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摘 要:我国建筑已开始从大规模新建时期迈向了新建与维修并重时期。很多重要的建筑物由于建造地段和文化因素,不能够轻易拆除。国内加固和改造行业的需求迅速增长。加固改造工程由于结构受力的特点,因而其设计和分析具有较大的技术难度。本文对建筑结构构造和结构加固方法等方面进行相关分析,并提出了相应的解决对策。希望通过对结构体系的加固措施探讨,为广大同行提供一定的指导。
关键词:建筑结构;加固技术;措施研究
中图分类号:TU198文献标识码: A
引言:
建筑结构的安全、可靠是建筑工程的头等大事。建筑物在规定的时间内,在规定的条件下应满足安全性,适用性和耐久性的要求。在需要对建筑物的施工质量进行评定时,或当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能的要求产生怀疑时,就需要对建筑物的整体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。当判定被检结构存在安全隐患时,就应该对其进行加固处理,或者拆除。建筑结构的科学检测、加固是建筑工程质量安全保障体系中的重要组成部分。对建筑结构进行检测也是保证工程质量、人民生命安全和国家财产安全的重要手段。
正文:
一、建筑工程施工中常见的加固方法分析
一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象,所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发减小截面的应力,或者直接改变结构的受力体系,改变其传力途径从而降低结构构件的受力,最终达到加固的目的。当然,建筑结构加固也可以采用托换技术。常用加固方法可从加固的结构形式进行分类:
1、混凝土结构加固方法如:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、粘钢、碳纤维加固法、全焊接补筋法、套箍加固法、喷射混凝土补强加固法、植筋法、局部修补加固法等;
2、砌体结构加固方法如:扶壁柱加固法、钢筋水泥砂浆加固法、加大截面加固法、外包钢筋混凝土柱加固法、外包钢加固法等;
3、钢结构加固方法如:改变结构计算简图、加大构件截面、加强连接法。钢结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。
对于混凝土结构,在选择加固方法的同时还需选择相应的配套技术。其中
施工技术一般有:
(1)托换技术。托换技术属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成,适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点。但对技术要求比较高,需要由熟练工人来完成,才能确保安全。
(2)植筋技术。该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术,可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。
(3)裂缝修补技术,该技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复;主要适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。
(4)碳化混凝土修复技术。该技术系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术,目前这一技术还不够成熟。
(5)混凝土表面处理技术。该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。
二、建筑结构加固技术方法的优缺点分析
1、增大截面法。增大截面法即增大构件的截面面积(混凝土和配筋量),以达到提高构件承载能力的一种传统的加固方法。可广泛用于混凝土、砖混结构的梁板、柱、墙等构件的加固。这种加固方法的优点是工艺简单,技术较为成熟,可靠性强,且能提高构件刚度和稳定性。其缺点是现场湿作业工作量大,养护时间长,对生产和生活会造成一定影响,对原有结构的外形和房屋使用空间会造成一定影响,结构重量的增加又增大了其它相关构件的荷载,故在设计中应从整体角度考虑。
2、外包钢加固法。外包钢加固法是在混凝土、砌体等构件的四角或两面包以型钢(常为角钢、扁钢或钢板等)的一种加固方法,也是一种使用较广的传统方法。采用外包钢加固法能在构件截面尺寸增加不多的情况下,大幅提高构件的承载能力。且具有施工简便、现场工作量较小,受力较为可靠等优点,适于柱、梁、桁架弦杆和腹杆,以及高层建筑的加固。这种方法的不足是用钢量较大,加固维修费用较高,且对结构刚度提高不大。
3、外加预应力加固法。外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。预应力加固法几乎没有改变使用空间,并通过卸载、加固功能消除应力滞后现象而取得较理想的加固效果。其不足是预加力设备和锚固还待完善,也存在一定的风险。目前主要用于大跨度结构的加固,以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的大型结构的加固。
4、粘钢加固法。粘钢加固法是将钢板用结构胶粘贴在混凝土构件的外部,以提高结构承载能力的一种方法。这相当于构件的体外配筋。该项技术目前已趋于成熟。其优点是几乎不改变构件外形和使用空间,施工简单、快速,湿作业量小。但对加固构件工作环境有要求,环境温度不高于 60℃,相对湿度不大于 70% ,无化学腐蚀,否则应采取相应措施。适用于承受静力作用且处于正常环境下的受弯、受拉构件的加固。目前在桥梁和房屋结构中得到了普遍应用。
三、建筑结构进行加固前的检测技术分析
1、常见的检测方法
建筑结构的检测工作,包含的内容很多,一般来讲,有结构材料力学性能检测、结构材料构件的尺寸规格检测、结构材料构造方法检测、结构和构件变形与开裂情况的检测,还有钢筋位置检测、钢筋直径检测以及结构性能的实际负荷检测等等。检测办法的丰富性是由科技发展与建筑的需要决定的,当前,结构检测的方法种类繁多,我们可以按照不同的方法对其加以分类。现在,按照所检测的目标种类,把检测方法分成下面几种:
(1)混凝土结构的检测。包括有:取芯法、超声波法、超声回弹法、混凝土的强度回弹法等。(2)砌体结构的检测。包括有:射钉法、砂浆片进行剪切法、轴压法、回弹法等。(3)钢结构的检测。包括有:射线检测、超声波式无损检测、涡流检测、钢材料锈蚀的检测、涂层厚度的检测、磁粉检测等。(4)钢筋混凝土结合的结构检测。像钢管混凝土缺陷和强度检测等。
2、混凝土结构中检测方法
对于混凝土结构中的材料强度检测,最为广泛采取应用的是回弹法和钻芯法。钻芯检测法是首先在建筑的构件上,钻取混凝土的样芯,然后对样芯进行耐压的强度检测。这种办法结果比较准确,但是在取样过程中,会造成结构物的损坏,尤其是对于位置比较重要的混凝土构件,没办法进行大规模监测。相比较而言,超声法、回弹法,以及超声回弹综合法,属于无损法,但是根据这些方法得出来的参数,其精确度不是特别高,在实际工作中,只能作为参考。
建筑结构加固前的检测是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。严格遵循规范要求是建筑工程检测、加固工作的前提。建筑结构检测、加固的设备在日益发展,同时,结构的问题也经常表现出个性特征,因而检测、加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用检测、加固方法,可以取得事半功倍的效果,加固施工重视施工监测,可以保证施工质量和施工安全。
结束语:
随着时代的发展,新材料的发明,新理论的创新,新技术的应用都在推动着建筑工程设计的发展,建筑工程结构设计作为工程建设的一个重要组成部分,在工程项目建设中占有举足轻重的地位,加強建筑结构加固技术的研究,是对建筑工程质量的保证,有利于民生工程的建设,推动着经济的发展。
参考文献:
[1]文明才.建筑结构加固技术及发展趋势[J].湖南城市学院学报,2005(3)
[2]王长锴.碳纤维加固混凝土结构技术性能分析及应用[J].山西建筑,2005(12):122.
[3]秦晓芳,赵艳敏.建筑结构加固技术及发展趋势[J].山西建筑,2007,33(11):100-101.
关键词:建筑结构;加固技术;措施研究
中图分类号:TU198文献标识码: A
引言:
建筑结构的安全、可靠是建筑工程的头等大事。建筑物在规定的时间内,在规定的条件下应满足安全性,适用性和耐久性的要求。在需要对建筑物的施工质量进行评定时,或当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能的要求产生怀疑时,就需要对建筑物的整体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。当判定被检结构存在安全隐患时,就应该对其进行加固处理,或者拆除。建筑结构的科学检测、加固是建筑工程质量安全保障体系中的重要组成部分。对建筑结构进行检测也是保证工程质量、人民生命安全和国家财产安全的重要手段。
正文:
一、建筑工程施工中常见的加固方法分析
一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象,所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发减小截面的应力,或者直接改变结构的受力体系,改变其传力途径从而降低结构构件的受力,最终达到加固的目的。当然,建筑结构加固也可以采用托换技术。常用加固方法可从加固的结构形式进行分类:
1、混凝土结构加固方法如:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、粘钢、碳纤维加固法、全焊接补筋法、套箍加固法、喷射混凝土补强加固法、植筋法、局部修补加固法等;
2、砌体结构加固方法如:扶壁柱加固法、钢筋水泥砂浆加固法、加大截面加固法、外包钢筋混凝土柱加固法、外包钢加固法等;
3、钢结构加固方法如:改变结构计算简图、加大构件截面、加强连接法。钢结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。
对于混凝土结构,在选择加固方法的同时还需选择相应的配套技术。其中
施工技术一般有:
(1)托换技术。托换技术属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成,适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点。但对技术要求比较高,需要由熟练工人来完成,才能确保安全。
(2)植筋技术。该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术,可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。
(3)裂缝修补技术,该技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复;主要适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。
(4)碳化混凝土修复技术。该技术系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术,目前这一技术还不够成熟。
(5)混凝土表面处理技术。该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。
二、建筑结构加固技术方法的优缺点分析
1、增大截面法。增大截面法即增大构件的截面面积(混凝土和配筋量),以达到提高构件承载能力的一种传统的加固方法。可广泛用于混凝土、砖混结构的梁板、柱、墙等构件的加固。这种加固方法的优点是工艺简单,技术较为成熟,可靠性强,且能提高构件刚度和稳定性。其缺点是现场湿作业工作量大,养护时间长,对生产和生活会造成一定影响,对原有结构的外形和房屋使用空间会造成一定影响,结构重量的增加又增大了其它相关构件的荷载,故在设计中应从整体角度考虑。
2、外包钢加固法。外包钢加固法是在混凝土、砌体等构件的四角或两面包以型钢(常为角钢、扁钢或钢板等)的一种加固方法,也是一种使用较广的传统方法。采用外包钢加固法能在构件截面尺寸增加不多的情况下,大幅提高构件的承载能力。且具有施工简便、现场工作量较小,受力较为可靠等优点,适于柱、梁、桁架弦杆和腹杆,以及高层建筑的加固。这种方法的不足是用钢量较大,加固维修费用较高,且对结构刚度提高不大。
3、外加预应力加固法。外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。预应力加固法几乎没有改变使用空间,并通过卸载、加固功能消除应力滞后现象而取得较理想的加固效果。其不足是预加力设备和锚固还待完善,也存在一定的风险。目前主要用于大跨度结构的加固,以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的大型结构的加固。
4、粘钢加固法。粘钢加固法是将钢板用结构胶粘贴在混凝土构件的外部,以提高结构承载能力的一种方法。这相当于构件的体外配筋。该项技术目前已趋于成熟。其优点是几乎不改变构件外形和使用空间,施工简单、快速,湿作业量小。但对加固构件工作环境有要求,环境温度不高于 60℃,相对湿度不大于 70% ,无化学腐蚀,否则应采取相应措施。适用于承受静力作用且处于正常环境下的受弯、受拉构件的加固。目前在桥梁和房屋结构中得到了普遍应用。
三、建筑结构进行加固前的检测技术分析
1、常见的检测方法
建筑结构的检测工作,包含的内容很多,一般来讲,有结构材料力学性能检测、结构材料构件的尺寸规格检测、结构材料构造方法检测、结构和构件变形与开裂情况的检测,还有钢筋位置检测、钢筋直径检测以及结构性能的实际负荷检测等等。检测办法的丰富性是由科技发展与建筑的需要决定的,当前,结构检测的方法种类繁多,我们可以按照不同的方法对其加以分类。现在,按照所检测的目标种类,把检测方法分成下面几种:
(1)混凝土结构的检测。包括有:取芯法、超声波法、超声回弹法、混凝土的强度回弹法等。(2)砌体结构的检测。包括有:射钉法、砂浆片进行剪切法、轴压法、回弹法等。(3)钢结构的检测。包括有:射线检测、超声波式无损检测、涡流检测、钢材料锈蚀的检测、涂层厚度的检测、磁粉检测等。(4)钢筋混凝土结合的结构检测。像钢管混凝土缺陷和强度检测等。
2、混凝土结构中检测方法
对于混凝土结构中的材料强度检测,最为广泛采取应用的是回弹法和钻芯法。钻芯检测法是首先在建筑的构件上,钻取混凝土的样芯,然后对样芯进行耐压的强度检测。这种办法结果比较准确,但是在取样过程中,会造成结构物的损坏,尤其是对于位置比较重要的混凝土构件,没办法进行大规模监测。相比较而言,超声法、回弹法,以及超声回弹综合法,属于无损法,但是根据这些方法得出来的参数,其精确度不是特别高,在实际工作中,只能作为参考。
建筑结构加固前的检测是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。严格遵循规范要求是建筑工程检测、加固工作的前提。建筑结构检测、加固的设备在日益发展,同时,结构的问题也经常表现出个性特征,因而检测、加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用检测、加固方法,可以取得事半功倍的效果,加固施工重视施工监测,可以保证施工质量和施工安全。
结束语:
随着时代的发展,新材料的发明,新理论的创新,新技术的应用都在推动着建筑工程设计的发展,建筑工程结构设计作为工程建设的一个重要组成部分,在工程项目建设中占有举足轻重的地位,加強建筑结构加固技术的研究,是对建筑工程质量的保证,有利于民生工程的建设,推动着经济的发展。
参考文献:
[1]文明才.建筑结构加固技术及发展趋势[J].湖南城市学院学报,2005(3)
[2]王长锴.碳纤维加固混凝土结构技术性能分析及应用[J].山西建筑,2005(12):122.
[3]秦晓芳,赵艳敏.建筑结构加固技术及发展趋势[J].山西建筑,2007,33(11):100-101.