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      老舊建筑結(jié)構(gòu)加固改造的設(shè)計(jì)方法

      2023-01-08 17:44:46劉立培
      四川建材 2022年9期
      關(guān)鍵詞:抗震施工單位承載力

      劉立培

      (中科華創(chuàng)國(guó)際工程設(shè)計(jì)顧問集團(tuán)有限公司,四川 成都 610000)

      0 前 言

      現(xiàn)代化城市建設(shè)背景下,盡管部分老舊建筑在使用壽命上并沒有達(dá)到報(bào)廢期限,可其本身所具備的可靠性與穩(wěn)定性,乃至建筑功能都不再符合新時(shí)代國(guó)民的生活需求,與新型建筑相比,老舊建筑在配套措施上相對(duì)欠缺,且所具備的抗震承載力無法達(dá)到當(dāng)前社會(huì)標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)違章搭建的管控力度不足,對(duì)人民的生活也會(huì)產(chǎn)生較為不利的影響。為了避免類似的情況發(fā)生,施工單位在開展老舊建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)加固改造的重視程度,依照實(shí)際情況制定較為完善的設(shè)計(jì)方案,這樣不但能夠有效提高工程的經(jīng)濟(jì)效益,而且對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代化建筑發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用。

      1 老舊建筑物加固改造設(shè)計(jì)概念

      現(xiàn)如今,隨著我國(guó)社會(huì)的高速發(fā)展,現(xiàn)代化建設(shè)不斷推進(jìn),越來越多的建筑物正面臨著待維護(hù)與加固的問題。為了避免在加固過程中建筑本身的性能受到不利影響,且確保社會(huì)價(jià)值不會(huì)受到破壞,施工單位在進(jìn)行加固作業(yè)時(shí),需要依照實(shí)際情況進(jìn)行工程內(nèi)容的改造和規(guī)模的引導(dǎo)與分析,這樣不但能夠有效提高建筑的穩(wěn)定性與安全性,而且對(duì)于我國(guó)社會(huì)建設(shè)與人民的生活質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用。

      1)施工單位需要對(duì)結(jié)構(gòu)真正的受力構(gòu)件加以分析,并根據(jù)裝修需求完成加固工作,其中,要明確磚混結(jié)構(gòu)的特性,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行區(qū)分與建設(shè)。

      2)加固時(shí)所獲得的原施工圖紙會(huì)出現(xiàn)與實(shí)際情況不符的情況,使用時(shí)間越長(zhǎng),年代越久遠(yuǎn),建筑本身的變形情況以及被腐蝕現(xiàn)象也就越嚴(yán)重,很容易出現(xiàn)材料變化或者是需要簡(jiǎn)單維護(hù)的情況。

      3)在竣工情況發(fā)生變化時(shí),施工單位需要依照實(shí)際情況進(jìn)行分析,明確建筑本身的改動(dòng)區(qū)域,并依照實(shí)際情況進(jìn)行內(nèi)容上的調(diào)整,確保建筑施工質(zhì)量能夠得到保障,加固效果能夠滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

      4)由于長(zhǎng)時(shí)間的環(huán)境侵蝕,房屋建筑本身所選用的材料已經(jīng)開始呈現(xiàn)出較為嚴(yán)重的老化現(xiàn)象,其中材料所具備的強(qiáng)度發(fā)生改變,因而在進(jìn)行材料優(yōu)化或者是加固的過程中,施工單位不能盲目地開展相關(guān)工作,需要先對(duì)當(dāng)前的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析,并依照需求完成材料強(qiáng)度的調(diào)整,進(jìn)而提高建筑工程的安全性,避免施工人員的人身安全受到威脅。

      5)對(duì)于老舊房屋建筑而言,施工單位在進(jìn)行工程加固的過程中,很容易出現(xiàn)環(huán)境空間有限,或者是施工面無法展開的情況,無論之前準(zhǔn)備的計(jì)劃如何完善,倘若設(shè)備與材料無法進(jìn)行有效應(yīng)用,同樣也會(huì)導(dǎo)致方案進(jìn)程無法順利開展,正因如此,在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前,需要人員前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行信息采集與記錄,以此確保方案的可行性能夠滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),后續(xù)的工作內(nèi)容才能夠順利開展。

      6)是否保留與加固改造的選擇,是房屋建筑加固過程中的重點(diǎn)問題,在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中,施工單位需要明確哪一部分需要改動(dòng),哪一部分不能夠進(jìn)行變動(dòng),并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造內(nèi)容的調(diào)整,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行綜合考量,進(jìn)而為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。

      7)對(duì)于施工單位來講,在進(jìn)行房屋建筑加固的過程中,需要明確加固構(gòu)件的重要性,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工內(nèi)容完成加固方式的選擇,確認(rèn)基本條件之后,還要通過信息化技術(shù)完成加固效果的模擬與演示,以此確認(rèn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)能夠滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),所涉及到的鋼筋錨固效果能夠符合實(shí)際需要,在進(jìn)行鋼板錨固的粘貼過程中,選擇合適的工藝手段能夠提高整個(gè)建筑的可靠性與安全性。

      2 房屋結(jié)構(gòu)加固改造的鑒定要點(diǎn)

      通常情況下,施工單位在設(shè)計(jì)建筑加固方案時(shí),需要依照有關(guān)房屋結(jié)構(gòu)的安全報(bào)告來加以分析,并以此為基礎(chǔ)開展相應(yīng)的綜合鑒定與分析,確認(rèn)無誤后才能夠進(jìn)行后續(xù)的固定計(jì)劃設(shè)計(jì)與應(yīng)用[1]。在這一過程中,施工單位需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行政策內(nèi)容的履行,明確相關(guān)規(guī)范的同時(shí),還要開展標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),提高房屋建筑的穩(wěn)定性與安全性,使后續(xù)的工作質(zhì)量也能夠因此得到有效保障。就目前來看,我國(guó)有關(guān)房屋安全鑒定的內(nèi)容大多集中在以下部分:①在對(duì)房屋開展大規(guī)模修建前,針對(duì)實(shí)際情況開展安全鑒定作業(yè);②針對(duì)公共建筑物開展定期鑒定作業(yè),以此達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn);③如房屋使用用途或是條件發(fā)生改變,則需要對(duì)其進(jìn)行安全鑒定;④倘若建筑使用時(shí)間超出了設(shè)計(jì)使用壽命期限而想要繼續(xù)使用,需要及時(shí)進(jìn)行鑒定處理;⑤依照群體改造規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行普遍檢查與鑒定作業(yè);⑥以安全隱患為基礎(chǔ)進(jìn)行有關(guān)房屋結(jié)構(gòu)的鑒定工作;⑦結(jié)合房屋建筑曾出現(xiàn)的災(zāi)害情況進(jìn)行安全鑒定。

      從效果上來講,房屋安全鑒定作業(yè)主要集中在結(jié)構(gòu)加固與改造工作,并以此為基礎(chǔ)降低不利影響所帶來的風(fēng)險(xiǎn),提高建筑的穩(wěn)定性與可靠性,擴(kuò)大材料界面的影響范圍,并增強(qiáng)影響力度,從整體角度或者是局部角度實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的加固處理,這樣不但能夠有效提高整個(gè)工程的安全性,而且能夠滿足國(guó)民的生活需求,對(duì)于現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)與發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生良好的促進(jìn)作用[2]。

      3 老舊建筑存在的主要結(jié)構(gòu)問題

      一般來講,人們?nèi)粘I钪兴婕暗降睦吓f小區(qū),在使用時(shí)間上都達(dá)到了20年甚至更高,隨著時(shí)代的發(fā)展,建筑行業(yè)所選用的技術(shù)手段、材料性能以及功能設(shè)計(jì)都會(huì)發(fā)生較大的進(jìn)步與改變,這導(dǎo)致了傳統(tǒng)的小區(qū)建筑在施工標(biāo)準(zhǔn)上無法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),且材料本身的強(qiáng)度不足,不但整體性上無法得到有效保障,甚至還會(huì)出現(xiàn)布局不合理以及管理混亂的情況,對(duì)國(guó)民的日常生活產(chǎn)生較為不利的影響。同時(shí),施工單位或者是相關(guān)部門,在對(duì)老舊建筑進(jìn)行鑒定與管理中,存在著一系列的結(jié)構(gòu)問題,使得加固工作無法順利開展,人員的生命安全也無法得到有效保障。

      1)與新型建筑相比,老舊建筑由于所選用的施工工藝相對(duì)較差,加上材料的性能無法滿足新時(shí)代建設(shè)需求,很容易會(huì)發(fā)生不均勻沉降的情況,使得整個(gè)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,導(dǎo)致穩(wěn)定性與安全性無法得到有效保障,后續(xù)的工作也會(huì)因此受到一定程度的影響[3]。

      2)由于使用時(shí)間較長(zhǎng),在外界因素的腐蝕下,整個(gè)墻體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較為明顯的傾斜與變形情況,局部區(qū)域也出現(xiàn)被毀壞的情況,墻體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)錯(cuò)位裂開的情況,不但會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)連接工作無法順利開展,人們的日常生活與工作也會(huì)受到波及。

      3)混凝土構(gòu)件在外界因素的干擾與腐蝕作用下,在性能上發(fā)生問題,承載力不足的同時(shí),很容易會(huì)出現(xiàn)開裂的情況,使得鋼筋材料也會(huì)發(fā)生被腐蝕的情況,使得整個(gè)混凝土構(gòu)件的抗震性能無法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

      4 結(jié)構(gòu)加固改造方案

      4.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固

      就目前來看,施工單位在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程中,所涉及到的承載構(gòu)件大體以墻體和梁板為主,加上柱結(jié)構(gòu)的存在,構(gòu)成了整個(gè)建筑工程,由于構(gòu)件本身的個(gè)體承載力不足,使得整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全性無法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),相應(yīng)的工作內(nèi)容也會(huì)受到較為不利的影響。

      為了避免類似的情況出現(xiàn),施工單位在進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固的過程中,需要依照實(shí)際情況進(jìn)行方案的選擇,通過對(duì)建筑工程需求、截面標(biāo)準(zhǔn)、所處位置以及受力變化的情況,對(duì)加固方案進(jìn)行綜合考量與分析,這樣不但能夠有效提高整個(gè)工程的整體性與可靠性,而且能降低成本支出,達(dá)到加固目的。

      1)增大截面法加固。從經(jīng)濟(jì)性角度來看,增大截面加固法能夠有效降低成本支出,具有極高的社會(huì)應(yīng)用價(jià)值。從工作原理上來看,施工單位需要依照實(shí)際情況進(jìn)行原構(gòu)件截面面積的優(yōu)化與增加,并以此為基礎(chǔ)完成縱向配筋的安裝,從而確保整個(gè)構(gòu)件本身的承載力能夠得到有效提升,在穩(wěn)定性與剛度上實(shí)現(xiàn)有效的保障。在這一過程中,施工單位需要明確增大截面加固法的應(yīng)用要求,所涉及到的材料等級(jí)一定要高于原構(gòu)件,且強(qiáng)度滿足C20以上,這樣才能夠確保建筑本身的質(zhì)量滿足要求。

      2)外粘型鋼加固法。與其他技術(shù)相比,外粘型鋼材料加固法同樣具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值,其工作原理是利用鋼構(gòu)件的焊接工藝,將混凝土柱包在其中,并通過灌注的方式進(jìn)行粘結(jié),以此提高整個(gè)建筑的穩(wěn)定性與安全性,降低外力所帶來的不利影響,從而達(dá)到相應(yīng)的加固標(biāo)準(zhǔn)[4]。

      3)粘貼碳纖維復(fù)合材加固法。對(duì)于施工單位而言,在進(jìn)行鋼筋混凝土施工管理的過程中,也會(huì)涉及到粘貼碳纖維復(fù)合材加固法,這種方法主要是利用纖維布進(jìn)行外包處理,以此來提高鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力,得到位移延性的強(qiáng)化效果,并為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。

      4)繞絲加固法。在進(jìn)行繞絲加固法的過程中,施工單位會(huì)利用退火鋼絲對(duì)整個(gè)構(gòu)件進(jìn)行纏繞處理,以此來提高約束效果,達(dá)到加固的目的,使得整個(gè)構(gòu)件的極限承載力大幅度提升,確保老舊建筑的穩(wěn)定性得到保障。倘若所涉及到的構(gòu)件截面本身滿足矩形的要求,則要將其長(zhǎng)邊與短邊的尺寸比值控制在1.5,并利用相關(guān)工具將死角保護(hù)層進(jìn)行鑿除處理,加以打磨,確保圓角的半徑能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

      5)外加預(yù)應(yīng)力加固法。從某種角度來講,外加預(yù)應(yīng)力加固法本身是一種優(yōu)化特性的手段,其本身是利用針對(duì)構(gòu)件開展相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力作用,從而使結(jié)構(gòu)的受力得到改善,具有簡(jiǎn)潔的效果。在進(jìn)行日常工作的過程中,施工單位應(yīng)依照實(shí)際情況,對(duì)受壓承載力加以分析,并通過合理的手段進(jìn)行軸心受壓柱的判斷,以此確保整個(gè)彎矩的振幅變化情況滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)對(duì)受壓柱偏心角度的管控力度,利用雙重預(yù)應(yīng)力撐桿的方式完成后續(xù)的加固作業(yè)。倘若在外加預(yù)應(yīng)力加固法的應(yīng)用過程中,彎矩沒有發(fā)生任何程度的變動(dòng),則可以利用單層預(yù)應(yīng)力撐桿的方式,完成相應(yīng)的加固與施工作業(yè)。

      6)鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿加固法。當(dāng)施工單位需要對(duì)整個(gè)混凝土構(gòu)件斜截面進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化,提高結(jié)構(gòu)承載力時(shí),應(yīng)選用鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿加固法,并以此為基礎(chǔ)提高建筑本身的位移延性,降低變形位移所帶來的不利影響。在進(jìn)行老舊小區(qū)的設(shè)計(jì)與分析過程中,需要明確有關(guān)結(jié)構(gòu)的斜截面在承載力上是否滿足要求,如果不足,則需要選用鋼絞線網(wǎng)片,通過橫向布置的方式進(jìn)行環(huán)形加固處理,倘若涉及到抗震加固處理工作,則要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行附加箍筋的應(yīng)用,確保構(gòu)件抗剪能力能夠得到有效提升,在結(jié)構(gòu)質(zhì)量方面實(shí)現(xiàn)有效的保障[5]。

      4.2 結(jié)構(gòu)抗震加固

      施工人員在開展建筑結(jié)構(gòu)加固處理時(shí),需要明確構(gòu)件本身的加固需求,并依照實(shí)際情況進(jìn)行性能調(diào)整,不僅需要明確地質(zhì)作用下所產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)破壞力,而且要依照當(dāng)前地質(zhì)情況進(jìn)行綜合性的方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用,明確整個(gè)建筑的整體性與穩(wěn)定性,運(yùn)用合理的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震強(qiáng)度的提升。與新型建筑相比,老舊小區(qū)的抗震強(qiáng)度相對(duì)較低,風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高,很容易會(huì)發(fā)生變形情況,因而,施工單位在進(jìn)行抗震加固作業(yè)的過程中,需要遵循相關(guān)原則提出主要解決方法,為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ),具體內(nèi)容如下。

      1)抗震加固原則??拐鸺庸淘O(shè)計(jì)的過程中,施工人員應(yīng)先對(duì)整個(gè)建筑的抗震結(jié)果加以鑒定,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的分析,制定較為完善的加固手段,從小到大,在以構(gòu)件加固為主、強(qiáng)化區(qū)段加固的同時(shí),開展相應(yīng)的整體加固,這樣不但能夠有效降低施工風(fēng)險(xiǎn),而且能夠?yàn)楹罄m(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。在開展相關(guān)加固工作的過程中,施工單位需要明確整個(gè)結(jié)構(gòu)本身所具備的抗震能力,是否會(huì)在振動(dòng)過程中發(fā)生變形情況,利用智能化技術(shù)完成動(dòng)態(tài)模擬,以此降低因構(gòu)件失穩(wěn)所帶來的不利影響。在進(jìn)行加固方案的設(shè)計(jì)過程中,施工人員應(yīng)對(duì)原本的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行墻體結(jié)構(gòu)的管理,倘若要進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,需要明確薄弱層的參數(shù)變化情況,并以此為基礎(chǔ)開展處理工作。在傳統(tǒng)的建筑工程中,受使用時(shí)間以及建筑施工模式的影響,通常在抗震應(yīng)力需求上無法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)為了避免出現(xiàn)成本支出的情況,又很難對(duì)其進(jìn)行拆除處理,只能夠由施工單位利用加固維修的方式進(jìn)行安全保障。

      2)通常情況下,有關(guān)結(jié)構(gòu)抗震加固的主要手段共有4種,具體如下:①利用混凝土構(gòu)件對(duì)原本的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,強(qiáng)化受力體系完整性的同時(shí),確保建筑結(jié)構(gòu)滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn);②倘若無法進(jìn)行新構(gòu)件加固處理時(shí),需要施工人員針對(duì)原本存在的建筑構(gòu)件開展相應(yīng)的加固工作,并以此為基礎(chǔ)完成承載力以及抗震能力的優(yōu)化與提升,進(jìn)而為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ);③耗能減震措施,在進(jìn)行該技術(shù)應(yīng)用過程中,主要是利用耗能阻尼減震裝置來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,以此來降低地震反應(yīng)所帶來的破壞力,為人們的撤離提供足夠的時(shí)間,降低安全事故發(fā)生的幾率;④隔震加固法,與其他技術(shù)相比,隔震加固法主要由施工單位進(jìn)行相關(guān)隔震層的設(shè)立,在發(fā)生地震時(shí)可以將所產(chǎn)生的瞬間應(yīng)力進(jìn)行集中化處理,等隔震層碎裂后才會(huì)對(duì)原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較為明顯的影響。

      4.3 基礎(chǔ)加固

      基礎(chǔ)加固對(duì)于老舊小區(qū)的施工建設(shè)而言有著極為重要的作用,同時(shí)也是現(xiàn)代化建設(shè)的重要措施之一。在進(jìn)行基礎(chǔ)注漿加固的過程中,施工單位需要利用灌漿法對(duì)整個(gè)地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理,提高沉降現(xiàn)象的均勻性,減少外力干擾所產(chǎn)生的開裂,并為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。在這一過程中,施工單位可以選用改性環(huán)氧樹脂應(yīng)對(duì)潮濕環(huán)境,并將注漿壓力控制在0.4~0.6 MPa,以此滿足相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn),為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。

      5 結(jié) 語(yǔ)

      對(duì)于老舊建筑加固而言,安全性無疑是極為重要的,同時(shí)也是施工單位在日常工作中應(yīng)注意的重要內(nèi)容。施工人員在進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)的過程中,需要依照實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)用性以及美觀性分析,同時(shí)確保所設(shè)計(jì)的內(nèi)容在穩(wěn)定性與可靠性方面滿足要求。在結(jié)構(gòu)加固過程中,施工單位應(yīng)依照墻體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行構(gòu)件的優(yōu)化與加設(shè),注意結(jié)構(gòu)體系所產(chǎn)生的影響,開展相應(yīng)的應(yīng)力集中化管理,這樣不僅能夠滿足建筑加固的各方面需求,而且能夠確保人民的生活質(zhì)量得到有效保障。

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