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摘要:自然因素和社会因素会对已建成的建筑结构的功能和稳定性产生一定的影响。因此在建筑物完工之后,必要的加固措施是一定要采取的。本文基于工业与民用建筑结构的特点,从混凝土、砌体结构、钢结构等方面着手,探讨了建筑结果加固的措施,希望能够对于建筑建构的加固设计提供一定的理论支撑作用。
关键词:砌体结构;混凝土;钢结构;加固设计;方法
稳定性的保证是建筑结构最重要的工作之一。但是建筑结构稳定性会受到各种人为、自然因素的影响,所以应当通过稳定结构相关知识的应用,加强建筑结构的加固设计。通常情况下,工业及民用建筑结构中常用的加固设计方法有钢结构加固、砌体加固、混凝土加固,本文对这三种加固设计方法进行了研究探讨。
一、混凝土结构加固
在建筑结构中,钢筋混凝土施必备的原材料之一,因此在进行建筑结构加固设计的过程中,钢筋混凝土结构加固设计是需要考虑的重要部分。通常情况下,钢筋混凝土结构加固有直接、间接两种方法。
(一)直接加固方法
钢筋混凝土结构的直接加固可分为以下几种:(1)增大横截面积法:通过在受弯构件上加现浇层的方法,实现截面高度的增加,从而达到截面面积的增大,进而使受弯构件的抗弯能力得到提升,最终达到使建筑物加固的目的。其原理如图1所示。(2)置换混凝土法:该方法是指将原来有缺陷的混凝土用强度等级高一级的混凝土所替代,从而达到使建筑物加固补强的目的。采用该方法进行加固的优点与增大横截面积方法的优点类似,但其适用范围更窄,受建筑物所处的环境及结构的约束[1]。(3)粘钢加固法:该方法是指采用将钢板粘接的方式,以此来提高建筑结构的承载能力。其加固效果受施工水平、外界空气湿度等影响较大,通常是用在非主要受力的区段。(4)绕丝加固法:该方法指的是将受压构件外表面缠绕上钢丝,从而达到提高其承载能力和延展性的目的[2]。
图1 柱增大截面加固
(二)间接加固方法,
常用的间接加固法又分为以下几种方法:(1)预应力加固法:该方法主要是考虑外载荷及其产生的弯矩的作用,在建筑结构上预先加设水平拉杆及支撑拉杆,用来克服或是抵消部分外在载荷,从而提高结构的稳定性能[3]。(2)增加支承加固法:该方法原理与预应力加固法相似,都是在建筑物结构上增加支撑物,以此来提高结构的稳定性。
在实际现场进行作业时,要根据建筑结构的特点、承载力以及建筑环境等多方面因素综合考虑,优选出最佳的加固施工方案,以确保混凝土结构的加固效果。
二、砌体结构加固
砌体结构也叫作砖石结构,该结构的抗压能力非常好,但是其抗拉能力较弱,所以对砌体结构的加固主要也是通过增加其承受抗拉载荷能力进行的,也可以划分成直接、间接两种方法。
(一)直接加固方法
(1)钢筋混凝土外加层加固法:该方法具有施工简单、适应性强、加固之后效果显著等特点,是实际施工中最常用的加固方法之一。(2)钢筋水泥砂浆外加层加固法:该方法与第一种方法相比较而言,其提高承载力的效果不是很理想,在砌体墙的加固工艺中经常用到此类方法[4]。(3)增设扶壁柱加固法:该方法主要是在非震区的建筑结构的加固工作中常被采用,其他情况用到的比较少。
(二)间接加固方法
(1)无粘结外包型钢加固法:该方法经常与其他的防护措施一起采用,所以费用比较高。(2)预应力撑杆加固法:该方法对于提高砌体的承载力有明显的效果,因此主要应用在对应力、应变有较高要求的砌体加固工作中。
砌体是建筑结构中承载力的的主要承载者,砌体的承载力以及稳定性直接影响着建筑结构最终的质量与稳定性,因此对于砌体加固我们在实际施工过程中,必须要采取最优的加固方案,在保证最优的加固效果的前提下,使用的费用最少。
三、钢结构加固
建筑物内另一主要的承载结构为钢结构,钢结构加固的主要方法有以下几种:
(一)变化钢结构的计算图形
(1)增加刚度法:该方法包括增加支撑、增设辅助杆等方法来改变结构的长细比、结构的振动频率,从而提高结构的稳定性能。(2)改变截面受力情况:该方法是通过改变载荷的分布、改变端部的支撑情况以及增设支撑点等手段,从而实现截面载荷重新分布,承载力能够分散在整个截面上。(3)改变杆件的受力情况:该方法常用的一种手段是通过增设支撑杆,使得桁架称为支撑式的结构,从而增加结构的稳定性;除此之外,在结构内增加预应力拉杆也是常用方法之一[5]。
(二)加大构件截面的加固
众所周知,钢结构的承载能力及稳定性能与其横截面的面积成正比,因此在考虑钢结构加固这个问题时,首要考虑的是增大其截面面积。需要注意的是,对于横截面面积的改变,要符合已有的缺陷和损伤情况,并且满足钢结构加固的要求。
(三)连接的加固
钢结构中构件跟构件的连接方式常见的有焊缝、铆钉、螺栓等,不同的连接方式对连接处的承载能力影响是不同的,因此在钢结构中构件连接时,要充分考虑施工条件、外界环境条件、构件本身的特点以及加固要求等多方面的情况,选择一种最佳的连接方式,并确保其能达到相关要求。
结语
工业和民用建筑结构的加固,是我们在工作和生活中经常遇见的问题,本文从不同的结构类型(混凝土结构、砌体结构、钢结构)入手,综合考虑建筑物的功能,结合现场施工条件以及现有施工技术,确定出不同的建筑结构的加固设计方法。在实际生产和施工过程中,相关工作人员需要综合考虑上述各方面要素,综合制定出一套科学可行、经济合理的最佳稳定性能的加固方案。
参考文献
[1]包忠燕.研究一般性工业与民用建筑结构加固设计[J].建材与装饰,2017,(10):65-66.
[2]段旭东.一般工业及民用建筑结构加固设计研究[J].门窗,2013,(01):142+146.
[3]王存朴.浅析既有建筑结构加固设计[J].建材与装饰,2012(7):14-15.
[4]张家莉.一般工业及民用建筑结构加固设计探讨[J].中国建筑金属结构,2013,10(20):175~176.
[5]公成.基于结构设计的民用建筑加固改造[J].科技创新导报,2014,10(08):39~40.
论文作者:邱胜利
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第12期
论文发表时间:2017/12/12
标签:建筑结构论文; 方法论文; 结构论文; 钢结构论文; 截面论文; 砌体论文; 承载力论文; 《建筑科技》2017年第12期论文;