则。建筑结构加固方案的选择应充分考虑已有结构实际现状和加固后结构的受力特点,对建筑结构整体进行分析,保证加固后结构具有较高的安全性和可靠度。此外,要考虑综合经济指标、施工特点和技术水平,在加固方法的设计和施工组织上采取有效措施,减少对使用环境和相邻建筑结构的影响,缩短施工周期。
第五,与抗震设防结合的原则。我国是一个多地震的国家,为了使在地震高发地带上的建筑物具有相应的安全储备,在对其进行承载力和耐久性加固、处理时,应与抗震加固方案结合起来考虑。
3 建筑结构常用的加固方法
常常应该加固的结构大部分存在因为结构自身的承受载能力由于自然灾害或施工质量不过关或功能失效等因素的制约而造成结构承载能力不充足的现状,所运用的加固方法多是从增强结构的有效受力面积启航缩小截面的应力,或者直接变动结构的受力体系,改观其传力途径从而降低结构构件的受力,从而达到加固的目的。当然,加固建筑结构还可以使用托换技术。通常采用加固措施可以从加固的结构形式进行分类:
(1)预应力加固法。运用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法是预应力加固法,即经过施压预应力使撑杆或拉杆受力,制约并更改原结构内力均匀分布,所以减小结构原有应力水平且增强结构的承载能力。特点是经过预应力方法迫使后加拉杆或撑杆受力,更改原结构的内力分布情况,减小原结构的应力水平,使平常加固结构中所特有的应力应变滞后状况得以完全解决,具有卸载、加固和更改结构内力的三重效应,撑杆或后加拉杆和本来就有的结构基础上能够很好地一起完成工作,结构承载能力可以得到有效的提高。
(2) 增大截面加固法。增大截面加固法,也称为外包混凝土加固法,它通过增大构件的截面和配筋,来提高构件的承载力、刚度、稳定性和抗裂性。該方法适用面广,可广泛应用于梁、 板、柱、墙、基础、屋架等混凝土构件的加固。根据构件受力特点和加固目的、构件几何尺寸、便于施工等要求可设计为单侧、双侧或三侧的加固和四面包套的加固。在构件外部外包混凝土加大截面加固的方法,加大构件截面面积和配筋量的一种加固方法,进而实现增加构件承载能力的目标。加大截面法是一种守旧的加固手段,工艺浅易用途广泛,增大截面法的技巧,尤其是在设计构造方面一定留意处理好新增加部分与本来部分的整体工作共同受力情况。
(3)外包钢加固法。以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角)以加强其受力性能的加固方法。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。外包钢加固结构,尤其是框架结构, 最为复杂是节点区受力,构造处理相当有难度。为确保力的有效传递,在加固区,框架柱的外包角钢应通长设置,中间不允许断开。下端应视柱根弯矩大小,伸到基础顶面或锚固于基础,中间需穿过各层楼板,上端应延伸至加固层的上层楼板(或屋面板)底面。这加固法施工简单方便,现场工作量较小,较为稳当的受力状况,适用于在使用上不同意加大原构件截面尺寸,但又要求大幅度地增强截面承载能力的混凝土结构,主要用于钢筋混凝土柱、梁、桁架弦杆和腹杆的加固。
建筑结构加固技术已逐渐成为建筑工程中的一个新兴的行业,随着建筑业的蒸蒸日上,建筑物的维修、改造、加固的应用范畴和领域也就越来越广泛,在探究新的建筑加固技术的同时,需要与传统的加固技术结合,使二者实现优势互补,真正意义上做到对建筑物加固提供科学先进且切实可靠的技术支持。
参考文献:
[1]何志吉谈建筑结构的加固方法与施工[J] 中国高新技术企业2009.
(作者身份证号:130629198710040033)
关键词:建筑工程结构;加固;技术
1 建筑结构加固的原因
(1)人为因素。首先,设计人员原设计有误,考虑不周。设计出现失误常常是由于设计人员对结构承受的载荷和作用力估计不足,考虑载荷漏项,以及施工过程中的实际载荷远远超过设计值等原因造成的。其次是施工质量差。由于施工管理混乱,施工人员技术水平不高,施工企业未能把好质量关等原因造成的施工质量差在已有工程事故原因统计中占有较高的比例。第三是使用管理不当。主要表现为:建筑物建成交付使用后,使用部门管理不善,擅自改变建筑物的用途或使用环境管理不善,不进行定期维护,因侵蚀性物质进入结构构件造成损害等。
(2)环境因素。在长期的外部环境及使用环境条件下,建筑结构材料每时每刻都受到外部介质的侵蚀,导致材料状况的恶化,可分为以下三类:第一,化学作用: 例如化工车间的酸、碱气体或液体对钢结构、混凝土结构的侵蚀。第二,生物作用: 如微生物、细菌使木材逐渐腐朽等。第三,物理作用: 如高温、高湿、冻融循环、昼夜温差的变化等, 会使结构产生裂缝等。自然灾害如风灾、地震等的破坏,重者可使建筑物毁于一旦,轻者会降低结构的安全性和耐久性。因此,有必要对受损建筑物进行必要的维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。
2 建筑结构加固的原则
第一,结构体系总体效应原则。尽管加固只需针对危险构件进行,但同时要考虑加固后对整体结构体系的影响。因此,在制定加固方案时,应对建筑物总体考虑,不能简单采用“头痛医头,脚痛医脚”的办法。
第二,先鉴定后加固的原则。结构加固方案确定前,必须对已有結构进行检查和可靠性鉴定分析,分析结构的受力现状和持力水平,为加固方案的确定奠定基础。
第三,材料的选用和取值原则。原结构的材料强度应按规定取用,如原结构材料种类和性能与原设计一致,按原设计(或规范)值取用;当原结构无材料强度资料时,可通过实测评定材料强度等级,再按现行规范取值。
第四,加固方案的优化原则。建筑结构加固方案的选择应充分考虑已有结构实际现状和加固后结构的受力特点,对建筑结构整体进行分析,保证加固后结构具有较高的安全性和可靠度。此外,要考虑综合经济指标、施工特点和技术水平,在加固方法的设计和施工组织上采取有效措施,减少对使用环境和相邻建筑结构的影响,缩短施工周期。
第五,与抗震设防结合的原则。我国是一个多地震的国家,为了使在地震高发地带上的建筑物具有相应的安全储备,在对其进行承载力和耐久性加固、处理时,应与抗震加固方案结合起来考虑。
3 建筑结构常用的加固方法
常常应该加固的结构大部分存在因为结构自身的承受载能力由于自然灾害或施工质量不过关或功能失效等因素的制约而造成结构承载能力不充足的现状,所运用的加固方法多是从增强结构的有效受力面积启航缩小截面的应力,或者直接变动结构的受力体系,改观其传力途径从而降低结构构件的受力,从而达到加固的目的。当然,加固建筑结构还可以使用托换技术。通常采用加固措施可以从加固的结构形式进行分类:
(1)预应力加固法。运用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法是预应力加固法,即经过施压预应力使撑杆或拉杆受力,制约并更改原结构内力均匀分布,所以减小结构原有应力水平且增强结构的承载能力。特点是经过预应力方法迫使后加拉杆或撑杆受力,更改原结构的内力分布情况,减小原结构的应力水平,使平常加固结构中所特有的应力应变滞后状况得以完全解决,具有卸载、加固和更改结构内力的三重效应,撑杆或后加拉杆和本来就有的结构基础上能够很好地一起完成工作,结构承载能力可以得到有效的提高。
(2) 增大截面加固法。增大截面加固法,也称为外包混凝土加固法,它通过增大构件的截面和配筋,来提高构件的承载力、刚度、稳定性和抗裂性。該方法适用面广,可广泛应用于梁、 板、柱、墙、基础、屋架等混凝土构件的加固。根据构件受力特点和加固目的、构件几何尺寸、便于施工等要求可设计为单侧、双侧或三侧的加固和四面包套的加固。在构件外部外包混凝土加大截面加固的方法,加大构件截面面积和配筋量的一种加固方法,进而实现增加构件承载能力的目标。加大截面法是一种守旧的加固手段,工艺浅易用途广泛,增大截面法的技巧,尤其是在设计构造方面一定留意处理好新增加部分与本来部分的整体工作共同受力情况。
(3)外包钢加固法。以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角)以加强其受力性能的加固方法。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。外包钢加固结构,尤其是框架结构, 最为复杂是节点区受力,构造处理相当有难度。为确保力的有效传递,在加固区,框架柱的外包角钢应通长设置,中间不允许断开。下端应视柱根弯矩大小,伸到基础顶面或锚固于基础,中间需穿过各层楼板,上端应延伸至加固层的上层楼板(或屋面板)底面。这加固法施工简单方便,现场工作量较小,较为稳当的受力状况,适用于在使用上不同意加大原构件截面尺寸,但又要求大幅度地增强截面承载能力的混凝土结构,主要用于钢筋混凝土柱、梁、桁架弦杆和腹杆的加固。
建筑结构加固技术已逐渐成为建筑工程中的一个新兴的行业,随着建筑业的蒸蒸日上,建筑物的维修、改造、加固的应用范畴和领域也就越来越广泛,在探究新的建筑加固技术的同时,需要与传统的加固技术结合,使二者实现优势互补,真正意义上做到对建筑物加固提供科学先进且切实可靠的技术支持。
参考文献:
[1]何志吉谈建筑结构的加固方法与施工[J] 中国高新技术企业2009.
(作者身份证号:130629198710040033)