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关键词:房屋建筑震后全面造价 控制
房屋建筑震后加固工程从工程策划到竣工交付为止,都在不断产生开发的费用。因此,工程项目有必要实现全面造价管理,使得工程成本降到最低,同时实现利益的最大化。
1.全面造价管理的内涵
房屋建筑震后加固工程项目的造价管理是指为了使得加固工程的费用成本降到最低,在规定的时间内对规定的人力和资源进行约束,使得工程朝着既定的目标一次性工作。而全面造价控制是项目的策划、设计、施工和完工整个投资活动产生的所有费用的管理,采用的管理手段是科学的、技术性强的,并且符合市场经济行情和相关法律法规的,解决房屋建筑震后加固工程造价问题,并实现项目落成后的工程成本降到最低。目前我国的房屋建筑加固工程虽然已经取得一定的进步,但相对于其他工程项目来说,管理上仍显稚嫩。因为房屋建筑震后加固工程对项目的造价管理仍然停留于完工阶段简单的财务核算,而没有将项目策划、决策、设计、施工和完工等阶段的造价进行通盘考虑,造价的科学控制无法实现。因此,实现全面造价控制具有很大的必要性,通过全面造价控制,在工程的策划阶段、设计阶段、施工阶段和完工阶段植入成本管理,可以使得工程的造价成本降到最低。
2.工程造价管理常见的问题
2.1仅重视施工阶段的造价管理
施工管理阶段虽然是项目工程最重要的阶段,但是一个项目投资造价,不仅仅发生在施工的阶段,其中策划、设计和竣工等阶段都产生了一大部分的费用。但现在很多建筑工程单位并没有将施工之外的其他阶段进行综合考虑,导致经济资源无法实现优化配置,其投资效益也受到了影响。另外,施工管理只有建立在科学的策划基础上才能对造价进行科学控制,但由于诸多因素影响,造价控制全程控制难以实现。
2.2设计阶段造价管理不严
目前大部分建筑工程的设计单位对工程项目缺乏必要的技术经济分析,在设计中偏重于工程质量,而工程造价控制居于次要位置,以致设计方案从初步编辑设计到概算,总造价的控制都无以适从,导致工程进行后出现造价的错算、漏算,质量也大打折扣。
2.3施工阶段造价管理力度不够
设计方案并非一成不变,施工阶段除了要对该阶段的造价进行管理,还是根据实际情况对设计方案进行必要的变更。然而由于建筑工程的复杂性,设计方案在施工过程中产生相悖的问题没有及时处理,导致工程造价突破预算。
2.4完工阶段造价管理不力
工程完工并非意味工程的结束,恰恰相反的是,完工的决算是整个工程造价管理非常重要的环节。很多工程在完成决算的时候,普遍存在多算现象,受到发包方的牵制,甚至出现工程结算拖拉现象,影响到项目的使用和造价的确认。
3.如何进行全面造价控制
房屋建筑震后加固工程项目的最终造价是指项目在获得施工资格、规划设计、施工、竣工、交付等环节产生的一切费用。这些费用的管理部门并非仅仅审计部门和财务部门,而是由设计部、规划部、工程部、采购部等部门共同控制的总造价,因此,加固工程中的每个环节,各个部门都与造价控制关联一处,必须进行全面的造价管理。
3.1项目策划阶段的造价管理
3.1.1管理的意义
项目策划部门担任运筹帷幄的角色,其对策关乎项目的成败。因为正确的策划将是项目造价合理性的前提,策划是这很对项目的各项技术经济,对工程造价影响甚大,尤其是在确定项目标准水平和土地投资方面,对项目造价的影响是直接的。也就是说,在项目的策划阶段,项目的经济决策等对项目投资过程中的费用支出和项目落成后产生的经济效益起到决定性的作用,是房屋建筑震后加固工程造价控制非常重要的一个阶段。
3.1.2管理的方法
通过相关资料的收集,对工程设备、人员配置、日常支出以及各类可能发生的问题进行预测,并对数据的汇总,作为策划前的准备材料;根据工程具体的加固要求,对项目的规模和建筑标准合理确定,做好可行性研究,并提出报告,关于可行性研究报告一定要有较强的说服力,以便立项的顺利进行;进行全面、细致的投资估算,因为项目要考虑实际的可行性,并对项目开展过程中可能出现的各类问题进行事前预测,以市场行情作为参考指标,使得项目符合实际,保证项目的效益分析和投资估算科学进行,从而使得投资估算在全面造价控制上起到实际作用。
3.2设计阶段的造价管理
3.2.1管理的意义
项目的设计建立在科学策划的基础上,它将对作为房屋建筑震后加固工程项目成本的开始,是项目的灵魂所在。其水平高低,不仅关系影响到施工阶段的投资,而且影响到项目落成后即将产生的经济效益。
3.2.2管理的方法
设计根据实际情况对项目进行技术经济分析,在分析中应用价值工程的方法,并采用成本分析法,在满足工程效益架构和使用功能的前提下,依据分析出来的经济指标确定设计方案;在保证设计方案功能需求的前提下,对方案进行减肥,即对初步设计以及初步设计估算进行控制。这种方法是在尊重科学和事实的基础上,对投资额的分配进行控制,对设计方案中不合理的预算进行变更,合理节约投资,控制造价。而建筑工程中之所以采用招标制度,是因为鉴于工程施工单位设计水平良莠不齐,通过招标,可以刺激单位提高各自的设计水平,促进良好的行业竞争。因此,项目的设计一定要与招标的方法相结合,引导竞标单位对设计方法进行精益求精,最大限度降低工程造价,从而保证项目投资的产生的效益。最后施工之前,为了对方案纰漏或者错误之处进行补充和纠正,我们要对设计方案进行审核,以提高设计的质量,减少施工的资源浪费。
3.3施工阶段的造价管理
3.3.1管理的意义
资金投入最多的阶段就是施工阶段,这个阶段也将是造价管理最困难的阶段,因此,加强施工造价的控制,将是降低工程成本的重要方法。
3.3.2管理的方法
首先是分工明确,通过制度的约束和规定,落实责任到位,建立健全的投资控制体系;其次是对项目进度款项的审核,避免投资的失控。其次采用先进的技术先进的技术无疑对项目的管理有着事半功倍的作用,譬如采用质优的材料、新颖的工艺、科学的技术手段,在投资上有效控制,降低工程造价。
3.4完工阶段的造价管理
项目造价控制的最后阶段就是完工的阶段,我们将根据合同、招标书、计划书等规定,对工程产生的一切款项进行认真审核,并将审核的结果与工程验收的对照,确定项目是否实际造价与预算的是否相符合,对超标的费用进行核查,最终完成全面造价的管理。
4.结束语
我国很多建筑工程单位往往只对经济效益产生的高额回报感兴趣,而忽略了项目建筑的风险,导致工程造价控制混乱。鉴于全面造价控制方法的科学性,笔者根据目前房屋建筑震后加固工程的造价控制问题进行分析和探讨,指出全面造价控制的重要性,并结合本人的实际工作经历和相关案例的学习,提出解决问题的相应措施,以求最大降低房屋建筑震后加固工程的成本,实现项目最大化的经济效益。
参考文献
[1]李荣鑫,李颖,张彦南.房屋建筑震后加固工程的造价控制[J].重庆建筑,2009年01期
[2]李艳萍.从汶川大地震看新农村住宅建设[J].安徽农业科学,2008年06期
[3]罗慧芳.建筑工程改造的结构加固方法及其造价控制[J].广东土木与建筑,2008年04期
【关键词】地铁车站深基坑;古建筑;控制标准;基坑支护;有限元分析;文物保护
1、工程简介
五路口站是西安地铁一号线与四号线的换乘站,一、四号线车站呈“T”字岛岛换乘。四号线车站位于解放路与东五路十字南侧,呈南北走向布置在解放路下方,一号线为地下两层岛式站台车站,四号线为地下三层岛式站台车站,目前一号线车站主体已开通运营。
西京招待所位于西安城内解放路与西四路交叉处西北角,建于20世纪30年代,现为国家重点文物保护单位。该建筑平面呈“L”型布置,总建筑面积约8320m2,为地上两层砖木结构房屋,基础形式为墙下条形基础。西京招待所现状照片如图1-1所示。
图1-1西京招待所现状照片
西京招待所位于五路口车站基坑西侧,距离五路口站主体基坑约12m,与车站基坑伴行距离约24m西京招待所与五路口站主体结构相对位置见图1-2。
图1-2 西京招待所与车站基坑位置关系断面图
2、西京招待所房屋基础沉降控制标准
参考西安地铁一号线穿越朝阳门的沉降控制标准的实际累计沉降和《建筑地基基础设计规范》中局部倾斜控制量提高1倍安全系数,提出控制标准如下表2-1。
表2-1 沉降控制标准
最大沉降值(mm) 最大沉降预警值(mm) 最大沉降报警值(mm) 最大隆起值(mm) 局部倾斜
西京招待所房屋基础 15 12 10.5 5 0.001
3、五路口车站深基坑支护方案拟定
由于该文物位于车站主体基坑开挖及降水主影响区域,结合本站水文地质概况,并借鉴西安地铁已建类似工程经验,车站深基坑拟采取以下支护及降水方案。
1)为了有效减少基坑开挖引起的地面沉降,本工程拟采用刚度较大的钻孔灌注桩+内支撑方案。钻孔桩直径1.2m间距1.5m,插入深度9m。基坑标准段竖向设置4道支撑,其中第一道采用钢筋混凝土支撑。二~四道采用壁厚16mm的钢管内支撑。
2)车站位于解放路上,由于交通疏解要求,本站采用半幅盖挖顺筑法施工,为有效约束基坑侧壁变形及位移,车站基坑中间设置直径1.5m间距6m混凝土临时立柱桩。
3)由于车站基坑距离西京招待所这座国家重点文物保护单位水平距离仅12m,常水位约地下9m。为避免施工降水对西京招待所产生不利影响,施工降水采用坑外旋喷桩帷幕止水,坑内降水的方案。支护结构方案见图3-1。
图3-1 五路口站围护结构断面图
4、 基坑开挖对文物影响的数值模拟分析结果及结论
1) 深基坑开挖数值模拟分析
基坑的开挖过程是土体的移去和支护(围护结构+内支撑)的修筑过程,故在数值模拟中采用单元的钝化和激活单元的方法来模拟土体的开挖与支护的修筑过程,即开挖土体是在模型中钝化相应部分的单元,而地下连续墙及支撑为相应需要激活的单元。
本站基坑深23.15m,宽 22.9m,竖向分为4步开挖,每步开挖后依次架设一道支撑,4步开挖,即4道支撑,φ1200mm@1500mm钻孔桩,嵌入地层9m。据调查,西京招待所基础形式为浅基础,建立建筑物-基坑-地层三者相互作用的三维数值模型,研究基坑开挖对房屋的影响情况。建好后的房屋-基坑-地层模型,模型长240m,宽180m,高40m。如图4-1所示。
图4-1 模型三维图及监测点分布
2) 深基坑开挖过程数值计算
本车站基坑深23 m,竖向分4层开挖,架设一道支撑后,随即挖土至下一道支撑相应的标高,整个模拟过程有4个分析工况如图4-2所示。
工况一 工况二
工况三 工况四
图4-2 计算分析工况
3)各工况地表沉降计算结果
工况一 工况二
工况三 工况四
图4-3 基坑开挖地表及地层沉降分布图
通过模型计算结果可以看出:图4-3给出了西京招待所基础所在位置地表沉曲线图,可以看出基坑开挖使得连续墙外形成沉降槽。数值模拟中,连续墙和土体之间无相对位移,可协调变形,所以在邻近基坑的地面处,连续墙和土体的这种抑制土体的沉降变形,使得地面沉降量最大点位置本该出现在基坑最近的地处,却又出现向背离基坑方向移动,这和大多数文献模拟出的地面沉降变形相似。通过提取数据,最大值沉降在房屋基础东南角处,距离基坑边15m,最大值为9.8mm,房屋基础最大差异沉降为0.2%,满足本文制定的安全控制标准。
5、文物保护措施及应急预案
1)文物保护措施
地铁车站深基坑施工对西京招待所的影响主要是深基坑开挖期间的地面沉降引起建筑物基础不均匀沉降。针对地面沉降控制需要从基坑支护结构选型、基坑降水方式、基坑施工工法选择和施工技术方面采取措施。
(1)围护结构采用φ1200mm@1500mm+内支撑支护形式,第一道支撑采用钢筋混凝土支撑,可较大加强基坑围护结构自身强度和稳定性。
(2)为避免施工降水造成地面沉降过大,本站基坑采用旋喷桩止水+坑内降水的设计思路,要求施工现场严格控制旋喷桩施工质量,保证施工期间基坑外侧水位的稳定,并做好水位监测。
(3)基坑采用半铺盖施工,铺盖系统选用式军用梁结构,可有效约束围护结构侧墙位移,从而减小基坑周边地表沉降,提高基坑围护结构自身刚度和稳定性。
2)西京招待所保护应急预案
参考西安地铁一、二号线施工经验,在施作加固方案时加固过程本身就会对加固对象产生影响。为避免房屋由于先期预埋注浆管时就对房屋本身产生不利的影响,按照计算和工程经验,可以不对西京招待所房屋进行先期加固。但是为了保证万无一失,本次保护方案根据施工监测情况,若发现房屋基础发生不均匀沉降超过警戒值,应立即停止基坑开挖,施做袖阀管注浆加固。
(1)西京招待所地基加固方案
根据现有加固设计方案计算结果,采用化学注浆法加固设计方案通过增大地层变形模量减少了沉降量,提高了深基坑影响深范围地层抵抗不均匀变形的能力,是有效的加固方案。
(2)西京招待所地基加固范围
在房屋基础四周打设两排袖阀管注浆,间距1.0m×1.0m,梅花形布置,加固范围为地面以下3~10m,根据监测情况,跟踪注浆。注浆可采用水泥-水玻璃双液,以便能调节浆液凝固时间。注浆过程中应注意控制注浆压力,防止注浆压力过大,造成对房屋基础的破坏。
6、结语
由于大量地铁车站深基坑位于闹市区,距离周边建筑物较近。深基坑工程设计和施工给工程师带来了越来越严峻的挑战,尤其是地铁车站深基坑邻近国家重点文物保护单位时需更加谨慎对待,稍有不慎就可能对古建筑造成无法弥补的损害,因此合理地预估基坑开挖引起地面沉降对周边建筑物的影响程度是工程师做深基坑设计方案时面临的重要工作。本文通过制定古建筑沉降控制标准和数值分析评估了地铁车站深基坑施工期间邻近文物单位古建筑的安全在制定标准范围内,并提出了针对该文物的应急保护方案,为今后类似工程提供参考。
参考文献
[1] 《地铁设计规范》(GB50157-2013)。
[2] 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)。
[3] 《城市轨道交通工程监测技术规范》(GB50911-2013)。
[4] 《基坑工程手册》刘建航 侯学渊 中国建筑物工业出版社。
[5] 《西安地铁一号线穿越西安城墙朝阳门、玉祥门文物保护方案》 2009年12月。
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:基础隔震;隔震加固;时程分析
Isolation Retrofitting Design of Multistory Frame Building
Zhuo hong-bo,Qu jun-tong,Wu Shao-bo
(School of Urban Construction and Management, Yunnan University, Yunnan Kunming , 650009)
Abstract:This paper introduced a reinforcement and reconstruction design of a frame structure in Yunnan province. In this project, Etabs 9.0 was used for the time-history analyses of the 3D structure model. Comparing the non isolated structure and the isolated structure, the earthquake response of were analysed. The results show that, the seismic isolation technology can effectively improve the seismic performance of structures. The old buildings in the area where the?seismic fortification intensity was changed can satisfy the seismic fortification goal at the present stage by using the base isolation?retrofitting. And Isolation retrofitting of buildings is safety and economy.
Keywords: base isolation retrofitting, Isolation reinforcement, time-history analyses
引言
自上世纪50年代李善邦主持编制了我国第一代地震烈度区划图以来,我国的地震设防烈度区划图分别经历了1977、1992、2001、2010共五次修改。为适应抗震设防的发展要求,某一地区的抗震设防烈度会有相应的变化。如2008年汶川地震后,汶川地区的抗震设防烈度由原来的7度提高为8度。地震设防烈度的变化,导致大量老旧房屋的抗震设防标准不能满足现行规范的要求。因此,此类建筑亟需进行抗震加固,以满足正常使用的要求。
对于抗震构造不能满足现行规范要求的建筑,若采用传统加固方法,提高结构的整体刚度和承载力,成本高,工程量比较大,还会影响建筑的正常使用功能。
隔震加固技术是建筑物抗震加固改造中的一种新技术,国内外已经有许多应用。采用基础隔震技术对建筑结构进行加固改造,是在建筑物基础部分增设隔震层,延长结构的自振周期,减轻地震荷载作用对上部结构的影响,显著提高结构的抗震承载能力[5]。本文研究了昆明地区一幢8层框架结构采用基础隔震技术进行抗震加固改造设计方案,结果表明,采用基础隔震加固方案,能够充分利用原结构的抗震承载力,减少抗震加固改造工程的工程量,并且加固过程中不影响上部结构的正常使用。
1.工程概况
本工程位于位于云南省昆明市,建筑面积约6800m2。该办公楼为钢筋混凝土框架结构,地上8层,局部九层,总高度34.2m。该建筑由三部分组成,中间部分3跨9层主楼,两侧各有6跨8层辅楼,主楼与辅楼之间设有从基础断开的防震缝。办公楼实景如图1所示。
图1 某办公楼实景
该建筑建造于1989年11月份,原设计采用TJ74抗震设计规范,进行7度设防,设计基本地震加速度峰值为0.1g。现阶段昆明地区抗震设防烈度8度,设计基本地震加速度峰值为0.2g。该建筑所处地区为二类场地,设计地震分组第三组,场地特征周期0.45s。因此该建筑的实际抗震设防设计标准已经较现行规范要求有较大的差距,需要进行抗震加固改造才能继续使用,经综合考虑,采用基础隔震技术对该工程进行抗震加固改造。
2.抗震加固改造设计方案
原建筑采用柱下条形基础,基础埋深为3.0m,设有地基梁,无地下室。综合考虑不影响上部办公楼的正常使用,将隔震层设置在房屋地基梁与基础之间,即采用基础隔震加固。
为保证隔震层具有足够的刚度,文献[1]规定,隔震支座的相关部位应采用现浇混凝土梁板结构,现浇板厚度不应小于160mm。本工程在原结构±0.000处,即地基梁处通过植筋,浇筑160mm厚混凝土现浇板,以提高隔震层整体刚度。原结构主楼与辅楼之间设有两条抗震缝,抗震缝自基础断开。为保证隔震结构的整体性,在1/6~7轴、1/10~11轴间,采用植筋的方式,自基础底部,在每层各个对应构件之间增设框架梁、现浇板,使整个结构连成一个整体。
文献[1]规定,隔震支座应设置在受力较大的位置,间距不宜过大,隔震支座的规格、数量和分布应根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼比的要求通过计算确定。
本工程采用LRB600、LNR600两种型号橡胶隔振支座。隔震支座性能参数见表1。
在布置隔震支座时,保证橡胶隔震支座在重力荷载代表值的竖向压应力不应超过12MPa,并且罕遇地震作用下,隔震支座不宜出现拉应力,当少数隔震支座出现拉应力时,其拉应力不应大于1.0MPa[1][2]。通过两种隔震支座的布置,使得隔震层刚心与结构质心相重合。本工程隔震支座平面布置方案如图2所示。
3.抗震性能分析
3.1计算模型
本工程使用大型有限元软件ETABS9.0建立隔震与非隔震结构模型,并进行计算与分析,隔震结构模型见图3。ETABS9.0软件具有方便灵活的建模功能和强大的线性和非线性动力分析功能,橡胶隔震支座采用Rubber Isolator非线性单元模拟。
图3 隔震结构模型
3.2地震波选取
根据文献[1]的规定:采用时程分析法时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程,其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3,多组时程的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。
本工程选取了实际2条强震记录El cenrto波,Taft波和1条人工波。小震水平地震波加速度幅值调至0.07g,中震水平地震波加速度幅值调至0.2g,中震水平地震波加速度幅值调至0.4g[1]。
计算结果表明,每条时程曲线计算的结构底部剪力不小于振型分解反应谱计算结果的65%,多条时程计算的结构底部剪力的平均值不小于振型分解反应谱法计算结果的80%,满足规范要求。
3.3隔震效果分析
3.3.1结构基本动力特性
隔震模型中,一阶振型以隔震层沿X方向平动为主,周期由1.080s延长至2.217s;二阶振型以隔震层沿Y方向平动为主,周期由1.035s延长至2.160s;三阶振型以隔震层沿Z轴扭转为主。
3.3.2多遇地震分析
图3中为隔震前后,结构在多遇地震下的最大层间剪力对比。由表中可见,在采用基础隔震加固之后,该结构在多遇地震下,最大层间剪力减小至原结构的40%以下,见表2。
表2 隔震加固前后楼层剪力对比
3.3.3罕遇地震分析
罕遇地震下,隔震支座的最大水平位移应小于0.55倍橡胶外径和3倍橡胶总厚度[1]。本工程中所采用的橡胶隔震支座LRB600、LNR600的橡胶外径为600mm,内部橡胶总厚度为110mm。由表2知隔震支座罕遇地震下最大水平位移为155mm,小于水平位移的限值330mm。
表3 罕遇地震下各个支座最大水平位移
4.结语
本文在相关加固改造研究成果的基础上,介绍了某老建筑的隔震加固改造设计,采用基础隔震加固方案。通过计算分析,可以得到以下结论:
(1)采用基础隔震加固改造设计方案,加固施工工期较短,对原结构的正常使用影响较小,具有明显的经济效益和社会效益。
(2)采用基础隔震加固改造设计方案,可以有效减轻上部结构的地震作用,原结构不需处理或者仅作简单处理,就可以满足抗震设防烈度提高一度的要求,达到抗震加固的目的。对于类似抗震设防要求不能满足现行规范的老旧建筑的加固改造工程,具有一定借鉴意义。
参考文献
[1] GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010
[2] GB50223-2008.建筑抗震设防分类标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2008
[3] 潘鹏、曹海韵、齐玉军、潘振华、叶列平、赵世春、徐亚军.底部薄弱层结构的柱顶隔震加固改造设计[J].工程抗震与加固改造,2009.12
[4] 操礼林、李爱群、郭彤、卫龙武、刘康安.中小学砌体结构校舍的隔震加固技术研究[J].防灾减灾工程学报,2011.6
[5] 魏陆顺、刘文光、周福霖、林佳.一座空旷砖混厂房结构的隔震加固[J].世界地震工程,2003.9
[6] 董军、宋玮、练剑锋、施铁军.震损抵抗房屋层间加固设计及性能分析[J].工程抗震与加固改造,2011.8
[7] 常红星、李雨阁、张新中.既有建筑物的基础隔震加固技术[J].甘肃科技,2007.8
[8] 朱雅红、冯小军、寇卫东.隔震加固技术在框架结构加固工程中的应用[J].工程抗震与加固改造,2012.4
【关键词】房屋建筑施工;结构加固技术;问题研究;应用探讨
中图分类号:TU8 文献标识码:A 文章编号:
0前言
随着我国社会经济的进步,人民生活水平的不断提高,我国建筑行业发展速度越来越快,尤其是近几年来随着我国房地产事业的兴起,我国建筑行业在迅猛发展。但是在发展的过程中也逐步暴露出许多的问题,从而影响了建筑物的建筑质量。在我国建筑行业中一般比较重视建筑的施工质量,而对于建筑的加固维修的重视度则不够,最终也会影响建筑的质量。我国当前大部分的建筑投资都是用于新建筑物的建设上,对于旧建筑物的加固维修费用的投资则比较少。如果不能够及时改善这一情况,必定会影响到我国建筑行业的正常发展。房屋建筑加固技术是一项比较复杂的技术项目,它涉及多方面的知识。所以在进行建筑房屋的加固时应该提高相关施工人员的技术水平,保证加固技术的质量,真正起到加固的效用。本文通过对当前我国房屋建筑加固技术的探讨,找到加固的最佳方法,从而提高我国房屋建筑的质量,促进我国建筑行业更好的发展。
1我国房屋建筑结构加固的重要性
在我国房屋建筑中,一般人员都会比较重视对房屋建设质量,但是对于房屋的维修加固技术重视度则比较弱。但是在实际的生活中,建筑加固工程非常重要,它会直接影响到建筑的使用寿命。通过对建筑房屋的加固能够保证建筑物的质量,提高它的安全性,从而保证人民的生命财产安全。尤其是近几年来,随着我国建筑行业的发展,建筑事故也频频发生。在这些建筑事故中一些是建筑质量问题造成的,另一些则是建筑老化,但是建筑加固维修的力度不够,最终导致的建筑问题。除此之外,在我国一些沿海、沿山的地区建造的房屋容易受到台风、滑坡、泥石流等自然灾害的侵害,通过加固房屋能够保证建筑物的质量,从而提高建筑物的抗自然灾害的能力。所以说建筑房屋结构的加固有着非常重要的作用,它能够提高我国房屋的整体质量,促进我国社会经济的正常发展,能够提高人民的生活水平,保证人民是生命财产安全。
2建筑结构加固技术的应用
2.1做好加固维修的准备
在进行房屋建筑结构的加固时,需要做好相应的准备工作,这样才能够保证建筑的质量,从而更好的促进我国建筑业的发展。首先在进行加固时要对建筑物进行严格的测量分析,找到整个建筑物存在的质量问题,以及这些问题之间的联系性。同时还要对施工人员进行相应的分析,找到施工中可能会存在的缺点和问题,从而制定比较严格的施工方案,提高施工的质量,保证施工人员的安全。在制定好相关的方案后还应该对其方案进行进一步的探讨和研究,提高方案的可实施性。在施工的过程中要尽量减少材料的浪费,有必要时可以引进先进的技术设备,提高材料的利用率,保证建筑质量。除此之外,还应该对相应的机械设备进行维修和检查,保证设备的正常运行。加大对施工人员的培训,提高他们的责任意识,能够保证施工的质量。还应该将施工材料准备好,这样能够保证施工的正常进行。
2.2加固维修的方法
2.2.1预应力加固。所谓的预应力加固方法就是在语音功力和新增的外部荷载的共同作用下,使得拉杆的轴向拉力通过杆端偏移到相应的构件上,从而能够加固混凝土受弯构件。在这样的受力中,一部分的压力传给构件底面,从而使得构件产生偏心受压作用,减少了部分外荷载产生的弯矩,相应的也就提高了构件的抗弯强度。在这样的加固维修方法中还可以缓解构建的裂缝问题,同时也能够提高斜截面的承载力,最终起到良好的加固效果。
2,2.2截面扩大加固。在进行截面扩大加固的方法中,它的操作比较简单,而且适应性也比较强,能够实现加固的效果。在施工时可以在钢筋混凝土受弯构件的受压区域加灌混凝土浇筑层,这样能够增加截面的高度,同时也能够扩大截面的面积,从而提高构建的抗弯理,正真起到加固的作用。如果在原构件正面配筋率不高的情况下,可以增大主筋的面积,这样也能够提高原有构件的承载力,提高建筑物的质量,起到维修加固的作用。这种加固方法的适用性比较广,它可以应用在柱、墙、梁、板等构造物的混凝土的加固中。所以说截面扩大加固能够更好的操做,同时也能够保证建筑加固维修的质量,起到加固的效果。
2.3做好加固的设计
房屋建筑加固维修需要制定相应的方案。按照国家的有关规定,承建房屋维修加固的单位应该对该建筑物进行全面的检测,在施工的过程中其责任全部由施工单位负责,所以在进行加固设计时,相关单位要格外的重视,减少设计失误,从而提高建筑维修加固的质量。而且在进行建设时,设计单位还应该与建设单位进行良好的沟通,帮助建设单位全面了解加固设计方案,必要时进行相应的探讨,进而促进加固施工的质量的提高。所以在进行房屋修筑加工时应该做好加固设计,保证建筑的质量,起到加固的作用。
2.4要保证建筑抗震效果
建筑物的质量问题会严重影响到建筑的抗震效果,所以在对建筑物进行加固修复时应该保证建筑的抗震效果,提高建筑物的抗震能力。我国是一个地震多发的国家。近几年来我国的地震更是频频发生,所以在进行房屋加固的施工中,设计人员应该充分考虑到建筑的抗震问题,提高建筑质量的同时,也要保证建筑的抗震能力。我国当今许多的老房屋的建筑设计要求一般抗震能力都比较差,在遇到较大的地震时容易导致安全问题的出现,所以建筑施工人员在对老建筑物进行修复时要尽量提高建筑物的抗震能力,发生地震时能够减少损失,保证人民的生命安全。所以说保证建筑的抗震效果符合我国社会经济发展的需要,符合人民生活和生命财产安全的需要。
3结构加固技术遵循的原则
3.1先检测后加固
在进行房屋加固的建设中,应该对房屋质量进行相应的检测。所以在尽心加固时应该遵循选检测后加固的原则。一般情况下可以先对加固的房屋结构以及构件进行检测,找到房屋中存在的问题,然后根据这些问题对建筑进行加固。同时在检测时还应该全面的了解建筑的构成材料,了解建筑的结构以及奇特的结构体系,找到建筑结构损害较严重的地方,在施工时要循序渐进,针对性的设计出相应的施工方案,最终提高建筑加固的质量,提高建筑物的质量,延长建筑物使用寿命。
3.2保证建筑材料一致性
房屋建筑加固时还应该保证建筑材料的一致性,尽量应用原有的材料和构件。在原来的建筑结构中,一些建筑构件虽然有一定的破损,但是它仍然还是有一定的承载力,还能够起到一定的效果。如果改变原有的材料或者构件,可能就会降低建筑物的承载力,最终会影响到建筑的正常使用,不能够达到加固修复飞良好效果。所以在进行建筑物修复时,施工单位以及施工人员要尽量保持施工材料与原有建筑材料的一致性,尽量减少加固过程中对原有材料的破坏。从而提高建筑物的修复加固质量,提高建筑物的承载力,真正起到加固的效果。除此之外,在进行房屋建筑的加固过程中还应该重视对周边环境的影响,在设计时既要保证方案的可实施性,又要保证建筑环境的一致性,减少因加固对建筑物周边使用环境以及相邻建筑物的影响,提高施工质量,保证施工安全。
4总结
我国当前的房屋建筑修筑中还存在着许多的问题,通过上述对建筑房屋加固修复技术的相应探讨,能够提高我们对方房屋加固工作的认识,树立正确的建筑工程施工态度,提高对建筑加固工程的重视程度。同时在进行建筑加固修复的过程中,相关人员还应该提高自身的技术水平,保证施工的质量,提高加固房屋的质量水平,进而刚好的实现加固的目的,保证人民的生命财产安全。
参考文献
[1]于德生.既有建筑物结构加固改造方法浅析[J].陕西建筑.2010,(23) :99-100