钢筋混凝土结构建筑加固设计分析论文_徐辉,李宝月

钢筋混凝土结构建筑加固设计分析论文_徐辉,李宝月

北方工程设计研究院有限公司 河北石家庄 050000

摘要:当建筑物达到或接近使用年限时,由于混凝土材料耐久性的限制或使用维修不当,这些建筑会存在结构承载力不足或变形裂缝等问题,危及结构安全和正常使用,但由于受投资等因素的影响,往往不会拆除重建,而是采用更具经济性与实用性的结构加固的办法,来实现结构安全的目的。另有一些建筑要改变使用功能时,也必须经过结构加固来实现。因此,加固方法的选择和加固设计对于加固工程的质量有很大的影响。

关键词:钢筋混凝土结构建筑;加固设计

1加固的意义

钢筋混凝土结构从诞生至今已有一百余年的发展历史,是当今工程领域运用最为广泛和成熟的一种结构体系。这种结构体系能具备人们对建筑物需求的三项基本功能即安全、适用和耐久。当建筑物受外力作用,它的主体或围护结构构件,存在安全隐患或建筑物的使用功能需要改变时,就需要对建筑物整体或局部进行加固。通过相应的技术手段进行加固从而使受力结构或维护结构的刚度、强度、稳定性和耐久性得到加强,使建筑物达到它的三项基本功能。对钢筋混凝土结构的加固:(1)对受到损伤的部位的加固,使其能继续承受建筑物的设计载荷;(2)对未受损的部位进行加固,满足建筑物对新荷载的安全要求。

几种常见的需要加固补强的建筑结构:(1)由于建筑结构即将或是已经超过设计使用年限且出现结构损伤,造成使用功能受限或安全隐患。(2)在设计或施工时出现失误导致建筑物无法承受设计荷载。(3)由于地震、风暴、火灾和泥石流等灾难性事件造成的建筑物产生损坏现象。(4)对一些有价值的建筑物进行保护时。(5)对现有建筑进行改、扩建,原结构不能满足后续使用荷载时。(6)对建筑物进行装修需要改变原设计的受力体系时。我国从1949年建国至今,按我国建筑设计50年的标准,70年代前建的房屋已经达到了使用寿命,改革开放初期的建筑也已经入老龄化。对这些超龄或马上到达设计使用年限的工业、民用建筑进行必要的加固和改造是非常必要的。目前,建筑结构的鉴定、加固和改造项目在建筑市场中的占比也是逐年提高。所以,非常有必要对钢筋混凝土结构加固技术深入研究并推广应用,从国内、国际土木工程学科设置与论文发表量来看这一点得到了大家的共识。对已建成的钢筋混凝土建筑进行相应的加固补强,不仅可以节约大笔新建的投资还能减少大量不可降解的建筑垃圾的产生,还能减少拆除原建筑产生的扬尘污染,而且加固改造的周期比拆除新建快很多,由此产生的社会和经济效益巨大。

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2结构加固设计原则

2.1实际出发原则

在进行加固作业前,需要先确定结构的可靠性并做好检测鉴定工作,还应对结构作业中所使用的材料以及实际作用进行进一步的研究,可以利用此对钢筋混凝土结构中所存在的不足、损伤等情况进行充分的了解。在进行钢结构混凝土结构加固设计时,设计人员应重点关注施工材料、施工设备的选择,并利用精准的计算方式确保设计可以满足工程要求。

2.2全面比较原则

在确定钢筋混凝土建筑结构加固设计方案确定后,还应针对该结构中相关构件的损坏程度、需要占用的空间以及加固时应用的技术等相关要素,如主要功能与加固技术、非技术性因素及加固后的效果等各个方面的因素进行有效评估,可以通过原有的钢筋混凝土结构加固档案进行对比与结合,然后选择出更合适的结构加固改造方案,在此设计人员应注意不得只依靠原有的改造经验来确定结构加固设计方案。

2.3协同受力原则

在选择、确定钢筋混凝土建筑结构加固方案时,应确保其可以对工作进行全面对比,并确保其协同受力情况。通常情况下,所采用的加固方式多是为了确保改造工程完成后确保添加后的部件、构件以及界面可以与原有的结构进行有效的结合,避免出现破损情况,同时确保共同受力、工作以及加固承受力都可以满足荷载与变形要求。假如没有办法在技术上来实现添加构件与原有构件形成同受力,施工人员可以不间断的进行相关操作来承受相应的载荷与变形情况,在此基础上确保加固部分可以满足载荷的要求。

2.4保留完好原则

在加工相关加固构件的过程中应尽可能的不给建筑原有结构带来损伤,同时也应在保证使用功能的基础上保留原有部分,避免大面积更换、拆卸或是凿损等情况的出现,并在此基础上来降低施工成本,提升经济效益。

3钢筋混凝土结构建筑的加固设计方法

3.1直接加固法

在直接加固方法中较为常见的方法主要包括粘钢加固法、黏贴纤维增强塑料加固法、置换混凝土加固法、有黏结外包型钢加固法、绕丝法和锚栓锚固法等。在采用粘钢加固法时,一般情况下钢筋混凝土结构中受弯构件的承载力不足的部位,在其外表面进行黏贴钢板,增强被加固构件的承载力。黏贴纤维增强塑料加固施工技术主要是使用胶结材料可以有效的增强纤维复合材料的黏贴受拉力,这样就可以与加固面一起来承担受拉作用力,但具体要进行专门的防水处理,对于需要承受各种外作用力的混凝土结构构件和一般构筑物具有较好的实用性。利用置换混凝土加固技术不会给建筑物的净空带来不利的影响,在进行具体的加固施工时,若采用湿作业方式会需要较长的时间,在进行受压区域混凝土强度相对较低、存在严重缺陷的梁体、柱体混和构件加固施工具有比较好的实用性。利用外包钢加固施工时,主要是将被加固构件外部利用型钢或是钢板进行包裹,在进行加固施工时通常会使用湿式外包法,也就是使用环氧化树脂灌浆等方法来进行黏结性钢筋与构件的加固,加固后,构件受拉和受压能力会大幅度提高。对于混凝土结构构件斜截面承载力不足时宜采用绕丝法进行加固,另外,当对受压构件施加横向约束力的情况下也适宜采用绕丝法进行加固施工。

3.2间接加固法

间接加固法中,具体包括预应力水平拉杆和增加支承两种加固方法。对于混凝土受弯构件的加固施工经常会使用预应力水平拉杆技术来完成加固作业,在预应力与外部载荷的共同作用下,拉杆会产生轴向拉力,通过拉杆锚固偏心将轴向拉力传递到构件上端,在构件上端会出现偏心受压力,可以有效增强构件的抗弯性能。在增加支承加固法中,可以减少受弯构件的跨度,有效地降低作用在被加固构件上的荷载效应。这种方法较为简单和可靠,但采用过程中可能会造成使用空间减小。

结语:

总之,随着我国建筑事业的快速发展,也取得了较大的成就,因此建筑类型、建筑结构也随之增多,因此建筑质量也受到了重点关注,但是可修复性与使用寿命与发达国家还存在一定的差距。因此,从目前我国钢筋混凝土结构加固技术来看,也取得了较好的成绩,但是在发展的过程中还存在一定问题,因此应进行进一步研究,以此来推动我国建筑行业的发展。

参考文献:

[1]蔡阳.试论建筑结构加固设计与施工技术的应用[J].江西建材,2017(20):7-10.

[2]区桂华.某钢筋混凝土结构框架柱的加固设计分析[J].四川水泥,2017(06):111-123.

[3]张丹阳.损伤混凝土柱的加固及加固后的性能研究[D].西安工业大学,2017.

论文作者:徐辉,李宝月

论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期

论文发表时间:2019/5/28

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