建筑结构加固技术原则

点赞:5370 浏览:20120 近期更新时间:2024-02-28 作者:网友分享原创网站原创

摘 要:建筑物加固近几年是发展比较迅速的行业,由于种种原因造成建筑物结构不能满足要求,加之自然灾害和节约用地的需要,建筑物加固与改造将面临更多的挑战,其新技术、新方法的研究与开发有着十分广阔的发展空间与运用前景.本文将对建筑结构加固技术和原则进行初步探讨.

关 键 词:建筑结构加固技术原则

前言:

随着我国改革开放和经济建设的飞速发展,人们对建筑物的造型、安全性、适用性和耐久性也提出了越来越高的要求,建筑结构加固已成为建筑行业的一个重要分支.我国是一个自然灾害较多的国家,地震、水灾、火灾等都会对建筑物造成损害,使混凝土结构面临更严酷的考验;在五六十年代修建的大批工业、民用建筑也已进入超龄期;前些时期的新建工程又由于设计规范偏低、施工和管理等问题,造成工程质量不尽理想,存在着诸多安全隐患,等等.这些因素致使我国对建筑结构进行评估和加固更加迫切和突出.据统计,我国现有的60多亿平方米的房屋建筑面积中,40%以上需要分期分批进行检测评估和加固.

一、加固技术

1.混凝土结构加固方法与技术

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术.

1.1直接加固的一般方法

1.1.1加大截面加固法

施工工艺简单、适应性强,技术成熟,适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固,但现场施工的湿作业时间长,且加固后的建筑物净空有一定的减小.

1.1.2置换混凝土加固法

该法的优缺点与加大截面法相近,但加固后不影响净空,适用于受压区混凝土强度偏低或有缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固.

1.1.3绕丝法

优缺点与上两种相似,适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合.

1.1.4有粘结外包加固法

受力可靠、施工简便、现场工作量较小,适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承截能力的混凝土结构加固.粘贴加固法可分粘贴钢板和贴纤维增强塑料两种,都具有显著地优点.

1.1.5锚栓锚固法

该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构.

1.2间接加固的一般方法

1.2.1预应力加固法

该法加固效果好,能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固.

1.2.2增加支承加固法

该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固.

2.砌体结构加固方法

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法.

2.1适用于砌体结构的直接加固方法

2.1.1钢筋混凝土外加层加固法

其优点是施工工艺简单、适应性强,承载力有较大提高,经验成熟;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定减小.

2.1.2钢筋水泥砂浆外加层加固法

其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,担提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭.


2.1.3增设扶壁柱加固法

其优点亦与钢筋混凝土外加层加固相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用.

2.2适用于砌体结构的间接加固方法

2.2.1无粘结外包型钢加固法

该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施.

2.2.2预应力撑杆加固法

该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固.

3.钢结构加固方法

钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等.当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法.

3.1改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法.改变结构计算图形的一般加固方法:

3.1.1对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:

(1)增加支撑形成空间结构并按空间结结构构验算;

(2)加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;

(3)增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性;

(4)在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷;

(5)在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度.

3.1.2对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行

加固

(1)改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;

(2)改变端部支承情况,例如变铰接为刚结;(3)增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;

(4)调整连续结构的支座位置;

(5)将结构变为撑杆式结构;

(6)施加预应力.

3.1.3对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固

(1)增设撑杆变桁架为撑杆式结构;

(2)加设预应力拉杆

3.2加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况.

3.3连接的加固与加固件的连接钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定.

3.4裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复.在修复前,必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换.

二、建筑加固原则

1.尽可能使加固措施发挥综合效应,提高加固效率.

2.尽可能保留和利用原结构构件,发挥原结构的潜力,避免不必要的拆除和更换.

3.尽可能减小对建筑物使用功能的影响.

4.加固后结构的力学分析和校核除了应遵守结构设计的基本原则外,尚应考虑结构在加固时的工作应力,加固部分应变滞后的特点,新旧材料协同工作的程度,加固后构件截面形心和刚度的变化等.

5.避免或尽可能减小设计方案的负面效应,充分考虑加固措施对结构体系、未加固构件、地基等可能造成的不利影响.

6.应采取可靠措施保证新旧材料的共同工作,尽可能通过合理安排新旧构件的拆装顺序,通过临时卸载、临时支顶或采取预应力加固的方法等,减小应力滞后现象,充分发挥新增部分的作用.

结语

中国拥有一个庞大的建筑市场,大量的钢筋混凝土结构建筑需要加固,随着我国建设包括建筑物的加固和重建标准化过程和实施标准化,结构加固技术在我国也会被广泛使用,同时也必将对我国社会主义现代化建设起到积极的作用.