建筑工程中的整體加固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

肖杰

摘 要：建筑是人們生活的重要組成部分。在新的時(shí)代，建筑施工越來越受到人們的關(guān)注。對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性有許多新的要求。許多建筑在諸多因素的影響下，結(jié)構(gòu)性能發(fā)生了很大的變化，如果不及時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固很可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的探索對(duì)解決建筑結(jié)構(gòu)隱患是十分重要的。

關(guān)鍵詞：建筑工程；加固結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

1 前言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮，給建筑行業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我國的建筑工程項(xiàng)目具有規(guī)模大、資金投入多的特點(diǎn)，一旦建筑工程項(xiàng)目出現(xiàn)質(zhì)量問題，將給建筑企業(yè)帶來難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。近幾年來我國的“豆腐渣工程”屢見不鮮，在很大程度上打擊了消費(fèi)者的信心。為了提高建筑工程項(xiàng)目的整體水平，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工技術(shù)勢(shì)在必行。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的必要性分析

抗震能力不足、效用價(jià)值不高等問題是我國房屋建筑存在的普遍問題，全面拆除等措施不符合我國國情，因此，強(qiáng)化房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)具有一定的必要性。加固設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的有利于降低改建成本，提高房屋建筑工程質(zhì)量。使用時(shí)間是居民關(guān)注房屋建筑工程的重要話題，隨著地基沉降、不可抗力災(zāi)害等因素影響，房屋的使用壽命簡(jiǎn)短，加固設(shè)計(jì)和施工有利于延長房屋建筑物的使用時(shí)間。采用科學(xué)合理的房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)和施工技術(shù)有利于提高建筑的耐久性，為居民生活提供便利。地震這一自然災(zāi)害對(duì)房屋建筑的穩(wěn)定性起到消極影響，明確房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的必要性，采用先進(jìn)的施工技術(shù)，提高建筑物的抗震性，確保居民的生活生產(chǎn)安全。采取積極的措施應(yīng)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的不穩(wěn)定因素符合現(xiàn)代化的建設(shè)需求，在實(shí)際生活中，部分房屋建筑結(jié)構(gòu)因使用性質(zhì)變化出現(xiàn)屋頂加層、樓層周邊補(bǔ)平改造等現(xiàn)象，這將導(dǎo)致房屋的荷載增加，抗震效果降低。做好房屋建筑加固設(shè)計(jì)，抵御火災(zāi)、地震等災(zāi)害具有一定的必要性。為檢測(cè)房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，做好相關(guān)檢測(cè)和鑒定工作也具有必要性，在加固施工技術(shù)應(yīng)用前，由具有相關(guān)鑒定資質(zhì)的單位承擔(dān)，檢測(cè)房屋建筑結(jié)構(gòu)的鋼筋配比、混凝土碳化程度等實(shí)際情況，做出正確評(píng)價(jià)，并以此數(shù)據(jù)信息來展開后續(xù)的加固工作。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，房屋建筑結(jié)構(gòu)的改造、加固必須進(jìn)行設(shè)計(jì)，由設(shè)計(jì)單位承擔(dān)責(zé)任，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性符合標(biāo)準(zhǔn)。明確房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的必要性，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)施方案，確定施工單位，并做好交底討論工作，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)和質(zhì)量符合規(guī)定。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方法研究

3.1 直接加固法

直接加固法是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面（剝除粉刷層）清理干凈后直接進(jìn)行加固，加固直觀、明了，一般分以下六種加固方法：

3.1.1 加大截面加固法

加大截面加固法是將原結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸加大，所用材料與原結(jié)構(gòu)相同，這樣就可以保證后加固部分與原結(jié)構(gòu)可靠粘接，融為一體。斷面加大以后，構(gòu)件剛度顯著增大，承載力能力加大。本辦法適用于使用上有條件增大構(gòu)件截面的梁、板、柱、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

3.1.2 外包鋼（鋼筋、鋼筋網(wǎng)片）加固法

外包鋼加固法是采用型鋼對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行包裹以達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的，外包鋼形成穩(wěn)固的鋼構(gòu)套，此加固法按是否采用混凝土包裹可分為干式和濕式兩種。該方法適用于使用上允許增大構(gòu)件截面尺寸的情況，適合柱、梁、墻等構(gòu)件加固。

3.1.3 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固通過對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)先施加應(yīng)力間接達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固的一種方法，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力體所用材料均為抗拉、抗壓強(qiáng)度高的高強(qiáng)材料，該加固方法能夠糾正被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面應(yīng)力超前，有效減小原結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫寬度和撓度，顯著提高構(gòu)件承載力等優(yōu)點(diǎn)。適用于梁、柱、桿件等構(gòu)件，此加固方法對(duì)使用環(huán)境溫度高于60℃及原構(gòu)件所用混凝土收縮、徐變大的情況。

3.1.4 輔助結(jié)構(gòu)加固法

輔助結(jié)構(gòu)加固法是一種在原構(gòu)件外重新制作若干個(gè)簡(jiǎn)單或復(fù)雜的構(gòu)架來分擔(dān)原構(gòu)件荷載，形成一個(gè)與原構(gòu)件組合在一起的新的組合結(jié)構(gòu)達(dá)到兩者共同工作。輔助結(jié)構(gòu)加固法適合于較大的空間施工，二次構(gòu)件制做應(yīng)力求簡(jiǎn)單、自重較輕、對(duì)原構(gòu)件損傷小。適合于梁、柱、鋼架、支撐等，但必須對(duì)后加構(gòu)件做好安全防護(hù)、防腐、防火等工作。

3.1.5 外部粘鋼加固法

外粘鋼加固法是用膠合材料把加工好的鋼板按計(jì)算要求粘貼在原構(gòu)件混凝土表面上。該方法施工操作簡(jiǎn)單、靈活，是一種目前普遍采用的加固方法。適用于對(duì)構(gòu)件斷面要求增加不大的梁、板、墻等構(gòu)件。但當(dāng)使用環(huán)境溫度大于60℃、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、相對(duì)濕度大于70%的環(huán)境絕對(duì)不能采用。

3.1.6 碳纖維布加固法

是將碳纖維片材用膠合材料粘貼于混凝土構(gòu)件表面。碳纖維布僅承受拉應(yīng)力。碳纖維布布置方式：在進(jìn)行梁受彎加固時(shí)，碳纖維布應(yīng)布置在梁的支座頂面、底面受拉區(qū)；梁受剪加固時(shí)，碳纖維布應(yīng)采用U形箍加縱向壓條或封閉箍的方式粘貼；對(duì)柱進(jìn)行受剪承載力加固時(shí)應(yīng)將碳纖維布沿柱軸向環(huán)向螺旋纏繞粘貼并封閉。采用碳纖維片材加固前必須對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件卸載；原構(gòu)件混凝土的實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)低于1.5MPa；被加固構(gòu)件的使用環(huán)境及防火要求應(yīng)嚴(yán)格按照國家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范要求。

3.2 間接加固

間接加固法是通過在原構(gòu)件外加設(shè)構(gòu)件用以改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，改變?cè)Y(jié)構(gòu)的傳力途徑，從而間接的達(dá)到加固改造目的，一般常采用的方法有：

3.2.1 增設(shè)構(gòu)件法

增設(shè)構(gòu)件法顧名思義是在原結(jié)構(gòu)的構(gòu)件與構(gòu)件間增設(shè)一個(gè)新的構(gòu)件，新舊構(gòu)件共同工作。以分擔(dān)作用在原構(gòu)件上的荷載，該方法一般適用于單層工業(yè)廠房或排架結(jié)構(gòu)、廠區(qū)輸送裝置等。

3.2.2 增設(shè)支點(diǎn)法

增設(shè)支點(diǎn)法是在被加固結(jié)構(gòu)的梁、板、柱上新增設(shè)若干支點(diǎn)（支座），達(dá)到增加跨數(shù)，減小跨長，增大了梁柱的線剛度的目的，從而間接的提高了原構(gòu)件承載力。支點(diǎn)按是否變形分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)。剛性支點(diǎn)法支點(diǎn)的變形相對(duì)被加固梁的撓度而言非常小，可忽略不計(jì)。彈性支點(diǎn)是以受彎或桁架構(gòu)件來間接傳遞荷載，此時(shí)，支點(diǎn)的變形不能忽略。增設(shè)支點(diǎn)法適用于房屋凈空不受限制的大跨度梁、板或高度較高的柱的加固。

3.2.3 增加結(jié)構(gòu)整體性加固法

增加結(jié)構(gòu)整體性加固法是通過增設(shè)支撐使多個(gè)構(gòu)件形成空間整體，共同工作。從而大大降低構(gòu)件破壞的概率，因此在不需要加固原結(jié)構(gòu)當(dāng)中任何一個(gè)構(gòu)件的情況下達(dá)到了加固的目的。

3.2.4 改變剛度比值加固法

在房屋結(jié)構(gòu)中，改變構(gòu)件的剛度比值，調(diào)整原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，改善結(jié)構(gòu)受力狀況，也可以達(dá)到結(jié)構(gòu)加固的目的，該方法多用于提高結(jié)構(gòu)水平抗力。

4 結(jié)語

總而言之，在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)和施工的過程中，工作人員要結(jié)合實(shí)際的情況，做出較為理想化的設(shè)計(jì)內(nèi)容，在不破壞原有建筑外觀的同時(shí)，也要盡可能的將加固改造的經(jīng)濟(jì)成本考慮進(jìn)來，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性做出合理保證，延長房屋建筑的使用年限，這樣才能使民眾收獲更為愜意的生活。

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