李琴連
石家莊企源機(jī)械制造有限公司 河北石家莊 050000
摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,建筑業(yè)也在飛速的發(fā)展之中,建筑業(yè)的建筑結(jié)構(gòu)的加固工程就顯得非常的重要了,嚴(yán)格遵循工作程序和加固原則,不僅要安全可靠,還要經(jīng)濟(jì)合理,同時(shí)了解分析現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的新技術(shù)新材料情況,充分利用各種加固方法特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),根據(jù)各種各樣的加固材料特點(diǎn)取長(zhǎng)補(bǔ)短,使得加固的技術(shù)越來(lái)越合理,加固的效果越來(lái)越好。
關(guān)鍵詞:建筑;結(jié)構(gòu);加固技術(shù)
1.房屋建筑結(jié)構(gòu)加固的概述
房屋建筑結(jié)構(gòu)的性能一般可采用可靠度來(lái)表征,我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),在規(guī)定的條件下完成結(jié)構(gòu)預(yù)定功能的概率。結(jié)構(gòu)的可靠度設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為5O年。結(jié)構(gòu)的可靠度是隨時(shí)間的延長(zhǎng)其材料的可靠性逐漸降低。在房屋建筑中應(yīng)用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)不僅可以保證房屋建筑工程質(zhì)量,而且一定程度上還降低了房屋建筑成本,具有重要意義。
但是,在現(xiàn)實(shí)中,由于受到施工原材料、施工人員、施工設(shè)備以及施工環(huán)境等多種因素的影響和制約,很多建筑工程的質(zhì)量得不到保證,使房屋建筑中容易出現(xiàn)裂縫、變形以及錯(cuò)位等各種問(wèn)題,不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且威脅到房屋住戶的人身安全。因此,為了確保房屋結(jié)構(gòu)的可靠性,就要對(duì)其結(jié)構(gòu)及構(gòu)造進(jìn)行必要的檢測(cè)、鑒定、維修、加固,從而提高和確保房屋結(jié)構(gòu)的可靠度。
2.房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的基本原則
2.1先鑒定,后加固原則
一般情況下,首先應(yīng)對(duì)需要加固的房屋建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行檢查,對(duì)其進(jìn)行可靠性的鑒定分析;全方位地了解現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料的性能、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)存在的缺陷、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件受損程度、結(jié)構(gòu)受力狀況及持力水平等相關(guān)信息,為確定建筑結(jié)構(gòu)的加固方案奠定前期基礎(chǔ)性準(zhǔn)備工作,例如:
某樓房屋為框架結(jié)構(gòu)。經(jīng)建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)中心現(xiàn)場(chǎng)抽芯檢測(cè),二層柱部分存在混凝土強(qiáng)度等級(jí)不足的情況,原設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,而檢測(cè)發(fā)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度最低的僅為21.9MPa。設(shè)計(jì)院對(duì)該建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)復(fù)核計(jì)算,復(fù)核計(jì)算結(jié)果表明該建筑物二層的E柱不滿足承載力要求,須對(duì)其進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理,以滿足柱的承載力要求,保證結(jié)構(gòu)的安全使用。
2.2結(jié)構(gòu)力學(xué)體系的總體效應(yīng)原則
通常情況下,加固都是對(duì)于危險(xiǎn)構(gòu)件而言的,即有針對(duì)性的加固。但是為了考慮加固后不影響建筑的整體結(jié)構(gòu),因此,必須考慮總體效果。如,在對(duì)建筑墻體或某根柱子進(jìn)行加固時(shí),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)改變整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的情況發(fā)生,從而造成薄弱層,影響建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性;對(duì)樓頂或屋面進(jìn)行維修或改造時(shí),容易使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所承受的荷載增加。因此,在對(duì)加固方案進(jìn)行制定時(shí),必須考慮建筑結(jié)構(gòu)的總體情況,絕對(duì)不可以簡(jiǎn)單地采取哪里有問(wèn)題加固哪里的方法。
2.3材料的選用和取值原則
進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)按規(guī)定取用原有結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度,若原有材料種類及其性能都與原設(shè)計(jì)相一致,那么則可根據(jù)原設(shè)計(jì)值的范圍進(jìn)行取用。如果無(wú)法獲得原有結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度時(shí),需采取實(shí)測(cè)法對(duì)當(dāng)前要加固結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行評(píng)定,然后按照現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取值。加固材料中,鋼材通常選用Ⅱ級(jí)或是Ⅲ鋼;水泥多為普通硅酸鹽水泥,且標(biāo)號(hào)425#;如需要使用混凝土則應(yīng)較之原有結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度高出至少一級(jí),用于建筑上部結(jié)構(gòu)加固的混凝土等級(jí)不得低于C20級(jí)。
2.4結(jié)構(gòu)加固要與抗震設(shè)防相結(jié)合的原則
由于我國(guó)是一個(gè)多地震國(guó)家,6度及以上的地震區(qū)幾乎遍及全國(guó)各地區(qū)。從我國(guó)房屋建筑過(guò)程分析來(lái)看,在1976年以前的建筑物大多數(shù)都沒(méi)有考慮抗震設(shè)防問(wèn)題。1989年以前我國(guó)的抗震規(guī)范也還是對(duì)7度以上震區(qū)才進(jìn)行抗震設(shè)防。從2008年汶川地震及后面的多次地震災(zāi)情來(lái)看,我國(guó)地震引發(fā)的災(zāi)害與程度等已不能小視,它已嚴(yán)重干擾了我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)。
3.房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
3.1增大截面加固法
加大截面加固法是我國(guó)常見(jiàn)的傳統(tǒng)加固方式之一,具體做法是在構(gòu)件的外部涂抹混凝土,對(duì)構(gòu)件達(dá)到包裹效果,從而使構(gòu)件截面的面積得以增大,同時(shí)也使構(gòu)件的配筋量增多,使構(gòu)件的承載力增大。加大截面法操作技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單,適應(yīng)范圍廣泛,對(duì)于梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)的加固都有明顯的效果。值得注意的是,在采用這種方法的同時(shí)應(yīng)該處理好原截面和新包裹層的受力問(wèn)題,保持新舊兩個(gè)截面的緊密貼合。
3.2外包鋼加固法
外包鋼加固法是以型鋼(一般為角鋼)外包于構(gòu)件四角(或兩角)以加強(qiáng)其受力性能的加固方法。外包鋼加固法分濕式和干式兩種情況。濕式外包鋼加固:外包型鋼與構(gòu)件之間是采用乳膠水泥粘貼或環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等方法粘結(jié),以使型鋼與原構(gòu)件能整體工作共同受力;干式外包鋼加固:原構(gòu)件與外包型鋼之間無(wú)任何粘結(jié),有時(shí)雖填有水泥砂漿,但彼此只能單獨(dú)受力,承載力提高不如濕式外包鋼加固有效。該方法施工簡(jiǎn)便,現(xiàn)場(chǎng)工作量較小,受力較為可靠,適用于在使用上不允許增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度地提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu),主要用于鋼筋混凝土柱、梁、桁架弦桿和腹桿的加固。
3.3噴射混凝土技術(shù)加固法
我國(guó)現(xiàn)階段的科技水平有了顯著的提高,技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用也有所進(jìn)展。噴射混凝土是一種新型的加固技術(shù),其具體方法是把施工材料與混凝土緊密結(jié)合在一起,從而傳遞應(yīng)力,并且其具有很好的填補(bǔ)裂縫的作用,可以通過(guò)對(duì)裂縫的修補(bǔ)來(lái)增加建筑結(jié)構(gòu)的牢固性和整體強(qiáng)度。在操作過(guò)程中,需要保持水泥、砂漿和外加劑等材料的合理比例,然后將這些材料混合攪拌成均勻液體,利用噴灌技術(shù)噴射到需要加固的建筑結(jié)構(gòu)的外表面。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于,在噴射技術(shù)的作用下,混合液體可以在較短的時(shí)間內(nèi)硬化,而且其耐久性好,維持時(shí)間長(zhǎng),強(qiáng)度高,能夠達(dá)到很好的建筑結(jié)構(gòu)加固效果。
3.4預(yù)應(yīng)力加固法
預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法,即通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力使拉桿或撐桿受力,影響并改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布,從而降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平并提高結(jié)構(gòu)的承載能力。特點(diǎn)是通過(guò)預(yù)應(yīng)力手段強(qiáng)迫后加拉桿或撐桿受力,改變?cè)Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布,降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平,使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除,具有加固、卸載和改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果,后加拉桿或撐桿和原有結(jié)構(gòu)能夠較好地共同工作,結(jié)構(gòu)承載能力能夠得到較大的提高。
3.5粘貼碳纖維材料加固法
粘貼碳纖維材料加固是一種新的加固方法,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料也是建筑工程建設(shè)者積極研究探索的新材料。纖維材料通常具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、抗腐蝕性強(qiáng)、非磁性等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),隨著科技的發(fā)展和產(chǎn)量的提高,纖維及其復(fù)合材料在土木工程中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用,尤其是應(yīng)用于結(jié)構(gòu)物的修補(bǔ)和加固中。
3.6粘貼鋼板加固法
粘鋼加固法是在混凝土構(gòu)件表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,使其共同工作、整體受力,以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種加固方法。它實(shí)質(zhì)是一種體外配筋,提高原構(gòu)件的配筋量,從而相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等方面的能力。因此,采用此法加固對(duì)結(jié)構(gòu)膠的要求較高,結(jié)構(gòu)膠必須具有強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)、耐老化、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小的特點(diǎn),并且具有一定彈性。相對(duì)于傳統(tǒng)加固方法,粘鋼加固法更為簡(jiǎn)單、快速,對(duì)結(jié)構(gòu)的外形、凈空等影響較小,其施工過(guò)程對(duì)生產(chǎn)和生活影響較小,因而在建筑領(lǐng)域和公路橋梁領(lǐng)域中都得到了普遍應(yīng)用。
4.結(jié)語(yǔ)
總之,隨著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,新型建筑材料不斷出現(xiàn),更好的加固施工方法將會(huì)有更大拓展,因此,相關(guān)工作者一定要加深相互之間的學(xué)習(xí)和交流溝通,有針對(duì)性地進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)加固,選擇經(jīng)濟(jì)的施工材料,保證結(jié)構(gòu)安全,而保證居民的正常生活,為建筑企業(yè)增加一定的經(jīng)濟(jì)效益。
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