朱華
摘要:隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的快速發(fā)展,建筑工程中的加固技術(shù)對于確保建筑物的安全性具有重大的意義。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也促進(jìn)了新型結(jié)構(gòu)、材料以及施工工藝的產(chǎn)生,為保證建筑工程中施工質(zhì)量,保證我國建筑事業(yè)的蓬勃發(fā)展,在施工過程中的建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是不容忽視的。本文主要介紹了建筑結(jié)構(gòu)加工的原因、加固原則以及常見的幾種加固技術(shù)。
關(guān)鍵詞:建筑工程結(jié)構(gòu);加固;技術(shù)
1 建筑結(jié)構(gòu)加固的原因
(1)人為因素。首先,設(shè)計人員原設(shè)計有誤,考慮不周。設(shè)計出現(xiàn)失誤常常是由于設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)承受的載荷和作用力估計不足,考慮載荷漏項,以及施工過程中的實際載荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計值等原因造成的。其次是施工質(zhì)量差。由于施工管理混亂,施工人員技術(shù)水平不高,施工企業(yè)未能把好質(zhì)量關(guān)等原因造成的施工質(zhì)量差在已有工程事故原因統(tǒng)計中占有較高的比例。第三是使用管理不當(dāng)。主要表現(xiàn)為:建筑物建成交付使用后,使用部門管理不善,擅自改變建筑物的用途或使用環(huán)境管理不善,不進(jìn)行定期維護(hù),因侵蝕性物質(zhì)進(jìn)入結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成損害等。
(2)環(huán)境因素。在長期的外部環(huán)境及使用環(huán)境條件下,建筑結(jié)構(gòu)材料每時每刻都受到外部介質(zhì)的侵蝕,導(dǎo)致材料狀況的惡化,可分為以下三類:第一,化學(xué)作用: 例如化工車間的酸、堿氣體或液體對鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕。第二,生物作用: 如微生物、細(xì)菌使木材逐漸腐朽等。第三,物理作用: 如高溫、高濕、凍融循環(huán)、晝夜溫差的變化等, 會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫等。自然災(zāi)害如風(fēng)災(zāi)、地震等的破壞,重者可使建筑物毀于一旦,輕者會降低結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。因此,有必要對受損建筑物進(jìn)行必要的維修和加固,以提高工程結(jié)構(gòu)的安全性,延長其使用壽命。
2 建筑結(jié)構(gòu)加固的原則
第一,結(jié)構(gòu)體系總體效應(yīng)原則。盡管加固只需針對危險構(gòu)件進(jìn)行,但同時要考慮加固后對整體結(jié)構(gòu)體系的影響。因此,在制定加固方案時,應(yīng)對建筑物總體考慮,不能簡單采用“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”的辦法。
第二,先鑒定后加固的原則。結(jié)構(gòu)加固方案確定前,必須對已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和可靠性鑒定分析,分析結(jié)構(gòu)的受力現(xiàn)狀和持力水平,為加固方案的確定奠定基礎(chǔ)。
第三,材料的選用和取值原則。原結(jié)構(gòu)的材料強度應(yīng)按規(guī)定取用,如原結(jié)構(gòu)材料種類和性能與原設(shè)計一致,按原設(shè)計(或規(guī)范)值取用;當(dāng)原結(jié)構(gòu)無材料強度資料時,可通過實測評定材料強度等級,再按現(xiàn)行規(guī)范取值。
第四,加固方案的優(yōu)化原則。建筑結(jié)構(gòu)加固方案的選擇應(yīng)充分考慮已有結(jié)構(gòu)實際現(xiàn)狀和加固后結(jié)構(gòu)的受力特點,對建筑結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行分析,保證加固后結(jié)構(gòu)具有較高的安全性和可靠度。此外,要考慮綜合經(jīng)濟指標(biāo)、施工特點和技術(shù)水平,在加固方法的設(shè)計和施工組織上采取有效措施,減少對使用環(huán)境和相鄰建筑結(jié)構(gòu)的影響,縮短施工周期。
第五,與抗震設(shè)防結(jié)合的原則。我國是一個多地震的國家,為了使在地震高發(fā)地帶上的建筑物具有相應(yīng)的安全儲備,在對其進(jìn)行承載力和耐久性加固、處理時,應(yīng)與抗震加固方案結(jié)合起來考慮。
3 建筑結(jié)構(gòu)常用的加固方法
常常應(yīng)該加固的結(jié)構(gòu)大部分存在因為結(jié)構(gòu)自身的承受載能力由于自然災(zāi)害或施工質(zhì)量不過關(guān)或功能失效等因素的制約而造成結(jié)構(gòu)承載能力不充足的現(xiàn)狀,所運用的加固方法多是從增強結(jié)構(gòu)的有效受力面積啟航縮小截面的應(yīng)力,或者直接變動結(jié)構(gòu)的受力體系,改觀其傳力途徑從而降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力,從而達(dá)到加固的目的。當(dāng)然,加固建筑結(jié)構(gòu)還可以使用托換技術(shù)。通常采用加固措施可以從加固的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類:
(1)預(yù)應(yīng)力加固法。運用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或撐桿對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法是預(yù)應(yīng)力加固法,即經(jīng)過施壓預(yù)應(yīng)力使撐桿或拉桿受力,制約并更改原結(jié)構(gòu)內(nèi)力均勻分布,所以減小結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平且增強結(jié)構(gòu)的承載能力。特點是經(jīng)過預(yù)應(yīng)力方法迫使后加拉桿或撐桿受力,更改原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布情況,減小原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平,使平常加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后狀況得以完全解決,具有卸載、加固和更改結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效應(yīng),撐桿或后加拉桿和本來就有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上能夠很好地一起完成工作,結(jié)構(gòu)承載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,也稱為外包混凝土加固法,它通過增大構(gòu)件的截面和配筋,來提高構(gòu)件的承載力、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性。該方法適用面廣,可廣泛應(yīng)用于梁、 板、柱、墻、基礎(chǔ)、屋架等混凝土構(gòu)件的加固。根據(jù)構(gòu)件受力特點和加固目的、構(gòu)件幾何尺寸、便于施工等要求可設(shè)計為單側(cè)、雙側(cè)或三側(cè)的加固和四面包套的加固。在構(gòu)件外部外包混凝土加大截面加固的方法,加大構(gòu)件截面面積和配筋量的一種加固方法,進(jìn)而實現(xiàn)增加構(gòu)件承載能力的目標(biāo)。加大截面法是一種守舊的加固手段,工藝淺易用途廣泛,增大截面法的技巧,尤其是在設(shè)計構(gòu)造方面一定留意處理好新增加部分與本來部分的整體工作共同受力情況。
(3)外包鋼加固法。以型鋼(一般為角鋼)外包于構(gòu)件四角(或兩角)以加強其受力性能的加固方法。適用于使用上不允許增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承載力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。外包鋼加固結(jié)構(gòu),尤其是框架結(jié)構(gòu), 最為復(fù)雜是節(jié)點區(qū)受力,構(gòu)造處理相當(dāng)有難度。為確保力的有效傳遞,在加固區(qū),框架柱的外包角鋼應(yīng)通長設(shè)置,中間不允許斷開。下端應(yīng)視柱根彎矩大小,伸到基礎(chǔ)頂面或錨固于基礎(chǔ),中間需穿過各層樓板,上端應(yīng)延伸至加固層的上層樓板(或屋面板)底面。這加固法施工簡單方便,現(xiàn)場工作量較小,較為穩(wěn)當(dāng)?shù)氖芰顩r,適用于在使用上不同意加大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度地增強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。
建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)已逐漸成為建筑工程中的一個新興的行業(yè),隨著建筑業(yè)的蒸蒸日上,建筑物的維修、改造、加固的應(yīng)用范疇和領(lǐng)域也就越來越廣泛,在探究新的建筑加固技術(shù)的同時,需要與傳統(tǒng)的加固技術(shù)結(jié)合,使二者實現(xiàn)優(yōu)勢互補,真正意義上做到對建筑物加固提供科學(xué)先進(jìn)且切實可靠的技術(shù)支持。
參考文獻(xiàn):
[1]何志吉談建筑結(jié)構(gòu)的加固方法與施工[J] 中國高新技術(shù)企業(yè)2009.
(作者身份證號:130629198710040033)