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        城建結(jié)構(gòu)改造和加固技術(shù)的應(yīng)用與分析

        2016-08-02 09:40:16馬俊翟二杰
        卷宗 2016年6期
        關(guān)鍵詞:改造

        馬俊 翟二杰

        摘 要:城建工程加固改造是隨著建筑業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的,其基礎(chǔ)是巨大的既有建筑存量。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有一大批五、六十年代建造的老房屋因超過(guò)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期而有待加固,全國(guó)又有大約三分之一的住宅安全儲(chǔ)備不足,且城市的住宅結(jié)構(gòu)逐漸進(jìn)入老齡化階段,需要加固維修。同時(shí),從節(jié)約成本考慮,利用很多老結(jié)構(gòu)、老建筑的情況越來(lái)越多,需要進(jìn)行加固處理的項(xiàng)目逐漸增加。本文主要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)改造概況、要點(diǎn)及加固技術(shù)進(jìn)行了分析與探究。

        關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);改造;加固技術(shù)

        2008年以后,中國(guó)建筑的維護(hù)、加固和改造需求量年增長(zhǎng)近50%。我國(guó)每年有一大批因生產(chǎn)規(guī)模及工藝等更新而需要技術(shù)改造和加層的建筑物,它們因結(jié)構(gòu)超載而需要補(bǔ)強(qiáng);同時(shí),隨著抗震要求、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的提高和改變,許多地區(qū)現(xiàn)有房屋不能滿(mǎn)足新設(shè)防的抗震要求,從而需要抗震加固;近年來(lái)社會(huì)上大量曝光的因工程質(zhì)量低劣所造成的危房,它們也亟待加固處理。

        1 建筑結(jié)構(gòu)改造的概況

        加固指對(duì)可靠性不足或業(yè)主要求提高可靠度的承重結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及其相關(guān)部分采取增強(qiáng)、局部更換或調(diào)整其內(nèi)力等措施,使其具有現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范及業(yè)主所要求的安全性、耐久性和適用性。建筑結(jié)構(gòu)的維修加固改造是指既有建筑在全壽命使用期內(nèi),在科學(xué)的檢測(cè)鑒定基礎(chǔ)上,采取合理的維修加固措施,或通過(guò)結(jié)構(gòu)改造,以提高結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性,滿(mǎn)足建筑物的正常使用功能,保證建筑節(jié)能與環(huán)保,延長(zhǎng)建筑物安全使用壽命。其中既包括了對(duì)既有建筑達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限后的加固,也包括了對(duì)既有建筑的性能維護(hù),還包括部分新建筑的使用功能改造以及設(shè)計(jì)、施工造成的損害補(bǔ)救等等,對(duì)此開(kāi)展研究,有利于落實(shí)黨中央提出的科學(xué)發(fā)展觀、建設(shè)節(jié)約型社會(huì),符合建筑“四節(jié)”即節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材工作的要求。

        2 建筑結(jié)構(gòu)加固改造的要點(diǎn)

        1、建筑結(jié)構(gòu)的加固改造設(shè)計(jì)應(yīng)由專(zhuān)業(yè)人士承擔(dān)

        建筑結(jié)構(gòu)是否需要加固,應(yīng)經(jīng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定,專(zhuān)家依據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)提出鑒定意見(jiàn)書(shū)。鑒定意見(jiàn)書(shū)可以做為結(jié)構(gòu)維修加固改造設(shè)計(jì)的依據(jù)之一。由于建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)所面臨的不確定因素遠(yuǎn)比新建工程多而復(fù)雜,況且還要考慮業(yè)主的種種要求,因此,承擔(dān)維修加固改造設(shè)計(jì)的人員除具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)理論、明晰的結(jié)構(gòu)概念外,還應(yīng)具備較為豐富的工程經(jīng)驗(yàn)才能夠全面系統(tǒng)地分析問(wèn)題,提出較為合理的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方案。

        2、處理好構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、局部與整體、臨時(shí)與永久的關(guān)系

        當(dāng)某些構(gòu)件不滿(mǎn)足要求時(shí)必須進(jìn)行加固,但結(jié)構(gòu)體系的加固往往會(huì)被忽視,加固設(shè)計(jì)人員應(yīng)從整個(gè)結(jié)構(gòu)體系安全的角度來(lái)考慮。當(dāng)個(gè)別構(gòu)件加固不影響整體結(jié)構(gòu)體系的受力性能時(shí),可進(jìn)行局部加固;結(jié)構(gòu)整體不滿(mǎn)足要求時(shí),應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體加固。臨時(shí)加固的要求可以適當(dāng)降低一些。

        一般而言,結(jié)構(gòu)經(jīng)局部加固或部分構(gòu)件加固后,并不意味著該結(jié)構(gòu)整體承載能力就一定提高或是安全的,其安全性還取決于原結(jié)構(gòu)方案及其布置是否合理、構(gòu)件之間的連接是否可靠、原有的構(gòu)造措施是否得當(dāng)與有效等,這些就是結(jié)構(gòu)整體性或結(jié)構(gòu)整體牢固性的內(nèi)涵,因此,結(jié)構(gòu)工程師在承擔(dān)混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性進(jìn)行檢查與評(píng)估,以研究是否需作相應(yīng)的加強(qiáng),而不能僅僅關(guān)注結(jié)構(gòu)的局部或部分構(gòu)件。

        建筑結(jié)構(gòu)的維修加固改造應(yīng)盡量少停產(chǎn),在不影響或少影響工作和生活的條件下進(jìn)行。盡量保留原有結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,減少拆除的工作量,保留的部分應(yīng)有足夠的安全性和耐久性,并具有利用價(jià)值。加固設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮施工場(chǎng)地、各種管線(xiàn)、相鄰建筑、相鄰道路等的影響,考慮施工的可行性與方便。

        3、加固改造的實(shí)施必須有科學(xué)的先后順序

        通常應(yīng)先治理后加固,由高溫、高濕、凍融、冷脆、腐蝕、振動(dòng)、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞,在加固時(shí),應(yīng)采取有效的治理對(duì)策,從源頭上消除或限制其有害作用,正確確定加固處理時(shí)機(jī),使之不致對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)重新造成損壞。結(jié)構(gòu)加固一般應(yīng)先卸載或部分卸載,卸載后按一定順序?qū)嵤┘庸?。一般而言,?yīng)先加固后拆除;先加固后開(kāi)洞;先基礎(chǔ)后柱、梁和板;先重要構(gòu)件,后次要構(gòu)件,最后做好保護(hù)與防護(hù)。

        4、復(fù)核建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力、做好抗震加固設(shè)計(jì)

        地震區(qū)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固,除應(yīng)滿(mǎn)足承載力要求外,還應(yīng)復(fù)核其抗震性能。結(jié)構(gòu)加固后不應(yīng)存在因局部加強(qiáng)或剛度突變而形成新的薄弱部位,同時(shí)還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度增大或變化而導(dǎo)致地震作用效應(yīng)增大或變化的影響。

        在進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)時(shí)還注意以下一些問(wèn)題:結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度的分布要均勻,避免出現(xiàn)新的薄弱層;豎向構(gòu)件要連續(xù),保證傳力途徑明晰;增加構(gòu)件或加固原有構(gòu)件,均要考慮減少整個(gè)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的可能性;加強(qiáng)薄弱部位的抗震構(gòu)造;要使結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)更加合理,防止構(gòu)件發(fā)生脆性破壞,消除不利于抗震的強(qiáng)梁弱柱、強(qiáng)構(gòu)件弱節(jié)點(diǎn)等不良受力狀態(tài);考慮建設(shè)場(chǎng)地的影響,加固后的結(jié)構(gòu)要選擇地震反應(yīng)力小的結(jié)構(gòu)體系;對(duì)原有的不合理結(jié)構(gòu)體系、傳力途徑等應(yīng)盡量進(jìn)行改良。

        3 城建結(jié)構(gòu)加固技術(shù)分析

        目前我國(guó)建筑物加固技術(shù)有很多種,常用的主要有加大截面積法、預(yù)應(yīng)力加固法、外包鋼加固法、支點(diǎn)加固法以及剪力墻加固法等。

        加大截面積加固法是我國(guó)的比較傳統(tǒng)的加固方法,適用面非常廣,在實(shí)際應(yīng)用主要用在梁、板以及墻等混凝土結(jié)構(gòu)的加固。這種方法的主要原理是在需要加固的地方外包混凝土,加大建筑的混凝土截面積。具體應(yīng)用時(shí),需要先考察建筑物的具體受力情況,再根據(jù)加固的標(biāo)準(zhǔn),適當(dāng)?shù)倪x取加厚方式如雙側(cè)加厚、三面加厚等,選取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造鋼筋以保證后期的混凝土澆筑,在進(jìn)行加固是還需要澆灌混凝土保護(hù)層以保證鋼筋起到作用。加大截面積法通常選用普通混凝土來(lái)作為包裝材料,整個(gè)加固過(guò)程工作量很大,對(duì)房屋的外觀也會(huì)產(chǎn)生一定影響。

        建筑物外包剛加固法是指在建筑物的周?chē)鷪?bào)裝型鋼以增強(qiáng)受力性能。外包剛加固法主要分為濕式和干式兩種方法,所謂濕式方法是指在加固過(guò)程中采用乳膠水泥進(jìn)行粘接,以達(dá)到加固的目的,干式外包鋼加固法,是指在使用型鋼進(jìn)行包裝時(shí),不采用物質(zhì)進(jìn)行粘接。外包鋼加固法也是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方法,工程工作量也是很少,是一個(gè)很可靠的辦法,非常適合與建筑物構(gòu)件不宜發(fā)生改變的地方,但是在使用時(shí)要求,建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)本身具有強(qiáng)的受力能力。建筑物預(yù)應(yīng)力加固法最大的特點(diǎn)是強(qiáng)迫改變拉桿的承受力,進(jìn)而改變建筑的受力情況,消除建筑物的安全隱患,達(dá)到加固的效果,這種加固方法通常用在一些大跨度結(jié)構(gòu),比較適合一些其他方法不適應(yīng)的大型結(jié)構(gòu)加固,但是在應(yīng)用時(shí),需要注意這種方法不能使用在潮濕度高的建筑物。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,加固改造行業(yè)作為城建行業(yè)中的一個(gè)細(xì)分行業(yè),不但具有城建行業(yè)的上述特點(diǎn),還具有投入小,產(chǎn)出大,低碳環(huán)保,節(jié)能減排、新技術(shù)、新材料的廣泛應(yīng)用等一般建筑行業(yè)不具有的特點(diǎn)。加固改造行業(yè)是符合國(guó)家“十二五”規(guī)劃,具有多重重要意義的新興服務(wù)行業(yè),是我國(guó)建設(shè)節(jié)能減排、低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑、建節(jié)集約型社會(huì)、實(shí)施可續(xù)發(fā)展的重要途徑,對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的影響和意義。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 馬明巖.建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2013(23).

        [2] 李林,梁興文,陸建勇,等.建筑結(jié)構(gòu)改造加固工程的整體分析處理方法[C]//中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑結(jié)構(gòu)分會(huì)第九屆混凝土結(jié)構(gòu)基本理論和工程應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議.2016:794-797.

        [3] 張首文,王文軍,李紅旭,等.混凝土加固改造用建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑在中國(guó)的發(fā)展[J].化學(xué)與黏合,2015,27(1):38-41.

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