摘要:簡述了建筑結(jié)構(gòu)加固改造的目標(biāo)與特點(diǎn),從直接、間接、梁、板、柱加固改造等方面,介紹了結(jié)構(gòu)加固改造的方法,并總結(jié)了各加固技術(shù)的優(yōu)劣勢,對提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有一定的意義。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu),加固改造,增大截面法,預(yù)應(yīng)力加固法
1建筑結(jié)構(gòu)加固改造的目的及特點(diǎn)
1.1加固改造目的
加固改造建筑物結(jié)構(gòu),主要基于兩個(gè)方面的考慮:1)有效增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、剛度;2)增加建筑物的使用功能。此外,因?yàn)椴煌ㄖ锏氖軗p程度是不一樣的,因而它們具有不同的加固改造目的、要求。一般而言,對于不同的工程項(xiàng)目,應(yīng)分別對待,選用有效、適當(dāng)?shù)妮o助手段,確定合理的建筑結(jié)構(gòu)加固改造方案。
1.2加固改造特點(diǎn)
第一,和新建工程比較,應(yīng)先合理清理、拆除原建筑物以后,再加固原建筑物。第二,在加固改造原建筑物之前,應(yīng)先合理設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)加固方案,檢測、驗(yàn)算原建筑物結(jié)構(gòu),準(zhǔn)確判斷建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)性,假如已建建筑物需要進(jìn)行加固改造,則在施工之前,一定要進(jìn)行有關(guān)加固改造計(jì)算,對建筑物新、舊結(jié)構(gòu)要進(jìn)行全面考慮,如建筑物的使用期限、建筑物的強(qiáng)度、建筑物的剛度等。第三,因?yàn)槭┕がF(xiàn)場作業(yè)環(huán)境比較特殊,在建筑結(jié)構(gòu)加固施工中,其施工現(xiàn)場空間是比較小的,在施工過程中存在很多約束條件。第四,一般情況下,大部分原建筑物均處于投入使用狀態(tài),因而在建筑結(jié)構(gòu)加固改造工程施工過程中,應(yīng)盡量確保原建筑投入使用不遭受影響,基于此,加固改造工程施工難度是比較大的。
2建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)分析
2.1直接加固改造
1)增大截面加固法。當(dāng)加固改造鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),增大截面法是選用頻率最高的一種加固方法。增大截面加固法主要優(yōu)點(diǎn)有:施工技術(shù)較為完善,施工便利,施工質(zhì)量控制難度低,施工作業(yè)人員專業(yè)要求較低,能夠使建筑構(gòu)件抗力得到有效增強(qiáng);增大截面加固法主要缺點(diǎn)有:建筑物空間會(huì)被占據(jù)一部分,建筑使用面積減小,施工現(xiàn)場存在大量的濕作業(yè),需花費(fèi)較長時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù),尤其是在建筑物使用過程中,生活、生產(chǎn)均會(huì)遭受加固施工一定程度的影響,同時(shí)建筑物結(jié)構(gòu)外觀勢必會(huì)受到一定程度的影響。2)置換混凝土加固法。當(dāng)受壓區(qū)混承重構(gòu)件中的混凝土密實(shí)度、強(qiáng)度不夠高,需要進(jìn)行加固時(shí),選用置換混凝土加固法是較為合適的。置換混凝土加固法主要優(yōu)點(diǎn)有對建筑構(gòu)件進(jìn)行加固以后,能夠使其原貌進(jìn)行完全恢復(fù),原有建筑結(jié)構(gòu)布置、原有建筑空間不會(huì)發(fā)生任何變化;置換混凝土加固法主要缺點(diǎn)有:需進(jìn)行較長時(shí)間的施工濕作業(yè),需要對大量舊混凝土進(jìn)行清除,如果原建筑結(jié)構(gòu)對周邊建筑結(jié)構(gòu)有影響,則需采取有效的臨時(shí)性加固、支撐措施。3)外包鋼加固法。外包加固法實(shí)際上就是選用合適的型鋼材料外包建筑混凝土構(gòu)件,如角鋼、鋼板等,混凝土構(gòu)件起到一定約束作用,進(jìn)而使混凝土構(gòu)件抗壓能力有效提高。外包鋼加固法大致分為兩種類型,即濕式外包鋼法、干式外包鋼法。當(dāng)加固混凝土構(gòu)件時(shí),假如嚴(yán)禁改動(dòng)原構(gòu)件的截面尺寸,但必須要大幅度提高原結(jié)構(gòu)的截面承載力時(shí),則宜采用外包鋼加固法。4)噴射混凝土加固法。噴射混凝土加固法就是指通過運(yùn)用一些動(dòng)力制造機(jī)器,如噴射機(jī)械等,在受噴表面上噴射拌合料,當(dāng)拌合料凝結(jié)硬化后,便會(huì)形成一種混凝土。而這種混凝土能夠和鋼材、磚石等產(chǎn)生高強(qiáng)度粘結(jié)現(xiàn)象,且該粘結(jié)整體具有較好的耐久性、力學(xué)性能。噴射混凝土和原建筑結(jié)構(gòu)之間所形成的結(jié)合面,能夠有效傳遞拉應(yīng)力、剪應(yīng)力。但是在采用這種方法時(shí),使用的噴射機(jī)械體積偏大,占據(jù)較大的施工作業(yè)面。
2.2間接加固改造
1)增加支承加固法。增加支承加固法就是指在增設(shè)適量支撐點(diǎn)后,能夠使建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度減小,使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布發(fā)生變化,進(jìn)而有效增大承載能力的一種加固方法。當(dāng)需加固改造的建筑物沒有較高的外觀要求、使用要求時(shí),選用增加支撐加固法是比較合適的。支撐加固法,便于安裝拆卸、受力位置明確、可靠、施工簡單等,但是建筑使用空間會(huì)遭受一定程度的影響,同時(shí)損害建筑物使用性能和外觀。2)預(yù)應(yīng)力加固法。預(yù)應(yīng)力加固法就是指設(shè)置外預(yù)應(yīng)力撐桿,將一定的預(yù)應(yīng)力施加在撐桿上,以改變原建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布情況,有效降低原建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,進(jìn)而提高原建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。在加固改造大跨度構(gòu)件、重型結(jié)構(gòu)、高應(yīng)力混凝土構(gòu)件等時(shí),宜選用預(yù)應(yīng)力加固法。不過,選用這種方法時(shí),原建筑結(jié)構(gòu)外觀會(huì)受到一定程度的影響,如果沒有采取防護(hù)措施,收縮徐變較大的混凝土結(jié)構(gòu)在加固時(shí),是不宜選用預(yù)應(yīng)力加固法的。
2.3梁、板、柱加固改造
1)混凝土板、梁加固方法。第一,增大截面加固法。在制定加固設(shè)計(jì)方案時(shí),可以將原建筑構(gòu)件構(gòu)造特性、受力情況、施工現(xiàn)場環(huán)境等作為依據(jù),通過澆筑混凝土,以增大原建筑結(jié)構(gòu)截面面積,如果設(shè)計(jì)要求要提高構(gòu)件承載能力,還需要加配一定數(shù)量的鋼筋。通過對原建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特性、構(gòu)造特點(diǎn)等進(jìn)行深入分析后,為提高其界面面積,在制定加固改造方案時(shí),應(yīng)采取單面、兩面或三面來進(jìn)行混凝土的澆筑,當(dāng)然為使原建筑構(gòu)件承載力變得更高,還可以加配一定數(shù)量的鋼筋。第二,粘鋼加固法。粘鋼加固法就是應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)膠,在梁板受拉區(qū)表面將鋼板進(jìn)行粘貼,通過粘貼膠的作用,梁底會(huì)向鋼板傳遞自身產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而原建筑構(gòu)件和鋼板便會(huì)結(jié)為一體,全部荷載均由該整體來承擔(dān),進(jìn)而使建筑構(gòu)件的承載能力得到有效提升。實(shí)際上,粘鋼加固法這種技術(shù)是比較新穎的,其加固效果是比較好的,且施工工序簡單,能夠帶來較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,施工成本也比較低。第三,增補(bǔ)受拉鋼筋法。如果梁構(gòu)件的截面尺寸具有較高剛度、較強(qiáng)抗剪承載能力,但是彎曲抗拉強(qiáng)度卻偏低時(shí),此時(shí)可以選用增補(bǔ)受拉鋼筋法,即將適量受拉鋼筋直接焊接在原建筑梁受拉部位中。增補(bǔ)受拉鋼筋法大致分為3種類型,即粘結(jié)法、半焊接補(bǔ)筋、全焊接補(bǔ)筋。2)柱加固。第一,增大截面法。在柱加固方案中,如果原建筑使用空間條件允許,則選用增大截面法是比較合適、可靠的。柱加固增大截面法大致分為3種,即單面加厚、雙面加厚、四周外包。第二,外包鋼加固法。外包鋼加固法就是指在混凝土構(gòu)件兩面或者四角,用鋼板、型鋼等包住,且不會(huì)明顯加大構(gòu)件截面尺寸,便能使原柱承載力得到較大程度的增加,當(dāng)建筑構(gòu)件外形、使用空間約束條件較多、不能大幅度增加截面尺寸時(shí),選用外包鋼加固法是比較合適的。一般來說,方形柱、矩形柱常選用四周包角鋼橫向加綴板方法,圓柱或者其他弧形柱常選用扁鋼加套箍加固方法。第三,置換加固法。當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)而嚴(yán)重降低混凝土柱承載能力時(shí),選用置換加固法是比較合適的。置換加固法主要處理部分柱混凝土,以提高混凝土承載能力,對于原鋼筋利用率,選用置換加固法是忽略其折減情況的。第四,預(yù)應(yīng)力撐桿加固法。預(yù)應(yīng)力撐桿大致分為兩種類型,即單側(cè)撐桿、雙側(cè)撐桿。其中,當(dāng)受壓區(qū)配筋量不足、偏心受壓柱混凝土強(qiáng)度偏小時(shí),選用預(yù)應(yīng)力單側(cè)撐桿是比較合適的;當(dāng)加固軸心受壓柱時(shí),選用預(yù)應(yīng)力雙側(cè)撐桿是比較合適的。受壓柱在預(yù)應(yīng)力撐桿加固法作用下,自身的承載力能夠得到顯著提高。
3結(jié)語
工程加固改造已成為目前建設(shè)工程行業(yè)的一大研究熱點(diǎn),而我國建筑市場發(fā)展?jié)摿κ欠浅4蟮,隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的運(yùn)用也越來越廣泛,因此,我們應(yīng)對加固改造技術(shù)給予高度重視。盡管本文對建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)進(jìn)行了一定程度的研究,不過還有很多問題并未涉及到,有待進(jìn)一步進(jìn)行深入研究。
參考文獻(xiàn):
[1]何海榮,李壽獎(jiǎng).對常見結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的對比分析[J].山西建筑,2016,42(14):17-18.
[2]王巍.廣州某多層賓館加固改造的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建材與裝飾,2016(15):25-26.
[3]李小栓,李偉.建筑物加固前景分析及加固方法[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào),2015(13):33-34.
[4]任淵.中小學(xué)校舍加固方案芻議[J].山西建筑,2011,37(30):33-34.