时间:2023-07-28 16:33:21
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇房屋加固方法范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

关键词: 抗震加固 设计方法 设计原则 整体性 具体分析
1.前言
结构抗震加固需兼顾结构的安全、美观、实用和耐久。近年来随着抗震加固新技术、新材料和新工艺的出现,加固手段已发展成为多种方法并举的局面,不仅如此,常规加固手段的具体细部构造也较以往更为灵活和实用。
抗震加固按照加固的部位可分为整体房屋加固、区段加固、构件加固和与结构加固配套使用的相关技术,工程人员可根据鉴定的结果结合建筑功能改造选择相应的加固措施或修补技术。下面仅就抗震加固中的一些技术和方法加以介绍。
2.结构抗震加固新技术
(1)减能技术(隔震)
如果地震作用能减小,结构反应就必然减小。假设某一结构在8度地震时,只有抵抗7度地震作用的能力,如果采用某种方法,就能使地震作用减小到7度,甚至更低地震作用的水平,结构便能达到与采用其他抗震加固方法相同的加固效果。我国规范中,地震作用与地震影响系数a成正比。地震影响系数a在我国新编抗震规范中按从地震影响系数曲线可看出,当结构周期增大时,地震作用减小。最有效地使结构周期增大的方法是隔震技术,即使房屋上部结构与基础完全分开,在分开处放置隔震材料。最常用的隔震材料为叠合橡胶隔震垫,其作用是使地面水平地震加速度在隔震层处中断,或使向上传递的地震加速度大大减小。在设计计算中,其表现形式是上部结构周期加长,因而地震作用减小,结构反应亦减小,从而达到抗震加固的目的。该方法的原理很简单,然而用于加固时的技术难度却很大。首先必须将上部结构与基础完全切开,并放入有一定阻尼的叠合橡胶垫。其必要条件是上部结构整体性好,因此并非所有结构都能用此方法进行加固。目前国外已有采用此方法加固的建筑,如美国盐湖城市政大楼(100年前建成的12层砖石结构)。
(2)消能技术(增大阻尼)
如果结构反应在相对变形较大的部位,适当布置阻尼器,使结构阻尼加大,则地震作用必将会大幅度减少,从而使结构反应较小,达到抗震加固的目的。增设阻尼器后,结构反应减小,使结构满足抗震要求,亦可达到抗震加固的目的。如果降低后的结构处于弹性工作状态,结构将不会破坏;如果结构不在弹性阶段工作,就可用时程分析法求得结构反应。实践证明,其反应值也大大减小。
中国建筑科学研究院工程抗震研究所采用粘滞阻尼器加固了北京火车站中央大厅、北京饭店、北京展览馆、中国革命历史博物馆等大型公共建筑,有些工程加固后在大震作用下,层间位移值达1/390,处于接近弹性阶段工作,收到了非常好的加固效果。
(3)增设剪力墙技术
结构刚度增大,有两个可能:一是刚度增大,结构周期缩短,根据反应谱方法,地震作用相应增大:二是刚度增大,结构变形减小,从而使内力减小。两者所起作用相反。因此,只要刚度取得合理,则地震作用虽然增加,但结构变形仍然减小。实践证明,大多数结构增设剪力墙后,将使结构变形减小,这时,地震作用主要由剪力墙抵御,框架结构中的内力与变形大大减小,从而达到抗震加固的目的。增设剪力墙加固技术,是常用抗震加固手段,中国建筑科学研究院工程抗震研究所采用此方法加固了全国政协礼堂、北京火车站、中国革命历史博物馆、农展馆等数十个大型公共建筑。
3.结构构件加固方法的改进
(1)砖砌体的混凝土板墙加固
砌体结构的抗震加固主要是增强结构的整体性,提高墙体的抗震承载能力和变形能力。唐山地震以后,人们发现采用钢筋混凝土外加柱连同圈梁和钢拉杆一起加固砌体房屋是一种简便易行的方法,并很快在全国推广。但近年来人们也意识到这一加固方法对建筑外观和城市风貌带来的负面影响,因此逐渐采用混凝土板墙加固法取代传统的加固方法。混凝土板墙加固类似于钢筋网水泥面层加固,具有较大的灵活性。首先,可根据结构综合抗震能力指数提高程度的不等增设不同数量的混凝土板墙。板墙可设置为单面或双面,甚至可在楼梯间部位设置封闭的板墙,形成混凝土筒。其次,采用混凝土板墙加固时,可根据业主的意图采用“内加固”或“外加固”方案。当希望保持原有建筑风貌时,可采用“内加固”方案;当需结合抗震加固进行外立面装修时,则可采用以“外加固”为主的方案。采用混凝土板墙加固可更好地提高砖墙的承载能力,控制墙体裂缝的开展。此外,在板墙四周采用集中配筋形式取代外加柱、圈梁和钢拉杆,提高墙体的延性性能和变形能力。这种处理方法对建筑外观和内部使用的影响很小。
(2)框架结构的剪力墙加固
框架结构的加固方法很多,但其中增设钢筋混凝土剪力墙仍是一种主流方法。利用新增的剪力墙承担主要的地震力,减小结构的变形,降低框架柱的配筋构造要求,从而使加固工作量大大减少。采用增设剪力墙加固时,需处理好新增墙体与原有结构构件的连接,如墙柱连接、墙梁连接。既要保证连接的可靠性,又要避免对原结构构件造成过多的损伤。新设剪力墙需有暗柱和暗梁,设计时有两种处理方法。
第一种方法是利用原结构梁柱做其暗梁暗柱,这种方法不会对原有构件造成损伤,但外包部分的混凝土会影响室内观感和使用。近年来随着钻孔、植筋技术在结构加固领域中的应用,这一矛盾逐步得到解决。
第二种方法是新增墙体采用相对独立的暗梁暗柱体系,这种方法的特点是在新增剪力墙的两端设新暗柱(或称端柱),暗柱配筋按计算和现行规范构造要求配置,暗柱与原框架柱间用锚筋相连,即似连非连的构造措施。抗震墙竖向分布筋穿原框架梁时,其中一排筋从梁边穿楼板直接伸入上一楼层,另一排竖向筋则在原框架梁位置按等强度原则等代,减少穿筋数量,从而减少对原框架梁的损伤。此外,在原框架梁上下各做一道暗梁,与原框架梁连接为一体,既增强了新增抗震墙的稳定性,又保证了抗震墙的上下连续性。
(3)框架梁柱的加固
有时,由于受建筑使用功能的限制,无法采用剪力墙加固。消能减震技术也无法使用,在这种情况下,分别对原结构梁柱进行加固是最好的加固方法。
4.构件的一些常规加固方法
(1)增大截面加固法
(2)置换混凝土加固法
(3)外部粘贴加固法
(4)绕丝加固法
(5)高强钢丝绳网片―复合砂浆外加层加固法
(6)预应力加固法
(7)增设支点加固法
5.与结构加固方法配合使用的技术
(1)裂缝修补技术
主要有两类:一是以保护钢筋不受侵蚀、混凝土不渗漏为目的的表面封闭法和填充密封法。二是在保护钢筋的同时,还要求通过注入补强作用的胶粘剂以恢复混凝土强度的压力注浆法或注射法。
(2)锚固技术
主要指植筋技术和锚栓技术。
(3)阻锈技术
防治已有混凝土结构、构件的钢筋锈蚀,宜采用能有效抑制或阻断有害离子。
6.构件加固应注意的问题
对结构进行抗震加固涉及的因素很多,根据现有的研究成果,结合切身体会,我对在构件加固中应注意的主要问题初步归纳如下。
(1)深入调查,全面掌握待加固结构的情况,为抗震加固提供可靠的原始资料,总体方案上要么侧重于提高承载力,要么侧重于提高结构的变形能力,或者两者兼备,也可改变结构体系,而不必进行梁、柱的普遍加固,如增设抗震墙等。
(2)抗震加固结构的受力特点与新建结构不同,加固结构属于二次受力结构和二次组合结构,新旧两部分存在应力、应变滞后的问题,加固前因结构抗震承载力不够,构件截面的应力水平相当高,当卸载后原结构已经受力,第二次加载,新加部分才开始受力,因此原结构的截面应力、应变值始终高于新加部分的应力、应变值,当原结构部分已经达到截面承载力时,新加部分的承载能力还没有完全发挥出来;新加部分和原结构整体工作时,结合面受力特别复杂,剪切破坏最易发生,因此两部分共同受力是否良好取决于结合面的做法。抗震加固中考虑到以上两个因素是客观存在的,采用折减系数0.85考虑其影响。有关试验发现,卸载对加固结构承载力提高的影响与原结构在加固时的应力、应变水平关系很大,原结构应力、应变水平越低,加固部分的承载力就越能发挥出来。因此,加固前应尽量对原结构卸载。
(3)遵循结构抗震设计原则。钢筋混凝土框架结构的加固,要从提高房屋整体抗震性能出发,防止加固后形成楼层承载力、刚度分布不均匀,遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强结点、强锚固”的原则,保证加固后的结构具有较好的延性,在地震作用下具有较大的内力重分布和耗散地震能量的能力。
7.结语
综上所述,结构抗震加固,往往不是单一采用某一种方法,而是多种方法相互配合使用,但无论采用何种方法,我们都要根据结构具体情况,遵循抗震设计基本原则,采用先进理论和技术,利用结构抗震基本原理,给予具体分析和处理。
参考文献:
关键词:房屋结构;构件加固
建筑物结构加固是一项非常系统和重要的工程,除了设计和技术上的严格要求外,还有很多需要注意的方面。建筑工程人员应做好建筑物前期的设计工作,并运用先进的科学技术和知识进行结构损伤客观规律和程度的评估,创造有效的方法进行结构的加固,随着当前科学技术的不断进步,先进的加固方法还会不断提出,加固改造设计方案的选择范围也将具有更广泛的发展空间,做好房屋建筑工程结构加固设计与施工,从而确保房屋建筑质量达到更好的安全性与稳定性。
一、混凝土柱加固方法
1.1加大柱截面加固法
加大柱截面加固法是根据柱子的受力情况,在混凝土柱的单侧、两侧或四周外包混凝土,增大柱截面面积和配筋量的一种加固方法,从而达到提高构件承载能力、增加柱的强度和刚度的目的,以满足正常使用的要求
1.2柱外包钢加固法
柱外包钢加固法是以型钢(一般为角钢)外包于混凝土柱两角或四角,角钢焊在扁钢箍上,以增强其刚度和受力性能的加固方法,在框架柱的加固中使用较为广泛。柱外包钢加固法分为干式和湿式两种,干式加固是在角钢和原柱之间无任何连接,或者虽塞有水泥砂浆仍不能确保结合面剪力有效传递,角钢与柱之间的变形难以协调。湿式加固是在角钢与原柱之间采用乳胶水泥、聚合物砂浆或环氧树脂化学灌浆等方法,使之达到型钢与柱能够整体工作、共同受力。干式外包加固施工简单,但湿式外包加固在承载力提高方面效果明显,因此在实践中湿式外包加固应用较为广泛。
1.3碳纤维布加固法
使用碳纤维布对钢筋混凝土柱进行加固常采用横向包裹的方式,碳纤维布对混凝土的约束作用于箍筋的约束作用类似,可使其包裹的混凝土处于三向受压状态。碳纤维布的约束作用是一种被动约束,随着混凝土轴向力的增长,横向膨胀式碳纤维布产生环向伸长,从而达到侧向约束混凝土的目的。加固柱的内核心混凝土受到箍筋与外包碳纤维布的双向约束作用,在混凝土达到峰值应力时仍有较好的变形性能。
1.4粘钢加固法
粘钢加固法是用高强胶凝混凝土少量增大柱子截面,并外包粘角钢和包粘钢板,在新增加截面的部分提高柱子承载力的同时,还因新增钢板箍的横向约束作用,是原混凝土柱产生良好的三向应力状态,因而可以大幅度提高柱子的承载力,同时也提高了柱子的抗变形能力。这种加固方法的优点是在柱子的横截面面积增大不多的情况下,大幅度提高柱子的承载力。
二、混凝土梁加固方法
2.1加大梁截面加固法
加大梁截面法是指在构件的上面或下面浇一层新混凝土土和补加相应的钢筋,以提高梁的承载力。在梁的受压区补浇混凝土时,可以有效的增加梁的有效高度,从而提高梁的抗弯、抗剪承载力,增大构件的刚度;在梁的受拉区补浇混凝土,可以对补浇的钢筋起到粘结和保护作用。加大截面法的加固效果与原结构在加固时的应力水平、材料特性、施工工艺、结合面构造处理、是否卸载加固等因素直接相关。此方法的优点是工艺简单、适用面广,缺点是梁截面增大后对房屋净空也有一定的影响。
2.2外包钢加固法
外包钢法加固梁具有补强幅度较大、适用范围广的优点,但也存在设计计算与实际受力情况差别较大、节点处理要求高、加固施工造价相对较高等局限。外包钢法加固梁时,为保证应力传递,两端必须与受力柱可靠锚固,这在实际工程中往往形成部分额外的柱包钢费用,所以这种方法比较适合在梁、柱同时需要加固的工程中采用。
2.3预应力加固法
预应力加固法即采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法,通过施加预应力使拉杆或撑杆受力,影响并改变原结构的内力分布,从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。特点是通过预应力手段强迫后加部分受力,改变原结构的内力分布,降低原结构的应力水平,使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果,后加部分和原有结构能够较好地共同工作,结构承载能力能够得到较大的提高。
2.4增设支点加固法
增设支点加固法是通过增设支点来减小结构计算跨度,改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。在梁的跨中增设支点后,减小了跨度,从而能较大幅度地提高承载力,并减小和限制梁的挠曲变形。适用于房屋净空不受限制的大跨度结构中的梁的加固。增设支点加固法优点是简单可靠,缺点是使用空间会受到一定的影响。
2.5粘贴钢板加固法
粘钢加固法是在混凝土梁的表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,使其共同工作、整体受力,以提高梁承载力的一种加固方法。这种加固方法的实质是一种体外配筋,提高原混凝土梁的配筋量,从而相应提高梁的刚度、抗拉、抗压、抗弯、抗剪等方面的能力。采用此法加固对结构胶的要求较高,结构胶必须强度高、粘结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小,具有一定弹性。
2.6碳纤维布加固法
碳纤维布加固法通常是在梁的底面用高性能粘结剂粘贴碳纤维布,使两者共同工作,提高梁的抗弯、抗剪承载力,由此达到对梁进行加固、补强的目的。在粘贴碳纤维布之前,首先应将梁底粘贴区域进行表面处理,目的在于去除混凝土表面的薄弱层,露出坚实的混凝土层并打磨平整,以保证碳纤维布与混凝土间粘结可靠。碳纤维布加固梁的优点是能大幅度提高梁的承载力、增大梁的刚度,且由于碳纤维自重轻,加固后基本不增加结构的自重和梁的截面面积。
三、板的加固方法
3.1粘贴碳纤维布加固法
粘贴碳纤维布加固原理是用高强结构胶将碳纤维布粘贴到楼板表面,是碳纤维与楼板混凝土构件共同受力,从而起到提高楼板承载力的作用。碳纤维具有强度高、耐腐蚀、施工方便、加固后基本不改变构件尺寸的优点,因此广泛应用于楼板的加固中。
3.2粘钢加固
粘钢加固是通过建筑结构胶,将钢板粘贴到混凝土楼板表面上,从而提高楼板承载能力与变形能力的一种加固方法。粘钢加固可改善楼板的抗弯、抗拉、抗剪、抗压等力学性能。
近年来因用途变更而对建筑物原有结构、构件进行改造、加固补强的工程也日渐增多。经过工程技术人员长时期的努力,逐渐形成了一套较为完善的切实可行的工程加固方法,在实际的加固工程中得到广泛的应用和发展。■
参考文献
[1]唐勇.探讨建筑工程结构加固改造技术[J].工程建筑,2011(89).
关键词:砌体结构 抗震加固 结构布置
中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-014-01
砌体结构是我国目前应用最为广泛的一种结构形式,该结构施工简单,在我国的临街建筑及居民住宅小区的带商店的建筑中使用较多,经济欠发达的中西部地区尤为普遍。但由于砌体是一种脆性材料,其抗拉、抗剪、抗弯强度均较低,若未经过合理抗震设计和加固,抗震性能较差。在汶川地震中,位于高烈度区的砌体结构房屋在地震中极易造成脆性破坏,带来了巨大的灾难和损失。因此,对砌体结构房屋的抗震设计及加固研究一直是抗震加固工作的重点。
1汶川地震中常见砌体房屋震害破坏情况及其原因
1.1 底部框架――抗震墙砌体房屋
相关震害调查研究表明,当底层无抗震墙(或抗震墙数量很少时),该类型房屋的震害主要集中在底层框架(或框架―抗震墙)部分。同时破坏程度墙比柱重,柱比梁重,内框架结构比全框架结构严重。
破坏形态为:抗震墙沿对角线方向发生剪切破坏(出现交叉裂缝),框架柱上下端产生水平裂缝并局部压溃,形成塑性铰,个别框架梁两端出现竖向裂缝。
原因:由于结构钢度上刚下柔,抗侧力刚度上强下弱,同时底层所收地震力相对较大,造成底层框架(或框架―抗震墙)变形过分集中,位移较大或丧失承载力。当底层设置的抗震墙太多时,其震害与多层砌体房屋的震害相似。
1.2多层砌体房屋
多层砌体房屋的主要震害表现为:墙体开裂、房屋局部倒塌、房屋整体倒塌三类。
1.2.1墙体开裂
(1)交叉斜裂缝。水平地震剪力在墙体中引起的主拉应力超过墙体的抗拉强度所致。当地震反复作用时,即形成交叉斜裂缝。主要发生在建筑物的横墙、山墙及纵墙的窗间墙。
(2)竖直裂缝。发生在纵横墙交接处,由于受力复杂,应力集中所致。
(3)水平裂缝。发生在纵向窗间墙的上、下截面处以及楼盖与墙体的连接处。前者是由于地震作用引起窗间墙受弯及受剪所致;后者是由于锚固差,在地震作用下发生水平错动所致。
(4)窗间墙沉降斜裂缝。由于沙土液化,导致不均匀沉降,从而导致窗间墙两侧出现约斜裂缝。
1.2.2 房屋局部倒塌
(1)墙角倒塌。是墙角位于房屋尽端,房屋整体对其的约束力较弱,地震引起的扭转作用较大而导致。
(2)纵墙倒塌。原因是在双向地震的作用下,纵横墙交接处应力集中严重。
(3)楼梯间墙体倒塌。楼梯间墙体受楼板的约束作用减弱,空间稳定性差,当地震烈度较高或连接不可靠时,楼梯间墙体易出现倒塌。
(4)变形缝两侧墙体倒塌。由于在地震作用时变形缝宽度不足,两侧墙体发生碰撞挤压。
(5)非结构构建倒塌。由于其与建筑物连接薄弱,加之“鞭端效应”,地震时易出现倒塌。
(6)其他:如平面凹凸引起的应力集中、连接构造不可靠的室外走廊都易导致房屋局部破坏。
1.2.3房屋整体破坏
(1)底层先倒,上层随之倒塌;(2)中上层先倒,砸踏底层;
(3)上、下层同时倒塌;(4)楼面板整体塌落。
以上是此次汶川地震中砌体房屋的主要破坏形式及原因,可分为三类:一是由于房屋结构布置不当引起的破坏;二是由于结构和构件承载力不足引起的破坏;三是由于构造和连接方面存在缺陷而引起的。下文将针对此情况提出相应的抗震加固对策。
2我国砌体结构抗震概念设计
我国房屋设计的总原则为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。因而对于多层砌体房屋的抗震设计,为了保证该原则,必须要进行概念设计。按照我国现行抗震规范的统一要求,结合以上分析,笔者就砌结构抗震概念设计的要点归纳如下。
2.1结构选型与布置
(1)建筑物形状力求简单规则、布置均匀、对称;房屋平面突出部分的长度和宽度必须符合规范要求,长宽比不宜过大。
(2)建筑物立面的刚度和质量分布力求均匀对称,不只是尽量减小刚度偏心,尽量避免楼梯单独布置在房屋的端部。
(3)在选择机构体系时因优先采用横墙承重体系或横纵墙承重体系,对体型复杂的建筑物,宜根据相关的规范采用防震缝。
2.2按照抗震技术规范要求进行设计
(1)控制房屋高度、层高和层数,限制房屋的局部尺寸,特别要注意一点,对房屋高度必须用层数和高度两方面来进行控制。
(2)限制总高度和总宽度的比值,以保证砌体结构房屋的整体稳定性。
(3)限制抗震墙的最大间距,一方面可以加强纵墙的横向支撑,另一方面可以起到控制横向变形的作用。
2.3改善结构和构件之间的耗能能力和变形能力
(1)设置钢筋混凝土构造柱。
(2) 合理布置钢筋混凝土现浇圈梁。
(3)采用配筋砌体。
(4)对于软弱地基在采用砖墙条形基础时,还应在基础相应部位设置闭合圈梁一道且该处圈梁高度应适当的加大。
2.4加强墙体纵横墙交接处的拉接
(1)纵横墙交接处咬槎砌筑或留坡槎,不应预留直缝槎和马牙槎。
(2)严格按照规范要求设置纵横墙交接处、构造柱与后砌墙体间的拉结钢筋
2.5其他构造措施
如在阳台转角处和女儿墙每隔半开间设置一后浇钢筋混凝土小柱;突出墙外的附属结构可以配置双向构造钢筋;门窗洞口最好采用钢筋混凝土过梁等。
3结语
砌体结构房屋在城乡建设中量大面广,在灾后重建中,囿于经济能力,此种结构更是被广泛采用。因此加强砌体结构房屋的抗震概念设计,重视砌体房屋的抗震结构设计和加固方法,对保障人民群众的生命财产具有重要的意义。
参考文献:
[1]郑山锁,薛建阳,王斌等.砌体结构抗震[M].北京:中国建材工业出版社,2008.11.
[2]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S]
加固房屋是一栋两层烂尾办公楼,分为A、B两个区的”回字形”结构,其中A区为砖混结构,B区为框架结构,由于此楼已建成十多年,一直未曾使用,我了解到当时建设期间,商品混凝土搅拌站较少,以人工现场搅拌为主,再加上浇筑主体时气候为冬季施工,未采取相应措施,风化严重,二楼屋顶经雨水渗透腐蚀,室内屋顶出现较大面积露筋,柱、梁、板框架部分混凝土感观质量较差,我们邀请有资质的房屋检测单位对A区承重墙、B区框架柱、梁进行检测,其中A区承重墙主要采取回弹法检测,此种方法简单、方便、快捷、可进行大范围检测,耗费劳动力较多,使用工具主要有砂浆回弹仪(HT-20)、砖回弹仪(HT-75)、碳化尺等,共抽取六道墙检测砂浆和烧结普通砖强度,检测结果表明砂浆强度值为2.0MPa――4.2MPa,烧结普通砖强度为12.4MPa――14.8MPa,经房屋鉴定机构鉴定,该区砂浆标号较低,需要进行房屋加固。B区框架结构混凝土主要采取钻芯法、拔出法检测,其中钻芯法检测,准确度高,但损坏建筑物,成本高,检测速度慢,拔出法检测,准确度高,但费用高,检测速度慢;钢筋检测方法主要是用钢筋探测仪测定钢筋位置和保护层的厚度。经房屋鉴定机构鉴定,B区混凝土构件不满足承载力要求,部分构件混凝土强度较低,故必须对该区域整体采取加固措施。
我们请具有加固设计相关资质的设计单位的工程师现场查看后,和施工单位协商,分别对A区和B区制定了如下加固方案:
即A区加固方案对于砌筑砂浆等级强度低的墙体,采用耕缝方式置换局部砂浆的加固办法,现场具体施工流程:检查技术交底凿缝监理验收浇水清理涂刷901胶水嵌入@6钢筋M10混合砂浆分批嵌缝验收保养检查验收。具体做法为拆除原建筑抹灰层直到露出砖面和砖缝,由于原有砖缝松散,因此设计单位要求耕缝深度不小于10mm,浇水清理干净后涂刷901胶水,然后嵌入@6钢筋,用L形@4钢筋使其与墙面固定,接着用M10混合砂浆分批嵌缝,最后用M10水泥砂浆进行墙面抹灰。
B区加固方案为梁、柱、板大部分采取碳纤维加固,局部梁采取增大截面加固,部分框架梁采取包钢加固,板裂缝采取灌浆加固。
碳纤维加固
碳纤维布加固修复混凝土结构技术近些年国内较为流行的加固新方法,是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面,使碳纤维片材承受拉应力,并与混凝土变形协调,共同受力,达到提高构件承载能力的目的,起到结构补强和抗震加固的作用。采用碳纤维复合材料对混凝土进行加固,可以在基本不增加截面尺寸及自重的前提下提高承载力的效果,且施工不受场地大小、构件形状的影响。加固后的房屋在使用过程中未见异常现象,结构完好无损,碳纤维复合材料及架梁均处于正常工作状态。
粘结外包型钢加固法
对于部分的框架梁采取了粘结外包型钢加固法,原理是把型钢(钢板)包在被加固构件的外边,即采用环氧树脂化灌浆等方法把被加固钢筋混凝土构件与型钢粘结成一整体,使原构件与型钢整体工作共同受力。加固后的框架梁,由于受拉、受压区钢材截面积增大,从而正截面承载力和刚度都有大幅度提高。该方法常用作框架、柱、桁架、梁和普通钢筋混凝土结构物的加固,特别是构件加固后不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高构件承载能力的钢筋混凝土构件。此种加固方法需要着重注意混凝土和钢板的表面处理,对于旧、脏严重的混凝土构件的粘合面,应先用硬毛刷沾高效洗涤剂,刷除表面油垢、污物后用水冲洗,在对粘合面进行打磨,除去2-3mm厚表层,露出新面和平整,将粉尘清除干净;对于混凝土表面较好的,则可直接对粘合面进行打磨,去除1-2mm厚表层,使之平整,清去粉尘,再用丙酮擦拭表面即可;钢板表面处理应根据其锈蚀情况,可用喷砂、砂布、砂轮机打磨,使钢板出现金属光泽。打磨纹路尽量与受力方向垂直,然后用丙酮擦拭干净。其次要注意对胶粘剂的选择,目前国内市场建筑结构胶粘剂鱼龙混杂,对胶粘剂的选择一定要慎重。第三要注意在配胶、粘贴过程中的细节,胶粘剂要严格按照说明书要求的比例配制,尤其是要掌握好固化剂的用量,搅拌要均匀,同时要在粘贴时要保证粘贴面的饱满、密实。最后要注意在固化阶段不能对钢板有任何扰动。
加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。
关键词:房屋建筑物 施工 混凝土 结构 加固方法
一、房屋建筑物施工中混凝土的结构加固的主要原因
随着中国土木工程建设科学高速发展,目前建筑物和构筑物进入老化阶段的数目也在持续的增长,这应引起工程师们的注意和高度重视,因为这些都将会在一定的程度上导致混凝土的结构承受力不足、开裂和抗震能力下降等问题的出现,进而影响建筑物及构筑物的安全和使用性能。下面笔者将针对在房屋的钢筋混凝土加固的施工过程中,所遇到的和加固施工方案及施工方式有关的问题产生原因进行简单的介绍及分析。
(一)从设计观念上对房屋建筑物使用寿命的理解不够透彻
中国过去在房屋建筑物的设计观念上,还没能从最开始的单纯设计出符合载荷强度的设计准则,上升为既要求达到载荷强度吗,又达到使用寿命需求的设计水平,传统的设计原则不符合当今房屋建筑物工程的建设对使用寿命的需求。若想加强对房屋建筑物使用寿命的理解,应首先要研究房屋的结构。
(二)未对房屋建筑物结构的耐用性问题给予足够的关注度
房屋建筑物在建造以及使用的过程中,很容易会受到环境中的有害化学物质的影响,又因为来自风载荷、雪载荷、疲劳载荷、地震载荷、甚至是超载、人祸等因素的影响,同时房屋建筑物也因为自身使用的材料的老化而导致本身的力学性能处于逐渐弱化的状态,进而导致房屋建筑物结构的各个部分出现不同程度的损伤以及劣化。除此之外,大量的房屋倒塌的实例也可以证明影响房屋建筑物结构耐用性的因素除了施工以及材料方面的原因外,还有设计上的原理性缺陷
(三)对于房屋建筑物结构的设计中抗震方面的设计缺乏深入的了解和高度重视
近年来,无论是中国还是世界上其他的国家,地震发生的频率在逐渐加大,更糟糕的是,地震的强度也都不小,对于房屋这一类的建筑物工程来说,它们遭受地震而导致其破坏的可能性相当大。因此,工程师们必须对房屋建筑物的抗震的设计有足够的认识,并给与高度重视,扭转在过去年代里抗震措施设计被忽略的这种错误观念。在这一点上,我们应该抛弃成见,像日本人民学习,他们生活在一个地震发生频率很高的地方,然而,每年死于地震的公民却很少,其中一个重要的原因,就是他们的房屋等建筑物都具有很好的抗震能力
二、建筑物工程混凝土的结构加固准则
对于建筑物工程混凝土的结构的加固工程师们应遵从以下几点原则:
第一,工程师们应尽可能的使得所有的加固措施发挥其应该具备的综合作用,增大加固效率。第二,工程师们要始终遵循尽量保留并利用原始的结构组件的原则,充分的发挥其原始结构所固有的巨大潜力,最大程度避免不必要的拆分及更换。第三,尽量减小对建筑物使用性能的影响。第四,对于加固过后的力学分析以及校准,工程师们除了考虑应遵循的最重要的结构设计原则外,还应将加固的过程中产生的工作应力、新旧材料共同工作的配合程度以及加固部分变得滞后等现象考虑在内。第五,工程师们应最大程度的避免或者降低因为设计方案所带来的负面效应,充分考虑加固措施将带来的消极影响
三、混凝土的结构加固方式探究
近年来,由于建筑物工程的持续发展,混凝土的结构也随之不断的演变,类型也变的复杂而多样。因此工程师们应该针对不同的结构找出相适应的混凝土结构加固方法,唯有如此才能够在现今社会迅猛发展的态势下,做到节约成本,创新文化、环境价值。进而满足广大人民生产和生活的需求。下面就介绍中国目前现行的几种主要的混凝土加固方式。
(一)粘钢加固法
粘钢加固法,主要是通过在节点的表面采用特殊的建筑物结构胶用于粘贴钢板或者是角钢,使其得以协同工作,利用夹钢及钢板对核心区域混凝土的约束影响,以及自身的承受力,来增大核心区承受能力。这种加固法的优势是对结构外形基本没有影响,而且施工的工期较短,在作业施工的过程中对生产以及生活影响较小,该方法的缺点是,由于此方式推广的时间还比较短,其抗老化的能力尚不能得到确切的数据。
(二)增设节点加固法
该方法的优点是:比较简单,便于操作,它的原理是:主要通过加大节点来降低结构的跨度,以便于达到降低结构内部应力,增大结构承载性能的目的。不过此种方式的采用易受到空间的桎梏,通常只运用于大跨度板、梁、网架等其它水平混凝土的结构上。
(三)碳纤维加固法
此方法的原理是:通过采用轻质的高强度的碳纤维布,粘贴结构相应部位以期达到补强和加固的作用,而相对于其他种类的加固方式,该方法有着易于施工以及不加大横截面尺寸等优点。当然,该方法也有其缺点,即由于碳纤维加固时采用的结构胶属于有机高分子,导致其同样存在不耐火,耐高温能力较差等问题,耐久能力也有待进一步改善。
(四)加大横截面加固法
混凝土的受弯组件常常由于使用时间过长等问题导致结构遭到破坏,而这时如果在其表面加混凝土的现浇层,可加大横截面有效高度,扩大横截面积进而增大组件正横截面抗弯,斜截面抗剪能力和横截面刚度,从而起到加固补强影响。在横截面的受拉区加上现浇混凝土,围套加大组件横截面,通过新加部分和原始构件共同工作,可以有效地增大组件承受力,改善其使用能力。该方法的优点是:施工的工艺简单、适应能力强,并且具有成熟的设计以及施工经验;适用于大多数的梁、板、柱、墙等一般构造物的混凝土的加固。该方法的缺点是:由于现场施工的湿作业时间较长,对生产以及生活等方面会造成一定的影响,且加固后的建筑物物净空有一定比例的减小。
(五)预应力加固法
预应力水平拉杆的加固混凝土的受弯组件因为预应力和新增外部载荷的共同影响,拉杆内将会产生轴向的拉力,该力将通过杆端锚固偏心地传递到各个组件上(当拉杆和梁板底面处于紧密贴合的状态时,拉杆会与组件共同弯曲,此时尚会有一部分压力将会直接传递给组件底面),在组件中产生偏心受压影响,该影响克服了部分外载荷所产生的弯矩,降低了外载荷效应,进而增大了组件的抗弯能力。同时,因为拉杆传给组件的压力影响,组件裂纹和裂缝的发展得以缓解、控制、斜横截面抗剪承受力也随之增大。
四、总结
综上,房屋建筑物在安全性能以及耐用性能方面的问题,应该引起工程师们的高度重视,要建造出一幢经久耐用的房子,不仅仅要求工程师们在房屋建筑物等方面具有多年丰富经验的积累以及实践,同时还要求工程师们能够以积极而又谦虚的态度对国际上的一些成功经验和惯例做法进行良好的借鉴和引进,进而才能够引领中国的房屋建筑物的结构设计观念加入国际轨道,使其的水平上升到一个更高的层次。
参考文献:
[1] 姚继涛,马永乐.建筑物可靠性鉴定和加固基本原理及方法[M].北京;科学出版社,2003年.
2] 林文秀.混凝土加固方法与技术[M].北京;中国建筑物工业出版社,2004年.
[3]郑先元.既有建筑结构鉴定与加固技术概述及应用[J].现代物业(上旬刊),2011(01).
关键词:房屋建筑;结构加固;施工技术
在近些年中,我国的城镇化水平有了很大的提升,房屋建筑行业的发展也变得越来越快,人们对其质量的要求也在不断升高,如何提升房屋建筑工程的施工质量成为了相关企业重点研究的问题。结构加固技术对提升房屋建筑施工的质量有着非常重要的意义,它不仅可以有效的延长房屋建筑的使用寿命,还可以提升房屋建筑的耐腐蚀能力,是现代房屋建设中的一项重点技术。
一、结构加固技术的设计原则
(一)先检测后加固。为了保证房屋建筑结构加固做到最好,一定要重视方式方法,不能盲目进行加固工作。所以,为了保证结构加固工作能够做到效果最好,就一定要先进行检测,之后再进行加固工作,只有@样才能够保证后期的加固工作可以有条不紊地持续进行。在对房屋建筑结构进行检测工作的时候,要明确房屋结构的薄弱之处之后再进行深入分析,这样一来不仅能够节省建筑成本和建筑材料,最关键的是可以有目标地对房屋进行加固,从而提升房屋的整体质量,延长房屋使用寿命。
(二)保证材料的一致性。制定可实操性的房屋结构加固方案之后,需要注意的就是保证建筑材料的一致性。由于原建筑出现破损需要进行结构的加固,就一定选用原有的建筑材质对其进行加固,这样一来才能够保证房屋承载力是一致的。如果使用加固材料不一致,就会直接影响建筑物的承载力,很有可能会降低原有的承载力,导致加固效果事倍功半。因此,在房屋修复以及加固过程中,一定要重视材料的选择,保证加固材料与原有材料质量的一致性,这样才能够从根本上提升加固效果。
(三)在经济上的可行性。在考虑建筑物结构加固情况的时候,一定要根据实际情况制定经济允许范围内的加固方案,这样才能够保证房屋建筑的价值。由于建筑物是一种常年消耗的资源,要想保证在任何自然环境因素以及人为因素的影响下都不降低本身的居住效果,就需要提升加固材料的整体质量,而质量提升就意味着选用经济效益比较高的加固材料。因此,在关注结构加固工作过程中,一定要对经济上的可行性予以重视,这样才能够制定出最合理的方案。
二、房屋建筑结构加固施工技术
(一)加大截面加固法。这一方法主要用在房屋材料是钢筋混凝土时,钢筋混凝土截面会有较高的受压位置实施混凝土现浇层的现象。在原来的混凝土受力构件一边或者两边都加上混凝土,这样会使截面面积变大,为了提高构件的承受力,要加入一定数量的钢筋。这个方法在板、柱、墙基础构件中作用比较明显。其加固效果还是很显著的,实用性高、适合的方面也比较广泛,但是在施工时会有点复杂,湿作业的工作量大,施工时间相对较长。
(二)增加支点技术。在房屋建筑施工中,可以通过增加支点的的方式来提升建筑整体的坚固性和稳定性。增加支点可以较好降低建筑构件的载荷和承重跨度,在起到优化建筑物力分布的同时,也可以提升整体结构的承载能力。房屋建筑支点的增设通常都是选择梁和板的中间位置,这样有助于承重梁受力水平的均匀,减小房屋变形的风险。这种加固方法是最为常见的房屋加固方法,其实际的施工过程相对比较简单,但其实际施工的空间范围也有一定的限制。使用增加支点的方式进行房屋加固时,必须对建筑原本的建筑结构和使用功能进行详细分析,避免出现增加支点带来的空间减少问题。
(三)碳纤维布加固法。碳纤维布加固方法具有多种优点,如施工便捷、耐久性好、外形美观等。碳纤维布加固方法的应用主要是利用非金属纤维类材料如碳纤维布、玻璃纤维等,对房屋建筑结构进行加固处理。当然,碳纤维布加固方法具有一定的局限性,即适用于混凝土结构的抗剪、抗震及抗弯加固,具体的应用方法是:首先,清洁房屋表面,保证房屋表面无杂质,干净、平整;其次,对房屋表面的碳化层进行去除处理,如若房屋表面出现不同程度的凹陷或裂缝,需要对其进行整平处理;再次,将碳纤维布放在常温固化以及湿法铺层上,使用专用的滚筒在混凝土表面涂刷树脂,待树脂干燥后,将碳纤维布粘结在房屋表面,压实碳纤维布,保证其与树脂紧密结合。
(四)化学植筋技术。这项技术在整个建筑结构加固施工技术中占有十分重要的位置。在实际应用过程中,施工人员会使用一种化学粘合剂,在混凝土中,将用来加固的螺杆、钢筋等材料加固,使用电锤或风钻来钻孔,孔的直径在4~6mm之间,深度因为不同的植筋锚固结构胶使用方法不同,根据具体方法来确定。施工中要注意,钻孔深度和设计图纸的锚固长度在20d之上,并且大于或等于200mm,这样才能更加有效地加固房屋建筑结构。
三、结语
总的来说,结构加固技术对房屋建筑的施工有着非常重要的意义,加强对结构加固技术的研究,并将其合理的运用在房屋建筑施工中,不仅可以有效的提升房屋建筑的整体性能,还可以给人们一个可靠的生命财产安全保证,为延长建筑的使用寿命,提升建筑的整体效益带来更大的帮助。
参考文献:
【关键词】钢筋混凝土;房屋;加固;改造
根据我国权威机构的调查显示,在今后的十几年中,我国建筑业的重心将转移到对已有的建筑物进行加固、修复等方面。随着这方面需求的扩大,我国工程施工人员的知识素养和施工的技术手段也会不断增强,本文简略的介绍了一下钢筋混凝土房屋加固的一些基本理念和知识。
1 传统钢筋混凝土房屋加工技术
1.1 地基加固
建筑物因地基基础出现整体沉降或者局部不均匀沉降等变形、无法承受上部传递下来的荷载而引发的建筑物整体或局部倾斜、不同构件出现裂缝等情况,就要对建筑物原有的地基、基础进行加固,要根据每个工程地基受损的实际情况选择不同的加固施工技术措施,例如:变换地基的基础类型、地基基础加大截面技术、地基加固技术或者对建筑物由于基础受损而引发的病害综合加固技术。
1.2 钢筋混凝土构件的加固技术
钢筋混凝土构件可根据具体情况选择修补技术。例如,只是表层缺失,经常采用的修补方式是抹水泥浆,或者水泥砂浆。对混凝土结构的深层缺陷,一般采用细石混凝土(或环氧混凝土、高强灌浆料H-40或者H-80)灌筑、水泥压力注浆、化学灌浆等方法。在构件抗弯、抗剪等抗力不足的情况,一般使用的是加大构件截面、喷补混凝土、增设支点、体外预应力、粘贴钢板、碳纤维方法等等。
1.3 砖砌体加固技术
砖砌体加固一般有以下几种方法:水泥灌浆法、由于砂浆强度不高而采取的剔除砖缝砂浆重新粉刷法、增设壁柱法、绑扎钢筋网(钢丝网)粉刷法、扩大砖砌体的截面法和增设圈梁法等。以上加固法要注意的是,绑扎钢筋网(钢丝网)法一般用于抗震加固。
2 钢筋混凝土房屋加固改造设计要点
2.1 直接加固
加大截面。在钢筋混凝土房屋因构件受压的区域(如混凝土柱等)加筑混凝土浇层,可以有效的扩大构件的截面的面积,进而提高构件截面刚度和抗弯抗剪能力。加大截面的房屋加固法,施工技术相对简单、加固效果显著,受到了大部分施工单位的青睐,但是在实际加固作业中对人们的生产和生活有一定的影响。
粘钢加固法。在钢筋混凝土构件的受损构件区域或者配筋不足的部位粘贴钢板,这样不仅可以提高构件的承载能力,还便于施工,减少施工的时间,但由于粘贴钢板的维护周期较短,建议每两年对粘贴钢板进行除锈刷漆等维护。
粘贴碳纤维片材。粘贴碳纤维片材的房屋加固法,除了有粘贴钢板加固法的优点之外,还具有极强的抗腐蚀性和耐潮湿性。此外,其重量较轻,几乎没有自重,维护费也相对较低。但是碳纤维片材易引起火灾,要对其做好防火准备。
外包钢加固法。外包钢加固法是在受损或者被加固的部件表层包裹一层钢型或者钢板。常用的包法是湿式包法,也就是使用环氧树脂化灌浆等方法,将型钢或者要被加固的的构件粘合在一起,形成一个整体。加固后,截面刚度和正截面承载力将有很大的提高,建筑的安全性也随之有了很大的提升。
2.2 间接加固
预应力加固法。预应力加固法有两种加固形式,分别是预应力水平拉杆加固法和预应力下撑拉杆加固法(湿式或者干式)。
预应力水平杆加固,在预应力和外部力量的共同作用下,拉杆内部出现轴向拉力。该拉力通过拉杆传到构件上,这时构件就会受到压力。这种方法客服了由外部带来的压力而导致的构件变形,减小了外力为构件带来的荷载效应。此外,由于拉杆的作用,构件的裂缝得到了很好的控制与缓解,随之,斜截面的抗剪裁能力也有所提高。
预应力下撑拉杆加固,在钢筋混凝土构件使用该方法的时候,预应力撑杆所用的角钢截面,压杆肢的两根角钢用缀板连接,形成槽形的截面。也可单根槽钢作压杆肢。这样,形成了一个由损坏或者被加固构件与拉杆共同组合的结构体系,达到共同作用的目的,从而提高了构件的承载能力。
支撑加固法。对被加固构件(一般为钢筋混凝土梁)增加一个或者多个支点,可以减少受弯构件的有效计算跨度,大大减少被加固构件所受弯矩(弯矩与有效计算跨度的平方成正比),提高整个构件的荷载水平。这种加固方法虽然效果很好,但是容易对建筑物造成损害,使建筑物不能很好的维持原貌,还有可能减小建筑物的使用空间。在使用这项技术的时候要结合建筑的具体情况来进行加固作业。
2.3 对裂缝的修补
裂缝修补技术可根据混凝土裂缝的形状、裂缝的宽度、裂缝的深度(或者是否贯穿)、裂缝是否已经达到稳定状态以及裂缝产生的综合因素,结构建筑具体情况进行不同的修补方式,这种修补技术可以使得构件减缓老化、构件内减缓钢筋锈蚀速度,从而使建筑物延长使用年限、增强建筑的耐久性。这种技术适用于任何类型的钢筋混凝土建筑物的裂缝修补,但是除了对裂缝的修补之外,还要适当的对有需要的建筑物进行其他方式的加固。
2.4 混凝土表面的处理技术
混凝土表面的处理技术是指运用射水法、喷砂法、真空吸尘法或者化学反应法对建筑物的混凝土表面进行除污痕、残渣以及其他没有利用价值的垃圾的技术。
2.5 混凝土表层密封
使用聚合物灌浆、涂膜、柔性密封剂填充等方法,防止混凝土受潮和裂缝,从而起到保护表面混凝土及内部钢筋的作用,这是混凝土表层密封技术的表现形式。在实行这项技术的时候好做好监控、把关工作,要保证施工时的人员安全和施工质量。
3 其他要点
第一,在对旧的建筑物进行加固时,要收集房屋各方面的情况,例如:房屋的使用面积、房屋使用的建筑材料、损坏情况、房屋的受力特点等等,为实际加固过程中提供有效的数字,以便更加合理的对房屋进行加固。
第二,在对旧建筑物进行加固时,还要考虑到建筑物原有的受力结构和状况,选择符合该建筑物的加固方式,在经济节省的情况下,不对建筑物进行二次损坏,不影响建筑物的外观。此外在加固的过程中还要考虑到旧建筑的抗震能力。
第三,在房屋加固的过程中,不仅要考虑到旧建筑原有的承载结构,还要考虑到新的承载结构与旧的承载结构互相结合,互不干扰。
第四,房屋加固的设计施工人员,要及时了解市场上对房屋加固的新技术和新要求,及时加以引用和创新,在实践中获得经验,在经验的总结中开拓创新 。使得加固设计更加经济实惠并且更加有效。
4 结语
房屋的加固和改造是,我国近几年里建筑行业的流行趋势,它不仅大大降低了资源的浪费情况,还具有施工时间快、投资少、不需要拆迁、不占用土地等优点。随着科学技术的发展, 国内外建筑界对加固结构也会有新科技的引入和创新,加固施工的技术和原理将得到很好的发展与完善,对房屋的加固方法也会越来越多。在实际加固施工中,施工人员要从多个方面做分析比较,例如:对房屋检测结果的分析、对技术和效益方面的分析等等。要在方案的对比过程中灵活运用价值工程理论,这个理论可以更加科学的对房屋加固方案进行比较。房屋加固技术不仅可以让原有建筑物更好的发挥其作用,还可以改善居民生活,为居民住行带来极大的便利。
参考文献:
[1]聂雪飞.钢筋混凝土房屋施工技术探讨[J].科技致富向导,2012(27).
[2]周鹏.钢筋混凝土房屋施工技术特点研究[J].科协论坛(下半月),2011(04).