建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及其施工技術(shù)運用研究

黃立才

摘 要：房屋建筑工程作為我國重要民生工程，是促進(jìn)社會發(fā)展及經(jīng)濟建設(shè)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性作為建筑質(zhì)量的重要組成部分，隨著房屋建筑使用年限的不斷增長，建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的具體應(yīng)用成為社會積極討論與有關(guān)學(xué)者研究的高發(fā)區(qū)域。據(jù)此，文章以建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及其施工技術(shù)運用研究為討論方向，首先對建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及施工技術(shù)中存在的問題進(jìn)行討論與分析后，提出建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及施工技術(shù)的運用原則，繼而論述建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);加固設(shè)計;施工技術(shù);運用分析

引 言：目前建筑加固設(shè)計規(guī)范中對非破壞性結(jié)構(gòu)加固設(shè)計和加固施工是目前我國建筑加固設(shè)計的基本準(zhǔn)則，側(cè)重于加固設(shè)計的理論和計算公式，對加固的設(shè)計必須做到既不會對建筑物的構(gòu)件造成損害。由此可以看出，加固工程中采用系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的加固方案進(jìn)行加固時，由于非破壞的結(jié)構(gòu)觀念，導(dǎo)致加固過程和結(jié)果的不完全性和不合理性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時一般所采用的計算模式都是以非破壞結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計和加工的，但由于不能對結(jié)構(gòu)的破壞進(jìn)行深層次的分析，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的剛度和內(nèi)部的計算，從而給以后的加固設(shè)計和加固施工帶來難度。據(jù)此，本文以建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及其施工技術(shù)的運用進(jìn)行討論，旨在為我國建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及施工技術(shù)規(guī)范提供理論指導(dǎo)與幫助。

混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固原則

1.1總體效應(yīng)

在制訂加固方案時，必須以加固目標(biāo)為核心，從全局角度出發(fā)，避免因局部構(gòu)件的強化而使結(jié)構(gòu)整體抗壓能力降低。根據(jù)施工現(xiàn)場的實際，綜合考慮和研究加固效果，采用科學(xué)合理的加固技術(shù)，制訂加固方案。

1.2 構(gòu)件加固

在對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時，應(yīng)針對某些結(jié)構(gòu)不能滿足其穩(wěn)定性的問題展開研究。同時結(jié)構(gòu)部件間的鉚接和連接的加固也要根據(jù)具體情況來確定，是否可行、有效地對整體的影響很大。另外，對某一特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強度和剛度分布情況的改變。因此，要從整體上考慮，從安全的角度，全面地分析結(jié)構(gòu)和構(gòu)件之間的關(guān)系。

1.3局部加固與整體加固

在結(jié)構(gòu)的受力系統(tǒng)中，由于重物的跌落，導(dǎo)致了某一區(qū)域的某一梁板的損壞，而在對某一單元進(jìn)行加固而不會對整個建筑物的受力產(chǎn)生影響時，可以進(jìn)行局部加固。另外，在加固方案設(shè)計中，對結(jié)構(gòu)的總體適應(yīng)性進(jìn)行了權(quán)衡。結(jié)構(gòu)局部或局部加固后的穩(wěn)定性并不意味著結(jié)構(gòu)的承載力安全、可靠，作業(yè)人員要對結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行全面的檢查，并與檢查結(jié)果相結(jié)合，以分析判斷結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是否需要加固，而不應(yīng)著重于局部或個別構(gòu)件。

2建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及施工技術(shù)概述

2.1直接加強

2.1.1加大截面

通過在受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，使其截面高度和截面面積增大，使其正截面抗彎能力、斜截面抗剪性能和截面剛度得到明顯改善，具體如圖1所示。由于混凝土彎曲構(gòu)件的正向截面配筋率偏低，因此增加主筋的面積可以有效地提高其抗彎承載能力。采用現(xiàn)澆混凝土圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在截面受拉區(qū)處增大構(gòu)件的截面面積，從而提高結(jié)構(gòu)承載能力。增加截面的施工方法比較簡便，具有很好的適應(yīng)性，可以直接兼顧梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)。增大截面是目前混凝土結(jié)構(gòu)加固改造中較為普遍的做法，其設(shè)計和施工較為成熟，但其施工周期較長，而且在進(jìn)行加固后會使建筑物的剩余空間變小。

2.1.2置換混凝土

置換混凝土的施工方法類似于增大斷面，但在不影響建筑的剩余空間的前提下，需要更多的時間。

2.1.3外包鋼加固

采用包型鋼板的方法對梁、柱進(jìn)行加固改造，主要有干外包和濕外包兩種。這種方法對構(gòu)件的承載力、剛度和延性有顯著的改善作用（如圖2）。在進(jìn)行加固時，采用外包鋼板加固，不會對構(gòu)件的截面尺寸和外觀產(chǎn)生很大的影響，而且對構(gòu)件的承載力有一定的改善作用。若采用靜力加固，則應(yīng)考慮其二次受力問題。采用外包鋼進(jìn)行強化改造時，應(yīng)采用低強度鋼，解決構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變問題。另外，該工藝中采用的混凝土具有收縮小、粘附性好、初期強度高等優(yōu)點，可以增強二次組合結(jié)構(gòu)在接合面上的粘接能力，保證新老配合。

2.1.4外膠纖維

采用粘接材料將纖維增強復(fù)合材料粘貼到受拉區(qū)，并與受加強部分的相互作用，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載力的目的。這種方法是比較常用的結(jié)構(gòu)形式，耐腐蝕，耐潮濕，質(zhì)量輕，使用壽命長，使用方便，適用范圍廣。

2.1.5粘鋼

將鋼板粘貼于腕部構(gòu)件外側(cè)承載能力不足的情況下，這種方法在施工時更能體現(xiàn)出更高的施工效率，同時又不會對原有結(jié)構(gòu)的外觀造成影響，且不會降低原有的凈余空間。其補強效果與粘接技術(shù)和作業(yè)水平有關(guān)。通常用于加強在室溫下的受彎承載力和受拉構(gòu)件。

2.1.6聚合物砂漿復(fù)合面層

聚合物砂漿復(fù)合層補強技術(shù)是一種新的施工工藝，它是一種新的施工工藝。高強度鋼絞線具有高強度、耐腐蝕、質(zhì)地柔軟、便于運輸和施工。高分子砂漿是一種防水的物質(zhì)，它避免有害氣體的釋放，不會對環(huán)境和人體產(chǎn)生任何的影響，符合我們國家的生態(tài)建設(shè)和生態(tài)建設(shè)。另外，它的特性與混凝土的結(jié)合良好，耐久性和比較客觀。但目前國內(nèi)尚處于研發(fā)階段，相關(guān)的原料還需要進(jìn)口。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點的加固和改建中，中心部位的橫向鋼筋網(wǎng)作為箍筋，承擔(dān)中心部位的剪切力，從而有效地限制中心部位的混凝土。這種加固技術(shù)既可以有效地減少節(jié)點的能量消耗，又可以有效地改善節(jié)點的抗剪承載能力。梁柱端采用鋼絲網(wǎng)，可有效地限制受壓混凝土和縱向受壓鋼筋，避免過早壓屈，從而使梁柱端得到較好的箍筋作用。

2.2間接加固

2.2.1預(yù)應(yīng)力加固

在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中，采用預(yù)應(yīng)力橫向拉桿，在預(yù)應(yīng)力和外加外力的作用下，在拉桿中產(chǎn)生軸向拉力，并將其偏心地傳遞給構(gòu)件，從而減小外力的影響，減輕和控制構(gòu)件的裂縫和變化，從而改善高斜段的剪切承載力，如圖3所示。在水平拉桿的作用下，結(jié)構(gòu)的截面應(yīng)力特性發(fā)生改變，從受彎向偏心受壓轉(zhuǎn)變。由此可以看到，受加固構(gòu)件的承載力差別是由受壓狀態(tài)下的構(gòu)件承載力所決定的。在鋼筋混凝土構(gòu)件中，使用預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U，可形成復(fù)合超靜定結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)由兩個部分組成，第一部分是加強部件，第二部分是下支撐。在外載荷和預(yù)應(yīng)力作用下，拉桿的軸向力通過與受力節(jié)點的連接部位傳遞到受力構(gòu)件，在一定程度上消除外荷載，并使其截面受力最優(yōu)化，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載力的目的。這種方法既能改善結(jié)構(gòu)的加固效果，又能有效地改善結(jié)構(gòu)的承載力。

2.2.2增加支撐加固

采用減小受彎梁計算跨距的方法，減小受加強構(gòu)件的受力影響，達(dá)到顯著提高結(jié)構(gòu)承載力的目的。這種方法的優(yōu)勢和劣勢都比較明顯，具有結(jié)構(gòu)比較簡單、安全可靠的特點，但也會影響到建筑的使用功能，減少使用空間。

結(jié)論：

綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)弄能下降的因素很多，無論是配筋不足以及混凝土強度不夠，都需要結(jié)合實際情況，以大局觀、整體安全性出發(fā)，對受損構(gòu)件進(jìn)行加固改造，以此完善建筑構(gòu)件存在的問題，保障了建筑穩(wěn)定性。

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