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我国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震断裂带十分发育,是地震高发地区,发震频率高,地震灾害损失惨重。2008年四川省汶川县发生8.0级地震,造成2300多万间房屋损坏,650多万间房屋倒塌,直接经济损失达1.1万亿人民币[1]。而我国地震又大多发生在西部地区,这些地区砖混结构房屋较多,抗震无设防或设防不足,抗震能力较低,地震易损性高,急需进行抗震鉴定和加固处理。文章从房屋抗震加固设计目的、程序、原则以及常用抗震加固方法等方面进行了探究分析,并以汶川灾区房屋抗震加固为例做了论述探讨,应用实践证明取得了良好的经济效果。
关键字:房屋加固;抗震设计;汶川;实践应用
1、房屋建筑抗震加固设计的目的
房屋加固改造施工技术措施是否可行关系到施工过程的安全,质量的好坏直接关系到房屋的结构安全,加固工程要针对技术措施及施工控制严格把关,方可确保工程施工满足要求[2]。
房屋建筑抗震改造的目的是提高结构的延性和增强房屋的整体性及承载能力,改善构件的受力状况,提高综合抗震防灾的能力,提升房屋建筑的功能,从适用性、环保、经济性、舒适性等方面考虑满足抗震使用要求[3]。
2、抗震加固设计工作程序
房屋抗震加固工作遵循程序如图1所示:
图1 房屋抗震加固程序
未经鉴定的房屋,不得作加固设计;没有设计或设计未审查批准的工程不得施工;施工未完成或施工质量不合格的工程不得验收。
二、房屋建筑抗震加固设计的原则及常用加固方法
1、结构抗震设计原则
“三水准”设计原则:1)当遭受到多遇的低于本地区设防烈度的地震影响时,建筑物一般应不受损坏或不需修理仍能继续使用;2)当遭受到本地区设防烈度的地震影响时,建筑物可能有一定的损坏,但经一般修理或不经修理仍能继续使用;3)当遭受到高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时,建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
加固设计原则:1)结构的刚度和强度要分布均匀,避免新的薄弱层;2)竖向受力构件要连续,传力清晰;3)增加或加强构件时,应考虑结构整体扭转效应的降低;4)考虑加固引起的地震作用的增加,加强薄弱层的抗震构造;5)使构件受力合理,防止脆性破坏,消除强梁弱柱、强构件弱节点等不利抗震的受力状态。
“两阶段”设计方法:
第一阶段:按多遇震作用效应和其它荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力,以及在小震作用下验算结构的弹性变形。
第二阶段:在罕遇震作用下验算结构的弹塑性变形。
2 常用的抗震加固方法
抗震加固就是要提高建筑物的整体抗震性能,改善变形耗能能力,并针对薄弱部位加强构造措施,常用加固措施如下[4]:
1)外加构造柱或附墙柱
在外墙四角、隔开间外纵墙与横墙交接处、外纵墙转角处、错层部位横墙与纵墙交接处、大房间内外墙交接处、较大洞口两侧及楼梯间等薄弱部位外加附墙柱,并与墙体与圈梁进行可靠拉结。
2)墙体夹板墙加固
对砌体墙身用钢筋网水泥砂浆面层或钢筋网混凝土面层进行加固,提高砌体墙身的抗压、抗弯、抗剪以及抗裂和变形能力。
3)外加圈梁加固
在需要设置圈梁的相应部位外浇圈梁,并与构造柱及墙体可造连接。
4)混凝土梁、柱加固
对混凝土梁柱的加固方法可采用加大截面加固法、外抱钢筋混凝土面层、外包型钢等加固方法。上述这些加固方法都需要大量的湿作业,施工工艺复杂,施工工期长,并且会使结构截面尺寸加大较多,改变了建筑物的外观,影响使用效果。
三、房屋抗震加固设计改造在汶川灾区的应用
1、受损房屋的分类
汶川受损房屋结构型式主要有砖混、底框、框架、框剪;评估后房屋被分为A(可以使用)、B(加固后使用)、C(停止使用)、D(拆除)四级;D 级房屋已被定义为拆除,其拆除重建的资金及损失可以直接评估出来,不需加以讨论。A 级房屋若没有设防烈度的调整,其工作量仅为简单加固。C级房屋要进行加固或拆除的经济比较,在设防烈度调整之后,部分 C级的房屋应要转为D 级拆除。B 级房屋数量较大,是房屋维修加固工作的重点和难点,B 级房屋有两种:一是关键部位受到破坏,加固、修复部位较少;二是受损较轻、但数量较多的情况。
2、检测与鉴定
所有被评为B、C 级的房屋由有资质的单位进行检测、鉴定之后,进行加固设计。上万幢房屋的检测、鉴定工作量巨大,检测、鉴定必须得到受损房屋的详细资料,包括现有建筑的材料强度、裂缝的具体情况及破坏形式,以作为加固设计的设计依据。
3、抗震加固设计措施
3.1新建房屋的抗震设防要求
(1)正确选择建设场地。建设场地宜选择地势在比较开阔平坦、 土质坚硬均匀的场地。应尽量避开不利于建房的场地, 如河流、 湖泊、 池塘岸边,山顶、陡崖、斜坡,软弱或不均匀土层等等。在软弱土层等不利地段建房, 基础沟槽必须宽厚,槽底均匀铺设灰土层并分层夯实后,用水泥浆砌砖或石料混凝土做好基础, 还可用复合桩基等技术加固地基。
(2)房屋体形要合理。设计房屋时,要避免立面上突然变化, 平面形状也宜简单、规则, 墙体布置宜均匀、对称。
(3)屋顶上不要做笨重的附属物。屋顶上的附属物, 如女儿墙、 高门脸等, 既笨重又不稳定, 地震发生时这些构件最易破坏。所以, 应当尽量不做或少做这类装饰性的附属物, 如果必须建造时, 就必须采取一定的固定方法(图2)。
图2 女儿墙的固定方法 图3外加扁构造柱加固
(4)确保施工质量。对于一般居住房屋, 保证施工质量是指砖石的砌筑质量以及混凝土浇筑和养护质量要好,夯土墙坚实, 各构件之间的连接可靠等。施工时要做到墙、 柱错缝咬砌,砖石块体错缝咬砌, 内外墙同时砌筑。砖要浸水,砂浆要均匀、饱满。构造柱、 圈梁的配筋要符合规范要求。
3.2既有房屋的抗震加固措施
对于目前房屋破坏的情况,分类分析其经济性及可能性,形成标准化设计,编制标准加固设计图集及施工基本要求,可提高设计速度,加快加固进度,具体有如下几种措施:
1)外加扁构造柱加固。用外加扁构造柱加固墙片时, 往往在构造柱之间加钢拉杆, 此时极限抗剪承载力应由墙、 柱和拉杆三部分组成。当达到极限荷载时, 墙片沿临界裂缝产生较大滑移, 构造柱在拉杆约束作用下, 与墙体共同工作,拉杆只是简单承受水平荷载,而柱是通过拉杆约束直接承受水平荷载, 因此, 加固墙片的抗剪承载力主要由两部分组成: 墙体本身的抗剪承载力和构造柱的弹性恢复力。外加扁构造柱加固的做法如图3。
2 )钢筋混凝土板墙加固。钢筋混凝土板墙加固, 指在砖墙外表层另加钢筋混凝土面层, 由于两种材料在弹性模量和延性方面差距较大, 在地震作用下,砖墙率先破裂, 丧失部分抗剪承载力, 大部分地震剪力将由钢筋混凝土面层承担。钢筋混凝土板墙加固的做法如图4。
3)锚固拉结加固方法。这种方法首先在每层楼板位置的横墙与纵墙交接处设置角钢或钢板, 并将其与墙体锚固,以加强墙体间的连接,然后在相邻角钢或钢板之间设置预应力拉杆, 通过拉杆的拉结作用将整个结构紧紧地约束住, 从而提高结构的整体性.锚固钢板及拉杆在内外墙上的布置方式如图5。
4) 对于预制板与墙角裂缝的处理应按板的搁置长度分类处理 ,一般情况采用抹灰处理修缮,当板的搁置长度不足时可以采用附加角钢方法,增加预制板的搁置长度。
5) 对于承重砖墙的长水平或长斜裂缝的加固方法,采用钢筋网片抹水泥砂浆或聚合物砂浆方法进行加固;对于砌体结构的加强采用高标号聚合物砂浆勾缝。
6)对于框架结构构件出现的质量缺陷采用黏贴钢板或碳纤维布的方法加固梁和柱;对预制板间的裂缝采用聚合物砂浆补缝的方法,对大量的门、窗角墙裂缝以及门洞顶部砖墙裂缝采用成品细钢丝网加抹灰方法处理。
关键词:房屋;建筑结构;加固;设计;技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言
房屋建筑关系到人们的日常生活,其质量的好坏影响到使用的安全性,因此房屋建筑结构加固设计与施工技术在建筑工程中就变得越来越为重要。为了提升建筑物的结构稳固性,减少人员伤亡与财产损失,我们必须对房屋的建筑结构进行加固设计及提高施工技术水平。
1、房屋建筑结构加固施工前设计的必要性
1.1 现实的需要
既有房屋,有的由于使用性质改变而导致荷载增加;有的为了增加使用面积,在层高较大的部位或在屋顶上进行加层;有的为满足节能有关规定,需将楼层周边凹凸部分补平改造;有的需要进行抗震加固;有的由于遭受火灾、超载、地基不均匀沉降等原因需要进行加固处理等。既有房屋的改造、加固日益增多,因此,建筑结构设计人员根据形势的发展应不但能熟练地从事新建筑的结构设计,还要逐渐熟悉和掌握对既有房屋的改造和加固设计工作。
1.2 检测和鉴定的必要性
为了解既有房屋结构的安全性、适用性和耐久性是否满足要求,在改造加固前必须要对结构进行检测和鉴定,对其可靠性作出正确的评价。检测和鉴定工作应该由有资质的单位承担。检测时可根据房屋结构实际情况和特点确定重点内容,钢筋混凝土结构应着重检测构件的混凝土强度等级、钢筋配置、裂缝情况、混凝土碳化深度、蜂窝缺陷等。
1.3 房屋结构的改造、加层、加固必须进行设计
(1)按有关规定,对既有房屋进行改造加固设计实施以后,承担此任务的设计单位应该对该房屋结构的安全性和耐久性负完全责任,而原来的设计单位未参与改造加固设计时,则不再负此责任。因此,改造加固设计应该由有资质的设计单位或研究单位来承担。
(2)进行改造加固设计时,力求与承担施工的单位进行配合,根据该施工单位的经验和水平确定更合理的设计实施方案。如果由于招投标等原因,在设计时不能确定施工单位,那么在完成设计确定了施工单位后,开工之前应就设计中构造做法和施工要求与施工单位作交底和讨论,必要时进行方案调整和修改设计,以确保工程质量和降低造价。
2、房屋建筑结构的常用加固技术
2.1直接加固的一般方法
(1)加大截面加固法。与置换混凝土加固方法相类似,通过加大截面积来进行加固应用已经十分的成熟,适应范围广且施工容易。但是与置换混凝土加固方法一样,需要较长时间的湿作业,从而对于建筑的使用造成影响。除此之外,经过这种加固方法之后,建筑物内部净空相对会缩小。该方法比较适合一般的混凝土构件的加固。
(2)有粘结外包型钢加固法。这种方法具有加固效果好,承载力大,施工环节相对较少的优点,但是这种加固方法需要消耗大量的钢材,从而导致较高的造价和成本。因此不适合用在一般的加固场所,大多用于结构强度要求高且需要被加固的构件的面积不能扩大等场所。由于采用钢板,因此这种加固方法不适用在高温的场所的建筑结构的加固。
(3)粘贴钢板加固法。采用粘贴钢板来对建筑的结构进行加固的过程当中,不需要进行湿作业,且施工的时间相对较短,因此对于建筑中用户的日常生活和工作不会产生很大的影响,且这种加固方法对于建筑外观不会造成破坏同样也不会造成空间减少。这种加固方法的最大缺点就是胶粘的水平对于加固的效果具有直接的影响,因此加固效果不容易进行控制。因此这种加固方法大多用于处于静力状态下的构件的加固。
(4)粘贴纤维增强塑料加固法。这种建筑结构的加固方法顾名思义和粘贴钢板加固法类似,只不过材料上有差异。此外由于所使用的加固材料是塑料,因此相对于钢板来说不怕潮湿和腐蚀,材料自身的重量较轻,且成本也要比钢板低很多。但是塑料材料也有明显的缺点,那就是不耐高温,且容易发生火灾。因此在使用这种加固方法的过程当中应该做好相应结构的耐火处理。
2.2 与混凝土结构加固改造配套使用的技术
(1)托换技术。系托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。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。
(2)植筋技术。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中。
(3)裂缝修补技术。根据混凝土裂缝的起因、形状和大小,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的一种专门技术。
(4)外包钢加固技术。应用外包钢加固技术,利用角钢外包在构件的四角位置,在角钢之间采取缀板连接方式。外包钢加固法分为湿式与干式两种情况。湿式外包钢法,在原有构件和型钢之间,利用环氧树脂或者乳胶水泥等粘结,将新旧材料之间进行有效协同,确保工作整体性,但是作业强度较大;干式外包钢法,即原有构件和型钢之间没有任何粘结作用,虽然有时候以水泥砂浆填补,但是并不能实现结合面拉力与剪力的传递,难以保障原构件和型钢的整体工作,只能实现单独受力。这种方法基本对原结构构件的截面尺寸更改不大,仅是提高构件承载力,增加刚度与延性,一般在屋架、砖窗间墙、梁、混凝土柱等结构构件、构筑物加固中应用广泛。
(5)外部粘钢加固技术。外部粘钢加固法,主要利用粘贴剂,与加固设计相符,将钢板粘贴在钢结构或者混凝土表面,共同产生作用力。当前,外部粘钢加固技术主要应用于受拉构件或受弯构件的补强加固工程中,要求环境温度控制在60℃以内,相对湿度则小于70%,且没有化学腐蚀。
(6)增设支点技术。增设支点加固技术,主要通过增加支撑点的方式,降低结构的计算跨度,以控制结构内力,提高承载力。这种方法一般适用于网架、桁架、板、梁等水平结构的加固施工中。应用支点法可分为弹性支点与刚性支点两种方式。弹性支点主要通过支撑结构中的桁架或者受弯力作用等,间接传递荷载力。由于支撑结构变形与被加固结构变形属于同一个数量等级,那么支撑结构应按照弹性支点来考虑,涉及到复杂的内力分析技术;刚性支点通过轴心受拉或者轴心受压等荷载力,直接传递到柱子或者基础构件部分。这种方法的内力计算较为简单。
3、实施中的施工技术
做好前期的设计和准备工作后,进入正规的实施阶段,工程实施中也要有很多的注意点,要掌握技术要点和施工方法。
3.1 对原有旧钢结构考察、取样、实验、评定,这些工作看起来简单,其实非常的重要,所以这个工作一定要认真的对待,尽量做的细致一些。而且必须要有专业的实验室对原旧钢结构以及加固用的新钢材进行取样实验,出具权威评定报告,明确出符合条件的原料、需采购新钢材、焊条规格型号(或螺栓)、焊接连接工艺的技术。
3.2 对原旧钢结构进行喷砂除锈、清除表面覆盖的所有腐蚀的氧化层及渣物,然后根据这些钢结构的使用年限和损毁程度,与设计一起研究,通过一系列专业的计算和讨论,确定实用可靠的处理、加固、改造方案。
3.3 原有旧钢结构只要生锈或者有一定的残渣等就会逐渐的被破坏下去,所以一定要将钢锈、表面覆盖的腐蚀氧化层及渣物彻底清除,用空压机连接专用的喷砂除锈机来进行彻底的清除工作,个别腐蚀严重的部位要提高警惕,必要的话可以投入相应的劳动力,人工用钢凿、榔头、砂轮机来进行凿、磨工作。喷砂除锈的砂子采用中细黄砂,一定要提前晒干。
3.4 相关的安全措施一定要做到位,确保施工工程中在建人员的人身安全以及工程路况附近路人和居民的安全;因为工程中相对会产生一些污染,所以一定要搭设周围环境防护设施。
4、施工应注意的问题
4.1 尽量减少对原有结构的损伤,充分利用原有结构的承载能力。施工前做工程加固设计方案的时候要充分考虑实际情况,确定加固方案时,尽量减少对建筑物原有结构的破坏和损伤,能少拆除的尽量少拆除,什么东西都是原配的最合适。对已有结构或构件,要认真进行分析和检测,在经过相应的结构检测和可靠性分析检测后,对其结构组成和承载能力有了准确的认识,能保留的尽量保留并充分利用其作用;不能保留的也要尽量遵循原来的特征对工程加固,尽量不要新旧差距太大。
4.2 改造加固过程中,常用的连接与锚固技术是植筋和锚栓技术,这种混凝土结构简捷、有效。现行《混凝土结构加固设计规范》与《混凝土结构后锚固技术规程》关于锚固长度区别很大,而且按照《混凝土结构加固设计规范》的规定,对于常规的梁柱等构件,其宽度厚度很难满足锚圃长度的要求,采用植筋锚栓技术时时,要注意最小边距和最小中距,还应该非常留意在原有构件钢筋密集部位钻孔和定位的可能性,尽量注意不要损伤和截断原有构件的受力钢筋。
4.3 改造加固相对于新建建筑设计有着自己独特的优越性,它繁复而且独特,要求我们必须紧密结合现场实际,认真调查、检测、分析,在工程设计前期与整体的过程中都与施工单位及其他各专业积极的协调合作,共同研制出经济、安全、合理、可行、便捷的设计方案,尽量少走弯路,避免重复设计,在加固实施过程中加强工程的监督和检查,并随时消除隐患,确保工程的顺利进行。
结束语
总之,建筑物在正常情况下亦会老化,在自然灾害的影响下,破坏程度更高,尤其在我国这样多地震的国家,因此,加强房屋等建筑物结构的稳固性显得格为重要。在对房屋建筑结构加固的过程中,掌握好相关的技术,做好房屋建筑结构的稳定性,从而保证房屋建筑的使用安全,促进我国建筑业的健康稳定发展。
参考文献
[1] 翟丽红,张晓民. 房屋建筑结构加固设计及施工技术应用研究[J]. 华章. 2011(04)
关键词: 房屋建筑结构加固目的原因技术应用
中图分类号:TU24 文献标识码: A
一.引言
随着我国城市化的进程不断加快。各地高楼大厦拔地而起,这给房屋建筑技术提出了新的要求,我国房屋建筑施工加固技术在最近几年来得到快速的发展。在房屋的质量安全控制中,房屋建筑施工结构加固技术起到了极其关键的作用。屋建筑关系到人们的日常生活,其质量的好坏影响到使用的安全性,因此房屋建筑结构加固设计与施工技术在建筑工程中就变得越来越为重要。为了提升建筑物的结构稳固性,减少人员伤亡与财产损失,必须对房屋的建筑结构进行加固设计及提高施工技术水平。
二. 房屋建筑结构加固的主要目的及原因
1、房屋建筑结构加固的主要目的
由于房屋建筑工程地质勘察不到位、设计达不到规范标准、施工过程中使用的主要原材料达不到设计要求、施工技术方案或施工过程不规范、使用不合理等主观原因或因地震、台风等外界自然因素的影响,导致房屋建筑倾斜、结构不稳定、墙体构件开裂,无法满足房屋结构的安全性、耐久性,严重影响正常使用。为了消除这类房屋建筑中的安全隐患,提高长期使用质量,在确信有加固价值的前提下,就应该对存在隐患的房屋建筑进行加固,其目的是提高房屋建筑结构构件的坚固程度,让其满足有关规范要求;提高房屋建筑结构构件的稳定程度,使其满足有关规范要件;提高房屋建筑结构的刚韧程度,使其满足相关规范所允许的变形程度和裂开缝隙宽度的要求;提高房屋建筑结构的耐久性,以便改善使用功能。
2、房屋建筑结构加固的原因
在很多情况之下,我们都要对房屋的建筑结构予以加固,建筑结构的加固具有不同的原因不同的特点,但是主要表现为以下几个方面:第一,房屋建筑的用途发生了改变;第二,房屋建筑出现了一些不合理设计;第三,房屋建筑的设计规范和设计要求逐渐的提高;第四,因为自然灾害的破坏,致使房屋建筑不得不将房屋的建筑结构予以加固。随着社会经济的不断发展,我国的房地产行业也得到了一定的开发,建筑工程项目的逐渐增多,致使我国城市用地面积逐渐的减少,为了推动我国节约型社会的发展,我们就要加大对人们要求的满足,把一些旧的建筑物重新进行评估,并将有利用价值的建筑物进行回收利用,可以通过新技术的运用将我国房屋建筑的原貌和房屋建筑的功用进行改变。
3. 房屋建筑结构加固技术有以下六大基本原则:
(1)合理考虑房屋建筑的材料性能。房屋建筑设计人员应根据房屋实际结构来选取建筑材料。像对混泥土进行加固时,就应当在原结构的混凝土强度基础上再提高一级来处理。通常在房屋结构缺少原材料时,按照实测材料的强度等级来取值,以使方案的初选材料和原结构设计相吻合。
(2)尽量利用力学体系的实体效应。房屋建筑结构加固虽然只是针对于一些危险构件,但是考虑其结构对房屋整体结构效应是必要的。
(3)先检测再加固原则。一般情况下,首先应对需要加固的房屋建筑结构或构件进行检查,对其进行可靠性的鉴定分析;全方位地了解现有结构材料的性能、结构与构造、结构体系、结构存在的缺陷、结构及构件受损程度、结构受力状况及持力水平等相关信息,为确定建筑结构的加固方案奠定前期基础性准备工作。
(4)尽量使用原材料与构件。虽然原有房屋建筑结构遭受了一定的破损,但在原有的基础上还是有一定的承受力。因此,在进行房屋建筑结构加固的过程中,应当尽量减少对房屋原有建筑结构的损坏,减轻对房屋原有建筑结构或构件因为拆除造成的二次损伤或破坏。
(5)房屋建筑结构加固技术达到抗震效能,以创造社会经济效益。我国地处板块交界处,地震的频发率也高。特别在不能准确预算出地震发生的时间情况下,加固房屋建筑结构来达到防震的效能,不仅是我国建筑技术上的重大突破,也能造福于人民。
(6)综合性考虑房屋建筑结构的加固因素、条件。房屋建筑结构要进行加固,其方案的设计与实施并不是唯一的渠道和方法。而是应当综合考虑到其进行加固的可行性,必要性和经济上能够承担的物质能力。在现有的经济、技术、施工水平上,合理加固房屋建筑的结构才是明智且实用之举。
三. 不同类型加固工程与加固方案的解析
一般来说,加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和改变结构传力途径加固法等,随着科学技术的不断进步,应用新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法,如,化学灌浆法、粘钢锚固法、碳纤维加固法应运而生,并开始广泛应用于各类加固工程中。具体哪个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快,省的特点,应根据需要加固的构件情况,综合确定加固方案。
1、以框架梁的加固为例。较为合理、经济、技术先进的加固方案当属粘钢锚固法和碳纤维加固法,前者以造价低,施工简单,占用空间小,加固效果好,明显优于加大截面法和预应力加固法,后果除材料费用高外,则各种优势尽显其中,重要表现在自重轻,材料自身几乎不增加重量;强度高,固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍;劳动强度小,一个作业面只需一至两人操作即可;施工工期短,熟练工人每人每天能完成近200㎡左右。但是,应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。
2、以框架柱的加固为例。较为常见的加固方法有外包钢加同法,即在混凝土柱四周外包型钢进行加固,这样既不增大混凝土截面尺寸,又大幅度地提高混凝土柱的承载力,具体方法又分干式作业法与湿式作业法两种形式;干式加固法是将型钢(一般是角钢)直接外包于需要加固的混凝土柱四周,型钢与混凝土之间无连接,由于与混凝土没有形成一个整体,所以不能确保结合面传递剪力。湿式加固法一是用浮胶水泥浆或环氧树脂化学灌浆等材料,将角钢粘贴在混凝土柱上,二是角钢与混凝土之间留一定间距,中间浇筑混凝土,达到外包钢材与混凝土相结合。两种作业方法相比较,干式作业法施工更为简单,价格低,施工时间短,但其承载力提高不如湿式作业法好。在方案选择时,应根据加固要求和原构件情况,合理挑选适当的方案进行加固。
四.房屋建筑结构加固技术应用
房屋建筑是一项具有一定严谨性的行业,随着时间的推移,房屋建筑行业得到多年的持续发展以及创新的更迭,其本身具有着独特的建筑魅力。随着我国技术科学的持续发展与创新,建筑行业经历了巨大的变化,即是一种具有多方位与多元化的综合发展。在房屋建筑的具体施工中存在着许多过去传统的工艺方法与手段,这些传下来的方法都是经过前人的长年研究得出来的,这就需要我们对这些传统的工艺方法以及手段进行持续的学习以及不断的创新,并且在对待此工艺技术发展必须秉着严谨的态度。然而,新型的材料、设备以及工艺的产生也相应的促进了新型方法的产生,将新方法与旧方法进行有机融合能够为房屋建筑结构的加固技术提供一个更广阔的平台。
【关键字】房屋建筑;结构;加固技术;研究
随着我国的经济建设的逐步发展,城市建设的速度以及规模得到了相应的提高,在这种大发展的背景下,人们对于自身所居住的建筑环境也提出了更高的要求,过去几十年里的房屋建筑由于设计比较落后,已经不能适应当下社会的进步以及发展的需求,但是这些传统的建筑还是具有其相应的使用功能,如果对过去的老建筑进行全部拆除的话,在很大程度上不仅扰乱了人民群众的生活,还牵涉到一定的利益,再加上我国是一个经济底子比较薄以及人口众多的发展中国家,这就更显得不切实际了。因此,我们要从经济性、地域性以及安全性等多方面因素进行综合的考虑,对当下的房屋在其结构上进行加固,这种方法不仅能够有效缓解我国住房供需矛盾,还能够有效的减少对土地的使用。
一、加固房屋建筑结构的原因
在进行加固房屋建筑结构的具体施工过程中运用在很多的状况之下,并且这些出现状况的建筑结构都有着自己不同的特点以及原因,经过相关总结得出两大类:第一类,因为房屋建筑的功能发生着改变、没有一个合理的房屋建筑设计、对设计房屋建筑的规范要求有了更高的要求以及外部环境的制约等都会使房屋建筑的结构不能满足当下房屋建筑结构的刚度、强度以及使用耐久度的需求。第二类,随着我国经济的持续发展,房地产开发商在进行不断开发房屋建筑,城市里能够使用的土地日趋紧张起来,我们应该秉着发展节约型的社会以及满足人们的需求的态度,对现有的房屋建筑进行重新的评价以及回收利用,利用新型技术来对房屋建筑的外貌以及功能进行改变。
二、房屋建筑结构的加固技术
房屋建筑是一项具有一定严谨性的行业,随着时间的推移,房屋建筑行业得到多年的持续发展以及创新的更迭,其本身具有着独特的建筑魅力。随着我国技术科学的持续发展与创新,建筑行业经历了巨大的变化,即是一种具有多方位与多元化的综合发展。在房屋建筑的具体施工中存在着许多过去传统的工艺方法与手段,这些传下来的方法都是经过前人的长年研究得出来的,这就需要我们对这些传统的工艺方法以及手段进行持续的学习以及不断的创新,并且在对待此工艺技术发展必须秉着严谨的态度。然而,新型的材料、设备以及工艺的产生也相应的促进了新型方法的产生,将新方法与旧方法进行有机融合能够为房屋建筑结构的加固技术提供一个更广阔的平台。
(一)碳纤维的加固技术
其主要是指通过对碳纤维以及结构胶进行运用对房屋建筑结构进行加固,在众多房屋建筑结构的加固技术中,这是其中一种相对比较合算经济的加固技术。其所使用的材料是一种具有特殊结构以及新型的材料。碳纤维加固技术的主要特点就是:具有非常高的强度、具有非常强的耐侵蚀性、使用寿命比较长、相对于其他几种房屋建筑结构的加固技术而言非常的轻巧,这也是一种具有非常高的实用性以及具有特殊性质的技术。这种加固技术具有显著的优点,例如、功能性比较强、方便快捷、占用的土地面积少以及不需要特别的管理监控。这种加固技术相对其他加固技术而言,被运用的比例相对比较高、比较广泛,主要是因为这种加固技术的造价非常低、使用寿命也比较长以及工艺制作简单,因此,也深受众多设计者的喜欢。目前我国能够生产碳纤维的企业非常多,并且资源比较丰富,这就能够为各个客户提供需要的资源。
(二)结构粘钢的加固技术
这种技术主要是指通过对胶黏剂的使用将钢板稳固的粘贴在房屋建筑结构的外部,以此来实现对房屋建筑结构进行加固的效果。这是一种比较先进的加固技术,能够有效发挥钢这一物质的特性与优点,并且这种技术的性能也比较优秀。结构粘钢技术所需要的空间限制比较小,并且当房屋建筑工程竣工以后,能够有效的维持房屋建筑的本来的面貌,对房屋建筑的外部环境以及外观的影响也比较小。这种加固技术具有一个非常显著的特性,那就是施工用时少、周期相对比较短。这种加固技术对于原材料的要求也比较低,工艺制作比较简单,并且运用此技术进行施工所需要的时间比较短,对外部生活、生产环境的影响非常小,当加固完成以后的房屋建筑几乎与之前房屋建筑的外观没有什么太大的出入。
(三)化学植筋加固技术
房屋建筑结构的化学植筋加固技术主要是指通过对具有非常高强度的化学粘合剂的运用,以此使螺杆与钢筋能够充分与混凝土产生紧固的握力,从而使房屋建筑通过这种加固技术能够达到之前预期的效果。这种加固技术的主要步骤为:首先进行的就是定位,然后根据所定的位来进行钻孔,当钻孔完成以后就对其进行清洁以及清理,其次把钢筋需要植入的部分进行有效的支撑,并且通过运用锚定胶来对其支撑角度以及方向进行控制,最后当植入的钢筋真正固化以后,就需要相关人员对其进行检验以及养护。
(四)注浆加固技术
房屋建筑结构的注浆加固技术是一种主要被广泛运用于建筑行业的技术。这种加固技术产生的年份比较久远,随着时代、经济、科学技术的不断发展,这种加固技术得到了不断的更新,设备也越来越完善。注浆加固技术主要的特点有:通过相对比较慢速以及相对比较低压的方式对建筑结构进行灌浆。这种加固技术能够对裂缝的细微部分进行灌浆;能够对注浆量进行有效的控制;能够根据裂缝的实际大小来灌浆,还能够有效的调节注浆的压力;能够对注浆过程进行实时监控、观察。注浆加固技术在一定程度上对房屋建筑工程加固以及防水的本来面目进行了改变,以此有效减免其中比较复杂的过程步骤。
(五)改变受力体系加固技术
房屋建筑结构的改变受力体系加固技术主要是一种在建筑物的构架中间进行一些支撑点、横梁以及托架的增设的技术,以此来对房屋建筑的受力进行改变,提高房屋建筑结构的承受力,从而实现对房屋原结构进行加固的效果。我们能够通过不同的分类元素而对其进行不同的分类,比如能够通过受力点的不同划分为弹性支点以及刚性支点这两种类型的形式,能够通过支撑点的受力情况的不同划分为预应力支撑与非预应力支撑这两种不同类型的形式。改变受力体系的加固技术不仅具有非常好的加固效果,还能够有效的对房屋建筑结构的承受力进行提高,但是在房屋建筑的外观上就有着很大的影响。
(六)增大加固技术以及增大截面加固技术
房屋建筑结构的增大加固技术主要是指当结构构件出现弯曲的时候,在其弯曲的上面或者下面重新加上一层混凝土,于此同时还要增加对应的钢筋,这是一种有效提高房屋建筑结构构件承载能力的技术。增大加固技术在整个工程中是一种比较常见的技术,并且具有非常显著的效果。
增大截面加固技术主要是指在房屋建筑结构的外部上增加一层混凝土,使其截面面积增大,以此来提高其承载能力。这种加固技术具有悠久的历史,是我国建筑行业里传统的方法之一,并且对技术的要求并不是那么高,运用起来也相对比较简单,因此,这种加固技术时常对各种混凝土结构的建筑进行加固,但是这种加固技术所需要的时间比较长以及操作这种加固技术的工作量也比较大。
参看文献:
[1]张启炳.房屋建筑施工中结构加固技术的应用[J].科教导刊,2011,(21):149,158.
[2]朱超前,岳从军.房屋建筑结构加固技术探析[J].中华民居,2012,(5):953-954.
[3]邵伟.建筑结构加固技术浅析[J].城市建设与商业网点,2009,(17):283-284.
关键词:混凝土结构;房屋建筑;加固施工
引言
对于建筑房屋实践中,对于且混凝土结构施工中运用加固施工技术,可以确保房屋建筑质量安全,同时良好的混凝土结构加固技术,也可以节约建筑施工中的资金投入,发挥积极影响。以下本篇对此做具体分析。
1、加固施工技术
在房屋建筑施工中,加固技术多种多样,主要包括加大截面加固法,粘结外包型钢加固的方法以及粘贴钢板和粘贴碳纤维布加固的方法,可以根据施工中的具体情况,采取有效的结构加固技术。同时,对于混凝土结构方面的加固方面,有制定出一些加固技术,主要包含托换技术、植筋技术、外包钢加固技术、裂缝修补技术、外部粘钢加固技术以及增设支点技术,通过这些技术,可以有效提升房屋建筑混凝土结构安全。
2、进行房屋建筑混凝土结构加固的意义
对于实际房屋建筑施工中,因为会受到施工人员、施工原材料、施工设备等多方面因素的影响制约,导致房屋建筑工程的质量无法保证,房屋建筑中容易发生裂缝、变形,严重威胁房屋住户安全[1]。在房屋建筑中,可以应用结构加固技术,对其混凝土结构进行加固,延长房屋建筑的使用寿命,增强房屋建筑耐久性,不仅可以有效保证房屋建筑工程质量,而且在一定程度上可以确保施工安全。
3、房屋混凝土结构施工中应用加固施工技术的具体措施
3.1托换技术
对于混凝土结构中,针对其托梁拆柱、托梁接柱以及托梁换柱施工方面,可以采取综合性强的托换加固技术,对其混凝土施工中国的相关结构进行加固,同时结合上部结构顶升复位与废弃构件拆除等方面的加固。该加固技术较为适用对现有建筑进行加固改造。首先应该做好加固施工前期的设计和准备工作后,进入正规的实施阶段,强化混凝土施工的维质量控制工作,提高工程加固施工安全。对于工程实施中也要有很多的注意点,要掌握技术要点和施工方法。并且,可以做好相关的安全措施,确保施工工程中在建人员的人身安全,还要要搭设周围环境防护设施。
3.2应用植筋加固
对于该项加固技术,可以对施工中的混凝土结构进行简捷有效的加固,采取植筋方式进行连接锚固,通过植入普通钢筋的形式,以及在混凝土结构中植入螺栓式锚筋的形式,对现有房屋建筑混凝土结构进行加固[2]。对于施工中,还应该严格控制混凝土的含水量,对于含水量偏高的土料应在料场进行翻晒,对于偏低的土料应该适当洒水湿润。优化混凝土配合比,改善施工材料,确保混凝土表面不出现裂缝;可以控制施工用水中的氯离子含量,并可以延长企业中钢筋混凝土构建的使用寿命。
3.3修补裂缝加固技术
在对于房屋建筑混凝土加固施工中,可以优化采取相应的加固技术,针对混凝土结构裂缝产生的起因以及其形状与大小,应用有效的封护方法进行裂缝修补。可以将钢筋混凝土柱填充在墙间,使结构开裂几率降低,提升其使用功能和耐久性。
3.4外包钢加固技术
房屋建筑混凝土施工中,可以采取外包钢进行加固,主要就是在混凝土构件的四角位置,能够利用角钢外包,并同时在角钢间采取缀板连接的方式,可以在原有构件以及型钢间,通过利用环氧树脂以及乳胶水泥的粘结作用,使加固施工中的新旧材料间可以协同工作,确保加固工作的整体性。对于房屋建筑混凝土施工中,可以采取干式的外包钢加固,用水泥砂浆来填补,从而可以实现单独受力,可以提高构件的承载力,从而增加混凝土结构的延性。
3.5外部的粘钢加固
对于实际加固中,可以采取外部粘钢加固法,就是利用粘贴剂,确保其在与加固设计相符的情况下,可以将钢板粘贴在混凝土的表面,以使其共同产生作用力加固建筑[3]。对于施工中,针对于房屋建筑混凝土的受拉构件以及受弯构件,在其需要补强加固中,采取外部粘钢加固技术,提升周围环境温度并将其控制在60℃之内,调整其相对湿度可以小于70%,并确保没有产生化学腐蚀,从而进行加固。
3.6增设支点加固技术
对于房屋建筑混凝土施工中,可以增设支点用于加固,主要通过增加房屋混凝土结构支撑点的方式,从而可以降低房屋内混凝土结构间的计算跨度,有效控制混凝土结构内力,提高其承载力[5]。同时,对于具体应用中,一种是可以主要通过混凝土支撑结构中的桁架以及受弯力作用,在此位置设置弹性支点,可以间接传递混凝土结构的荷载力。还有就是通过计算混凝土结构中的轴心受拉、轴心受压荷载力,从而设置刚性支点,有效确保压力可以直接传递到柱子以及房屋建筑的基础构件部分,起到房屋建筑加固作用。
结论
综上所述,对于房屋混凝土建筑中,运用加固施工技术,可以有效提升建筑混凝土结构稳定性,促进房屋建筑结构加固,提升混凝土结构施工质量,符合房屋建筑施工需求,值得在实际中推广该技术。(作者单位:廊坊诚达道桥有限公司)
参考文献:
[1]竺雅楠.房屋建筑混凝土结构工程的加固施工技术.城市建设理论研究(电子版),2014,(7).
[2]曹中州,谭国亮.房屋建筑混凝土结构工程加固施工技术.城市建设理论研究(电子版),2014,(26):121-121.