关于房屋建筑结构加固设计及施工应用分析论文_朱斌

广东天大园林古建筑有限公司

摘要:目的:探究房屋建筑结构加固的必要性,做好房屋结构加固是确保房屋建筑稳定的关键。方法:探讨房屋结构加固方法与加固技术,分析房屋结构存在问题,列举各种技术应用的优势,提出几点房屋结构加固措施,并对不同加固方法对比分析。结果:分析发现外界环境会影响建筑结构稳定性,出现裂缝、脱皮等情况,使用加固技术以后,房屋稳定性增强。结论:加强房屋结构加固设计,提升了房屋建筑结构稳定性。

关键词:房屋建筑;加固设计;施工技术

0 引言

房屋建筑结构经常出现耐久性与稳定性不良的问题,极大威胁到了建筑结构的安全,更会威胁到居住人员的生命财产安全,这是房屋建筑结构设计急需解决的问题。施工人员不仅要使用积累到的经验,更要充分借鉴国内外先进成果与技术,但是,鉴于房屋建筑结构设计存在复杂性,过去的结构加固设计存在诸多弊端。由此,加强结构加固技术的研究与应用,是治理房屋结构稳定性低的关键。下面将对加固技术具体分析。

1 常见建筑结构加固方法的缺陷

1.1 直接加固法缺陷 直接加固法中有置换混凝土加固法,这一方法的使用不会影响到建筑物净空,但施工需要花费非常多的时间,将严重影响到混凝土强度,并使梁、柱混凝土承重加大,影响建筑结构稳定性;还有一种大截面加固法,这一施工方法现场湿性作业时间长,影响到正常生产与生活,还会使净空减少;粘结外包型钢加固法现场需要使用大量钢筋,需要将混凝土结构强度增大,加固效果与胶黏工艺水平相关,在湿度环境下会使构件出现弯曲或者变形;黏贴纤维增强塑料加固法的使用需要设置防火层,不适合应用在所有的建筑构件中;绕丝法的不足与截面法相似,需要对构件施加较大约束力;锚固法需要对构件混凝土承重改造。

1.2 施工中存在的不足

1.2.1 结构设计不合理 在房建施工,很多技术人员对建筑工程性质与内容不够了解,也很少到施工现场考察,不能与工程相关人员交流探讨,造成实际施工与设计图纸不契合,使施工工艺操作缺少技术指导。从大型建筑结构到小型装修风格,这些问题的出现都会拖延工期,为施工单位带来一定损失。由此,加强房建结构设计是确保房建结构施工质量的关键 。

1.2.2 房建结构施工人员专业技术能力差 房建工程所需的劳动力非常多,不同岗位人员技术能力存在差异,并且随着科技进步,对施工人员的技术能力也提出了更高的标准。但是,很多技术人员不能按照设计要求操作,缺少对材料、设备使用方法的掌握,缺少对新型材料、技术的研究兴趣,消极怠工的情况较严重,极大影响到了施工进度与质量。此外,现场施工人员流动性大,使用的农民工数量较大,这部分工人缺少技术经验不足,文化素养低,只能开展一些体力工作,并且施工团队精神缺失,缺乏积极性。由此,加强对施工技术人员的培训与教育显得尤为重要,是做好房建结构加固施工的前提。

1.2.3 钢结构设计不合理 钢结构是房建施工中最常使用的结构材料,钢结构特性决定了其在施工中的应用方法与程序。但是很多设计人员都缺乏对钢结构设计的重视度,不按照设计流程开展钢结构布设与安装是常见问题,造成钢结构设计缺乏规范性与合理性,在进行钢结构设计过程中,要做好钢结构选项与布置,这样才能更好地对设计内容进行规范,满足设计标准。

2 房建结构新型加固技术

2.1 增大截面加固法 当混凝土材料处于三向应力状态时,三向应变将受到约束,进而将混凝与承载力增强;当侧向压力增大时,约束混凝土构件也会出现横向变形的增大,促使结构承载力增大。按照三向受力原理,新、旧混凝土结合构件将共同受力,使构件刚度与强度增大,进而使整体承载力增强。这种加固方法优势是能够在构件外表面增加一个钢筋混凝土套箍层,进而将原来的混凝土强度与延伸性增强,提升混凝土抗压性能。

2.2 外贴型钢加固法 外贴型钢筋加固法具有现场工作量少、受力稳固、工期短的特点,能够对原有构件除锈以后应用,湿性作业减少,构件在加固后的一天时间内都可以应用;外贴钢技术受环境与截面面积影响,能够将刚度与承载力提高,并且使用成本较低。黏贴过程中对粘结强度与弹性模量有较高要求,如果周围环境有腐蚀介质时需要使用可靠的耐久性防护措施。

2.3 黏贴碳纤维复合材料加固法 使用碳纤维复合材料加强混凝土构件稳定性能使新、旧构件后期强度增大,并提升加固速度,加固以后的结构构件会有更高耐腐蚀性与耐久性,对结构影响小,几乎不会使截面面积增加,耐久性良好,大大提升结构构件受力性能。碳纤维加固技术使用的越来越多已经渐渐取代了粘钢加固技术,鉴于碳纤维弹性模量低,一般在 220GPa左右,高弹性模量在340~560GPa之间,将碳纤维复合材料外贴会使构件加固效果提升。

2.4 钢丝网砂浆加固技术 钢丝网砂浆加固技术优势在于自身含有较高钢材与复合水泥砂浆,并且砂浆具有较强的分散性。研究证明,当钢丝网水泥砂浆含钢量达到300kg/m 3 时,会比普通的水泥砂浆更容易增强砂浆特性。钢丝网砂浆加固使用的材料弹性好、抗拉强度大、抗渗性与抗裂性好。在实际工程中使用普通钢筋混凝土构件容易出现开裂、断裂等问题,并使预应力构件自重降低,延性较弱。而使用钢丝网水泥复合砂浆则能增强混凝土构件的整体承载力,增强结构稳定性。

3 工程实例分析

工程概况:某高校体育场占地面积约为11562.2m2,附属建筑面积达4532.72m2,建筑耐火等级为2级,建筑使用年限为40年,结构类型为框架式结构,抗震度为7度。结构布置图示如图1。

鉴于设计出现变更,原有结构的稳定度与钢筋混凝土承载力不能满足标准。该工程使用了加固钢筋混凝土柱,高为8.2m,另有一根长度在11.2m的钢筋柱,图示如图2。

工程使用了外贴钢加固法,在混凝土构件外贴一层型钢,与原有混凝土构件一起工作,受力整体均匀,进而将建筑结构的抗弯性能与抗剪性能增加。在使用外贴钢加固法以后,使混凝土构件刚度与承载力明显增强,减少了配筋量,使用胶黏剂与黏贴工艺,增强了黏贴稳固性。本工程是一个看台结构,使用两个柱作为加固构件,使用外贴型钢将构件加固,造价低廉,高分子材料使用比套箍加固法少。此外,本工程还使用了套箍加固技术,将原有钢筋量输入,使用PKPM软件对参数分析,加固原配筋面积为3562.2mm2,在不改变截面面积情况下需要加固的配筋棉结为1230.63mm2,使用套箍加固技术间距控制在120,考虑到厚度,需要在原有截面面积上增加配筋量。使用 PKPM 软件中混凝土构件加固设计软件,对混凝土构件进行验算。取中间纤维的设计拉应变取值;纵向受钢筋极限设置为0.02,单层纤维厚度10mm直径。使用不同加固软件对套箍加固技术进行分析。使用加固技术的施工难度与钢材总重量见表1所示。

从表1可以分析出,钢筋钢丝网砂浆加固技术的使用与套箍加固技术相比更加经济、实用,适合本次工程实际情况。并且此项目拟定这一加固技术以后迅速应用,使用钢筋钢丝网砂浆加固以后加固效果更加显著。

4 结束语

总之在很多因素下,都会加速建筑结构老化,并且我国是地震多发国家,建筑物受地震灾害影响较大,对建筑结构稳定性、居住者的生命财产安全都造成了非常大的威胁,加强房屋建筑结构稳定性显得尤为必要。加强房屋建筑结构稳定性要有加固技术的支持,并且需要在施工中合理使用这些技术,使技术操作达到施工设计标准,合理使用加固技术是房建结构达到稳定性的关键,才能更好地促进房建行业稳定、可持续发展。

参考文献:

[1]俞红升.既有建筑改建为大空间的结构加固施工技术.江西建材,2014.

[2]于五星.国家图书馆一期维修改造工程结构加固施工技术.城市建设理论研究(电子版),2015.

[3]赵永萍.关于现代建筑混凝土结构加固施工技术的探讨.建材与装饰,2015.

[4]胡海江.曾峥.湘潭市住宅公司综合楼结构加固施工技术的探讨.广东科技,2015.

论文作者:朱斌

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期

论文发表时间:2017/10/12

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