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关键词:建筑工程;结构;加固技术;应用
1 建筑结构加固改造的意义
在建筑结构工程的发展进行分析,当工程建筑施工达到一定阶段之后,作为主要的建设方式,工程结构的维修得到有效运用。在我国的建筑工程结构中,由于历史及发展方式的特殊性,在多数方面要求对既有建筑物实施加固及维修改造。而鉴定作为建筑物加固及维修改造的前提得到使用,随后结合鉴定结果对有效的加固处理措施进行确定。现阶段,我国发展生产中,生产力重心的提升已逐渐从新建工业企业向已有企业的技术改造转移,促使更大的投资效益得到获取。另外,我国也急需对民用建筑的改造进行加大。
2 建筑工程加固改造的原因
由于我国社会、经济及科技速度的快速发展,较多建筑物都需通过改造进行用途变更、业主改变以及工业建筑的更新改造。还包括建筑中存在的质量问题或使用环境的逐渐恶化等原因,都需运用加固技术对建筑物进行改造处理。
2.1 勘察造成的缺陷
结构中存在的缺陷主要在地质勘察过程中无法对地基土及地下水的真实状况进行反映的表现。例如:较稀的勘察布点、钻孔深度不足等因素,导致建筑施工过程中以及竣工之后出现地基沉降的现象产生。
2.2 设计过程中产生的缺陷
设计人员在对建筑物进行设计的过程中,虽然对建筑结构安全及使用的各种各样的因素进行考虑,但在实际应用过程中,实际上每个结构都有自身独特的特性存在,无法完全通过设计过程中运用的数学模型进行描述。在实际使用的过程中通常会和原有的设计构思出现不符。尽管建筑工程也有了较大程度的发展及进步,但结构仍有自身不足导致各类缺陷出现。另外,我国建筑物结构设计中存在较低的冗余度,导致使用的安全性造成影响。
2.3 施工过程中存在的缺陷
结构的自身缺陷还通过施工中表现出来。导致该类隐患产生的原因都许多,施工队伍存在较低素质是引起人们广泛关注的关键,导致建筑物出现质量降低的现象出现。随着建筑队伍发展速度的逐渐加快,特别是对于农村建筑队伍,存在建筑队伍管理和技术都相对降低。在管理方面,出现违纪及混乱的现象,都会对建筑物的正常使用造成影响。
3 建筑物结构加固技术
3.1 混凝土结构加固
通常直接加固的方法是对混凝土进行加固,在梁、柱、板、墙及一般构造物的混凝土结构中得到使用,在加固后不会对建筑物的净空造成影响。但在实际施工过程中存在较长的湿作业缺点。在高压区混凝土较低强度或存在梁、柱受到严重缺陷等混凝土承重构件的加固中得到适用。
3.1.1 钢板粘贴加固
该加固方法存在施工速度快、不存在湿作业或仅在抹灰工序中出现湿作业的情况,存在较小的生产及生活影响。在加固后,不会影响原有结构的外观及净空。在较大程度上胶粘工艺及操作水平对加固效果造成影响。在正常湿度环境中且对经理作用所承受的受弯或受拉构件的加固中得到适用。
3.1.1 绕丝法
在混凝土结构构件斜截面存在不足的承载力的加固中得到适用。或采用横向约束力对受压构件进行施加的场合。
3.1.2 截面加大的加固方法
该方法存在施工工艺简单、较强适应性的特点,且存在成熟的设计及施工经验。子啊梁、板、墙、柱及一般构造物的混凝土加固中得到适用。但存在较长的现场施工湿作业,影响了正常的生产及生活,且在加固之后,减小了建筑物的净空。
3.1.3 粘贴纤维,增强塑料的加固方法
存在良好的抗腐蚀及看潮湿的特点,几乎不会对结构自重造成增加、且耐用以及较低维护费用等特点。但应设置专业的防火处理。在各种受力性质的混凝土结构构件以及一般构筑物中得到适用。
3.1.4 粘结外包型钢的加固方法
也被称之为湿式外包钢加固法,存在可靠的受力、便捷的施工以及较小的现场工作量,但在用钢量方面相对较大,在超过600℃的高温场所中进行施工时不宜进行无防护操作。在使用中不会对原构件截面尺寸进行显著增大的条件下进行适用,但又要求大幅度对其承载能力进行提升的混凝土结构进行加固处理。
3.1.5 锚栓锚固的方法
在混凝土强度等级为C20~C60范围内的混凝土承重结构进行改造及加固中得到适用。在出现严重风化的上述结构及轻质结构中不宜进行使用。
3.1.6 预应力加固法
该方法的运用能够使被加固结构的应力水平得到降低,不仅存在良好的加固效果,而且还能进一步将结构整体的承载力度得到提升。但在加固处理后会在结构外观上对原结构造成影响。通常在大跨度、重型结构的加固以及高应力及高应变条件下的混凝土构件的加固中得到适用。且在处于无防护状况下,禁止在超过600℃的环境中进行使用,也不宜在混凝土存在较大收缩、徐变结构中得到应用。
3.2 砌体结构的加固
3.2.1 钢筋混凝土外加层的加固方法
该加固方法包含在复合截面加固法以内。其优点主要包括:简单的施工工艺、较强的适应性。当砌体加固之后能够进一步提升承载力,具有设计及施工经验成熟的优点。通常在柱、带壁墙的加固中得到适用。但在实际施工过程中存在较长的湿操作时间,影响了生产及生活的正常发展。在加固操作之后,会造成建筑物净空得到一定缩小。
3.2.2 钢筋混凝土外加层的加固方法
包含在复合截面加固法其中,该方法的优点于钢筋混凝土的外加层加固法相类似,但在承载力提升方面相对较低。在砌体墙的加固中得到适用,有事也可在钢筋混凝土外加陈加固带壁柱墙时封闭两侧穿墙箍筋中进行使用。
3.2.3 增设扶壁柱的加固方法
被包含在加大截面加固法之内。该方法的优点也和钢筋混凝土外加层加固方法相类似,但提升承载力被制约,较难对抗震要求所满足,通常在非地震取得到应用。
3.2.4 无粘结外包型钢的加固
也划分为传统加固中的一种,该方法的特点是施工简便、少量湿作业以及较少的现场工作量,具有可靠的受力状况。通常在不允许对原构件进行增大的截面尺寸中得到适用,却要求对截面承载力的砌体柱的加固进行大幅度的提高。该方法的缺点是较高的加固费用存在,且应运用于钢结构类似的防护措施进行使用。
3.2.5 预应力撑杆的加固法
较大程度上对砌体柱的承载能力得到提升,且存在可靠的加固效果。在对高应力及高应变状态的砌体结构进行加固处理中得到适用。该方法的缺点是不宜在超过600℃的温度环境中进行使用。
4 结语
综上述所,人们的生命及财产的安全直接受到建筑结构的安全性的影响,所以,在进行加固改造的过程中必须采用有效的加固措施进行施工。针对各种实践环境条件,采取适当的加固方法,确保建筑结构稳定安全。
参考文献
[1] 何志吉.谈建筑结构的加固方法与施工[J]. 中国高新技术企业. 2009(06).
第二条在抗震设防区从事房屋建筑工程抗震设防的有关活动,实施对房屋建筑工程抗震设防的监督管理,适用本规定。
第三条房屋建筑工程的抗震设防,坚持预防为主的方针。
第四条国务院建设主管部门负责全国房屋建筑工程抗震设防的监督管理工作。
县级以上地方人民政府建设主管部门负责本行政区域内房屋建筑工程抗震设防的监督管理工作。
第五条国家鼓励采用先进的科学技术进行房屋建筑工程的抗震设防。
制定、修订工程建设标准时,应当及时将先进适用的抗震新技术、新材料和新结构体系纳入标准、规范,在房屋建筑工程中推广使用。
第六条新建、扩建、改建的房屋建筑工程,应当按照国家有关规定和工程建设强制性标准进行抗震设防。
任何单位和个人不得降低抗震设防标准。
第七条建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、工程监理单位,应当遵守有关房屋建筑工程抗震设防的法律、法规和工程建设强制性标准的规定,保证房屋建筑工程的抗震设防质量,依法承担相应责任。
第八条城市房屋建筑工程的选址,应当符合城市总体规划中城市抗震防灾专业规划的要求;村庄、集镇建设的工程选址,应当符合村庄与集镇防灾专项规划和村庄与集镇建设规划中有关抗震防灾的要求。
第九条采用可能影响房屋建筑工程抗震安全,又没有国家技术标准的新技术、新材料的,应当按照有关规定申请核准。申请时,应当说明是否适用于抗震设防区以及适用的抗震设防烈度范围。
第十条《建筑工程抗震设防分类标准》中甲类和乙类建筑工程的初步设计文件应当有抗震设防专项内容。
超限高层建筑工程应当在初步设计阶段进行抗震设防专项审查。
新建、扩建、改建房屋建筑工程的抗震设计应当作为施工图审查的重要内容。
第十一条产权人和使用人不得擅自变动或者破坏房屋建筑抗震构件、隔震装置、减震部件或者地震反应观测系统等抗震设施。
第十二条已建成的下列房屋建筑工程,未采取抗震设防措施且未列入近期拆除改造计划的,应当委托具有相应设计资质的单位按现行抗震鉴定标准进行抗震鉴定:
(一)《建筑工程抗震设防分类标准》中甲类和乙类建筑工程;
(二)有重大文物价值和纪念意义的房屋建筑工程;
(三)地震重点监视防御区的房屋建筑工程。
鼓励其他未采取抗震设防措施且未列入近期拆除改造计划的房屋建筑工程产权人,委托具有相应设计资质的单位按现行抗震鉴定标准进行抗震鉴定。
经鉴定需加固的房屋建筑工程,应当在县级以上地方人民政府建设主管部门确定的限期内采取必要的抗震加固措施;未加固前应当限制使用。
第十三条从事抗震鉴定的单位,应当遵守有关房屋建筑工程抗震设防的法律、法规和工程建设强制性标准的规定,保证房屋建筑工程的抗震鉴定质量,依法承担相应责任。
第十四条对经鉴定需抗震加固的房屋建筑工程,产权人应当委托具有相应资质的设计、施工单位进行抗震加固设计与施工,并按国家规定办理相关手续。
抗震加固应当与城市近期建设规划、产权人的房屋维修计划相结合。经鉴定需抗震加固的房屋建筑工程在进行装修改造时,应当同时进行抗震加固。
有重大文物价值和纪念意义的房屋建筑工程的抗震加固,应当注意保持其原有风貌。
第十五条房屋建筑工程的抗震鉴定、抗震加固费用,由产权人承担。
第十六条已按工程建设标准进行抗震设计或抗震加固的房屋建筑工程在合理使用年限内,因各种人为因素使房屋建筑工程抗震能力受损的,或者因改变原设计使用性质,导致荷载增加或需提高抗震设防类别的,产权人应当委托有相应资质的单位进行抗震验算、修复或加固。需要进行工程检测的,应由委托具有相应资质的单位进行检测。
第十七条破坏性地震发生后,当地人民政府建设主管部门应当组织对受损房屋建筑工程抗震性能的应急评估,并提出恢复重建方案。
第十八条震后经应急评估需进行抗震鉴定的房屋建筑工程,应当按照抗震鉴定标准进行鉴定。经鉴定需修复或者抗震加固的,应当按照工程建设强制性标准进行修复或者抗震加固。需易地重建的,应当按照国家有关法律、法规的规定进行规划和建设。
第十九条当发生地震的实际烈度大于现行地震动参数区划图对应的地震基本烈度时,震后修复或者建设的房屋建筑工程,应当以国家地震部门审定、的地震动参数复核结果,作为抗震设防的依据。
第二十条县级以上地方人民政府建设主管部门应当加强对房屋建筑工程抗震设防质量的监督管理,并对本行政区域内房屋建筑工程执行抗震设防的法律、法规和工程建设强制性标准情况,定期进行监督检查。
县级以上地方人民政府建设主管部门应当对村镇建设抗震设防进行指导和监督。
第二十一条县级以上地方人民政府建设主管部门应当对农民自建低层住宅抗震设防进行技术指导和技术服务,鼓励和指导其采取经济、合理、可靠的抗震措施。
地震重点监视防御区县级以上地方人民政府建设主管部门应当通过拍摄科普教育宣传片、发送农房抗震图集、建设抗震样板房、技术培训等多种方式,积极指导农民自建低层住宅进行抗震设防。
第二十二条县级以上地方人民政府建设主管部门有权组织抗震设防检查,并采取下列措施:
(一)要求被检查的单位提供有关房屋建筑工程抗震的文件和资料;
(二)发现有影响房屋建筑工程抗震设防质量的问题时,责令改正。
第二十三条地震发生后,县级以上地方人民政府建设主管部门应当组织专家,对破坏程度超出工程建设强制性标准允许范围的房屋建筑工程的破坏原因进行调查,并依法追究有关责任人的责任。
国务院建设主管部门应当根据地震调查情况,及时组织力量开展房屋建筑工程抗震科学研究,并对相关工程建设标准进行修订。
第二十四条任何单位和个人对房屋建筑工程的抗震设防质量问题都有权检举和投诉。
第二十五条违反本规定,擅自使用没有国家技术标准又未经审定通过的新技术、新材料,或者将不适用于抗震设防区的新技术、新材料用于抗震设防区,或者超出经审定的抗震烈度范围的,由县级以上地方人民政府建设主管部门责令限期改正,并处以1万元以上3万元以下罚款。
第二十六条违反本规定,擅自变动或者破坏房屋建筑抗震构件、隔震装置、减震部件或者地震反应观测系统等抗震设施的,由县级以上地方人民政府建设主管部门责令限期改正,并对个人处以1000元以下罚款,对单位处以1万元以上3万元以下罚款。
第二十七条违反本规定,未对抗震能力受损、荷载增加或者需提高抗震设防类别的房屋建筑工程,进行抗震验算、修复和加固的,由县级以上地方人民政府建设主管部门责令限期改正,逾期不改的,处以1万元以下罚款。
第二十八条违反本规定,经鉴定需抗震加固的房屋建筑工程在进行装修改造时未进行抗震加固的,由县级以上地方人民政府建设主管部门责令限期改正,逾期不改的,处以1万元以下罚款。
关键词:隔震技术;既有框架结构建筑;应用
Abstract: China is a seismically active country in the world, the 1976 tangshan earthquake, 2008 wenchuan earthquake, in yushu earthquake in 2010, and 2013 of ya 'an earthquake, to people's lives and property caused serious damage. So must the isolation technology in building structure reinforcement application. Here in this paper, the isolation technology in both the application of the frame structure building reinforcement are discussed.
Keywords: isolation technology; Both the frame structure buildings; application
中图分类号:TU352.1+2文献标识码:A 文章编号:
为了能够对既有房屋的抗震能力进行有效的提高,必须要采用一定的加固措施,对其既有框架建筑进行加固处理。其中隔震技术就是在结构物基础和上部结构底部之间进行柔性隔震层的设置,以此来对地震的反应力进行降低。地震是属于一种具有非常大随机性和危害性的自然灾害,对人们的生命和生活带来了极大损害。在长期和地震对抗的过程中,人们对抗震经验进行不断总结,为抗震减灾寻找更加完善的补救措施。隔震技术以其投资少、施工快以及节能等的优点,在既有框架建筑加固中得到了广泛的使用。下面本文就对隔震技术在既有框架结构建筑加固中的应用进行探讨。
一、隔震技术发展现状
(1)隔震技术的发展
在20世纪初期日本对静力理论的提出到后来对结构体系的大大减小,进而逐渐形成一种柔性的抗震结构体系,后来又对工程建筑上部结构刚度的加大,减少工程建筑结构底层的柔性的抗震结构体系,最后发展到现在世界上普遍使用的延性结构建筑工程抗震体系。从传统的既有框架结构建筑加固隔震技术发展到现在,已经逐渐形成了一套相对比较完整的工程建筑防灾抗争体系,这种很多既有框架建筑中都是行之有效的。
(2)隔震技术在建筑加固中的应用现状
现阶段,我国在耗能减震和基础隔震技术方面的研究已经逐步走向成熟,而且已经发展到了推广应用与试点应用时期,而其它的在建筑工程中的减震控制技术到目前为止还处于理论研究和前期试验或者探索阶段。
二、隔震技术在既有框架结构建筑中的应用
(1)隔震技术在既有框架结构建筑加固中的使用原理
既有框架结构建筑加固中的隔震技术主要是在结构物基础和上部结构底部之间进行柔性隔震层的设置,在小地震或者风荷载作用时,建筑中的隔震层通常都会产生一定的刚度,而且不会发生任何位移情况,如果地震的发生比较强烈时,建筑中的隔震系统就会发生变形以及水平位移的情况,对地震所产生的能力进行大量的吸收,建筑物上部结构对其能力的吸收是比较有限的,这就使得地震的反应得以降低。基于建筑隔震层将基础顶面和结构物进行了分开,在对地震进行阻隔时,就会传递到建筑物上部,建筑工程隔震系统对结构周期进行了延长,避免了因为地震周期和工程建筑结构物自振周期向邻近而出现的共振情况,此外,对地震的阻隔也大大减弱了建筑结构工程的加速反应,建筑工程上部结构的地震加速反应的降低是古代传统建筑工程结构反应的1/5-1/13,此外,因为既有框架结构建筑加固中的隔震装置的刚度比上部结构的装置要小得多,因此,建筑工程上部结构中,在发生地震时的水平变形由原来的结构晃动放大型发展到后来的整体平动型。隔震技术上的进步使用一方面能够保证建筑工程结构的安全性,另一方面,也很好的保护了建筑内部的贵重仪器、设备以及室内装饰,保证了人们的生命财产和工程建筑的结构在地震发生后的安全和正常使用。
(2)隔震技术的设计流程和内容
在进行隔震技术使用的时候,一定要详细对建筑现状进行检测和调查,对其进行隔震分析和施工顶撑设计,同时还要对不同的节点进行精细的计算,其设计流程为:对检测报告和原设计图进行分析-选择隔震方案-进行力学计算-进行专业隔震分析-进行隔震力学设计-对各节点设计进行优化-进行施工图审查-完善施工图-设计施工顶撑-施工现场进行指导-对特殊情况进行处理。其内容主要包括4部分,分别是隔震层设计、顶撑设计以及上下部结构改造设计。其中隔震层设计需要对确定隔震层位置、验算支柱承载力和变形力、选择制作布置和型式以及选择隔震缝构造等;顶撑设计需要对钢支撑的力学进行计算,对建筑支撑梁、钢管顶梁方式等均需要进行多次试验,确保其合理;上下部结构改造设计则主要是要对隔震支座新增楼板和对地震作用和抗震进行验算。
三、案例分析
(1)工程概况
彝良县洛泽河镇毛坪中学建设项目:受9.7地震影响,原来校舍部份不能使用,因此必须建设新建筑。其中初设建筑有宿舍楼、食堂及两个厕所,其中宿舍楼建筑面积:4266.16平方米,本次拟建总建筑面积为6690.09平方米。仅学生的宿舍楼进行了隔震设计。
(2)隔震设计
本工程隔震设计在基础与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成的具有整体复位功能的隔震层,以延长整个结构体系的自振周期,减少输入上部结构的水平地震作用,达到预期防震要求。设置橡胶隔震垫后,经计算分析,构件断面尺寸能较好满足上部建筑功能的要求。将隔震垫设置于-1.500~0.000标高段,设置专门的检修层,方便今后隔震垫的更换,隔震垫以下下支墩按罕遇地震作用进行设计。其中学生宿舍隔震设计采用PKPM系列的程序SATWE进行分析,其各项数据如表1所示。
表1学生宿舍隔震设计各项数据
从周期分析,结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比小于0.9,说明结构具有足够的抗扭刚度;从地震作用下位移角分析,结构的层间位移角均小于1/550,保证在多遇地震作用下结构主体不受破坏,非结构构件不会严重破坏导致人员伤亡,保证建筑的正常使用功能;从剪重比分析,上部结构多数楼层的剪重比大于等于2.11%,以有效保证地震能量中长周期成分不对结构产生反应谱分析不能估计的破坏;从轴压比分析,所有框架柱的轴压比均满足规范要求,从而保证框架柱在地震作用下的延性要求;从结构的空间振动图形分析,结构的前三个振型分别为X方向、Y方向及扭转方向,结构的动力特性具有良好的抗震性能。
总结
隔震技术在既有框架结构建筑加固中广泛而成熟的使用与推广,标志着人类已经过上了确保发生地震时房屋完全时代,为人类地震灾害的减轻找到了一条更安全、更合理的新抗震途径,此外,隔震技术也被广泛应用到了生命线工程、防灾指挥中心、救护中心、避难中心、民用建筑以及量大面广的现代化工业中,对防震减灾工作有非常重要的影响。
参考文献:
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【关键词】隔震技术;既有框架;加固
我们国家的建筑工程,尤其是早期的建筑工程,对房屋的抗震性都具有很高的要求。而且近年来我们国家相继发生了“汶川地震”和“玉树地震”等几次比较重大的地震灾害,国家和人民也因此遭受严重损失,因此建筑物的抗震能力愈加受到重视。
新建的建筑物,在建造时重点针对建筑物的抗震要求,进行建筑的框架结构设计,具有较强的防震能力,不需要进行隔震加固。而我们国家早期的一部分建筑工程,没有较高的抗震性能,若重新建设这些建筑物,将会产生巨大的经济开销,而且花费大量时间,可说是“得不偿失”,所以对这一部分建筑工程,通常应用隔震技术对其进行加固,从而使其不仅能节约施工成本,还使建筑物的抗震性能得到加强,同时,加固的施工过程也不会影响建筑物的原有结构,具有十分明显的应用优势。
一、隔震技术的应用原理
将隔震技术应用于建筑物的加固时,主要是在建筑物的下部和上部结构间,安装隔震支座,通过隔震支座提供的稳固功能,来提高建筑物的坚固性、抗震性。隔震支座安装时,用高强力的螺栓将其与上部结构进行连接与固定;隔震支座与下部结构进行连接时,就将其安装在连接钢板上,再将连接钢板通过预埋锚杆固定在地基上,通过上、下两个部分的固定,将隔震支座稳定地安置于建筑物的框架结构中,从而实现隔震技术在既有框架加固的应用。
在发生地震时,建筑结构的上、下部分会在震动作用下产生相对位移,若既有框架结构加固中应用了隔震技术,隔震支座就可以利用其在震动作用下而发生的缓慢变形,来应对建筑物上、下部结构的相对位移变化,消减地震的作用力,从而起到稳固和支撑的作用,保持建筑物的结构完整,避免地震对建筑物的破坏作用。
二、隔震技术应用于建筑物加固的分析
使用隔震技术对既有建筑进行加固时,需要对具体的加固施工细节和方案措施进行总体上的分析,在相关的加固要求下,实施建筑工程结构的隔震加固。在加固过程中需要注意其适用范围、实施内容等。所以笔者根据实际工作经验从以下几个方面进行分析。
(一)隔震加固的应用范围
隔震技术的优点固然很多,对建筑的加固也十分重要,但是隔震加固技术并不能应用于所有的建筑结构,也具有一定的应用范围,有一定的限制性,因此隔震技术的加固设计不能对所有的既有框架结构实施加固。
同时,将隔震技术应用于建筑物的加固时,还需要结合建筑物加固的工程造价、加固工程的施工周期、建筑物的具体结构、加固工程的规模等因素,综合考虑隔震技术的加固设计和施工的实现方法。例如,对于装修的时间短、外观要求高、装修的档次高的一些建筑物,为了避免地震损害其装修和外观,就可以对其进行隔震加固;对于位于地震频发带的建筑,也需要使用隔震技术对建筑的结构框架进行加固,做到“未雨绸缪”。
(二)隔震技术的加固内容
隔震技术应用于框架结构的加固,就应该设计一套加固方案,在加固方案中要包含所有的隔震技术的具体实施方法。通常就需要对既有的框架结构进行隔震区设计,让隔震区能够安置在最合适的位置,使其不仅能够提供隔震功能,还能将对建筑物的影响降到最低;设计出建筑物上、下部分结构的改造方案,使其改造工作能够合理进行的同时保证原有框架结构的完整性;设计框架结构的顶部改造方案,力求加固施工时,尽量不影响建筑的正常使用。具体实施时,有以下两个方面的内容。
一方面,在进行具体的加固施工前,需要确定的内容就有建筑物结构的隔震区位置、隔震支座的型号、隔震支座的承重能力以及隔震支座的变形能力等。例如,地下建筑物的隔震加固,就应该将隔震区设置在建筑物的顶部筏板处;若有独立柱,就应该将隔震区设置在独立柱的基础顶面处,若有必要,还可以对建筑物的独立柱进行加固。对于建筑物的上、下部结构的改造,主要就是根据预先计算的地震作用会带来的相对位移量,分析出隔震支座应该具有的相对应的高度和承重能力、变形情况,以适应隔震支座安装的新增楼板。
另一方面,将隔震技术应用于建筑物的加固时,需要注意所有同隔震区连接的建筑结构都能实施断开处理,避免隔震区的加固工程带来的不良影响。针对进行隔震加固的建筑,应该注意将建筑物的楼道与建筑的原结构实施断开处理,避免隔震区对楼道产生不良影响。针对没有地下室的建筑物,在对其进行隔震加固时,需要特别注意结合建造物的具体情况,采取结合多种技术的手段,进行加固施工,制定有针对性的加固方案,避免建筑的加固因为没有地下室的支持而降低加固效能,也避免建筑物的加固施工对建筑物的外观和内部结构产生的不良影响。
三、隔震加固的施工应用
将隔震技术应用于既有框架的加固工程时,应该特别注意,进行加固施工时要严格按照相关施工要求,对加固建筑的填土范围、工程结构要做到符合相关规范和要求,避免不规范施工带来的对加固工程的不良影响,使加固工程能够合理展开。
对建筑物进行加固时,也需要特别注意掌握建筑物的框架结构的实际情况,根据具体情况,采取有针对性的加固方案,从而既达到建筑物的加固要求,也保证了建筑物的结构不受破坏,避免对建筑的正常使用带来的不良影响。
对建筑物进行加固时,由于混凝土的结构坚固,还需要让加固工程具有混凝土结构,是加固工程本身也具有足够的坚固性。同时混凝土结构的施工过程,需要特别注意增加建筑物独立柱的混凝土量,让独立柱具有较强的坚固性。此外,对独立柱进行混凝土进行浇筑加固时,应该使用高质量的混凝土,施工时更应该采用混凝土钻孔浇筑技术,以提高混凝土的浇筑效率。从而使加固工程,不仅具有隔震技术的优点,还具有传统建筑工程的优点。
结束语:
笔者根据多年的工作和学习经验,对隔震技术的加固应用进行了较为概括的阐述和讨论,其中重点对其应用过程中应该注意的问题进行分析,对隔震技术应用原理则进行了较为简略的分析。本文对隔震技术应用的分析,已经结束,但是文章外的研究才正开始,更该在实际工作中,对其进行深入研究。
参考文献:
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1.建筑结构加固原因
1.1人为因素 设计一旦发生过失通常是因为设计人员对结构承受的载荷和作用力认识不充分,探讨载荷漏项,与施工过程中的现实载荷大大高出设计值等起因酿成的。还有就是施工质量不好。因为施工管理杂乱,施工人员技术水平低,施工企业不能把好质量关等原因导致的施工质量不好在已有工程事故原因统计中占了相当高的比例。第三是不恰当的使用管理。特别体现在:建筑物落成交付使用后,在使用时部门管理不妥当,私自更改建筑物的用处或行使环境管理不完善,维护没有定期进行,由于侵蚀性物质进入结构构件产生损害等。
1.2环境因素 在长时间的外部环境及使用环境条件下,建筑结构材料每分每秒都受到外部介质的腐蚀,造成材料状况的恶化,可总结以下三个方面:(1)化学功能:比如化工车间的酸、碱气体或液体对混凝土结构、钢结构的腐蚀。(2)生物效益:如细菌、微生物使木材不断腐朽等。(3)物理作用:如温度高、湿气重、白天晚上温差的变化、冻融循环等,会使结构发生裂缝等。自然危害如地震、风灾等的破坏,严重者能够令建筑物毁于一旦,轻者会减小对结构的安全性和耐久性。所以,很必要对受损建筑物实施一定的维修和加固,以增强工程结构的安全性,延长建筑物使用寿命。
1.3其他因素 除了上述人为因素和环境因素的制约外,在建筑使用期内因为结构用途要求和设计准则的更改,使原有建筑不能符合继续使用标准,所以需要对其进行加固改造。
2.加固原则
2.1在已有建筑加固前一定实施结构抗震鉴定或可靠性鉴定,加固设计方案应按照鉴定结论来落实。
2.2加固计算需要按照结构上的真实的受力情况判断,截面面积可以使用切合实际有效截面面积,并探讨加固的应力滞后特点,并且加固部分与原结构协同工作的水平。
2.3加固需降低对本来结构的损伤,以及尽可能利用实际结构的承载能力。
2.4以经济合理、技术可靠、便于施工,以及降低对生产、生活的影响的加固方案。
2.4加固方案决定后,除了要探索加固领域的部分效果,而且要研究与之相关的整体反应。
3.建筑工程施工中常见的加固技术
常常应该加固的结构大部分存在因为结构自身的承受载能力由于自然灾害或施工质量不过关或功能失效等因素的制约而造成结构承载能力不充足的现状,所运用的加固方法多是从增强结构的有效受力面积启航缩小截面的应力,或者直接变动结构的受力体系,改观其传力途径从而降低结构构件的受力,从而达到加固的目的。当然,加固建筑结构还可以使用托换技术。通常采用加固措施可以从加固的结构形式进行分类:
3.1预应力加固法。运用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法是预应力加固法,即经过施压预应力使撑杆或拉杆受力,制约并更改原结构内力均匀分布,所以减小结构原有应力水平且增强结构的承载能力。特点是经过预应力方法迫使后加拉杆或撑杆受力,更改原结构的内力分布情况,减小原结构的应力水平,使平常加固结构中所特有的应力应变滞后状况得以完全解决,具有卸载、加固和更改结构内力的三重效应, 撑杆或后加拉杆和本来就有的结构基础上能够很好地一起完成工作,结构承载能力可以得到有效的提高。?
3.2增大截面加固法。增大截面加固法,也称为外包混凝土加固法,它通过增大构件的截面和配筋,来提高构件的承载力、刚度、稳定性和抗裂性。该方法适用面广,可广泛应用于梁、 板、柱、墙、基础、屋架等混凝土构件的加固。根据构件受力特点和加固目的、构件几何尺寸、便于施工等要求可设计为单侧、双侧或三侧的加固和四面包套的加固。在构件外部外包混凝土加大截面加固的方法,加大构件截面面积和配筋量的一种加固方法,进而实现增加构件承载能力的目标。加大截面法是一种守旧的加固手段,工艺浅易用途广泛,增大截面法的技巧,尤其是在设计构造方面一定留意处理好新增加部分与本来部分的整体工作共同受力情况。
3.3外包钢加固法。以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角)以加强其受力性能的加固方法。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。外包钢加固结构,尤其是框架结构, 最为复杂是节点区受力,构造处理相当有难度。为确保力的有效传递,在加固区,框架柱的外包角钢应通长设置,中间不允许断开。下端应视柱根弯矩大小,伸到基础顶面或锚固于基础,中间需穿过各层楼板,上端应延伸至加固层的上层楼板(或屋面板)底面。加固法施工简单方便,现场工作量较小, 较为稳当的受力状况,适用于在使用上不同意加大原构件截面尺寸,但又要求大幅度地增强截面承载能力的混凝土结构,主要用于钢筋混凝土柱、梁、桁架弦杆和腹杆的加固。
3.4粘贴钢板加固法。把特别定制的建筑结构胶粘贴钢板用在混凝土构件表面上,使它一起工作、整体受力,以提高加固结构承载力的一种措施。它实际上是一种体外配筋,增加原构件的配筋量,因此相应增强结构构件的抗弯、刚度、抗拉、抗压和抗剪等方面的内在力量。所以,运用此法加固对结构胶的条件相当高,结构胶一定具有粘结力强、弹性模量高、强度高、耐老化、线膨胀系数小的特点,并要求具有很好的弹性。
3.5纤维复合材料加固法。纤维材料加固技术是利用树脂类粘接剂建筑结构胶将碳纤维粘贴到结构或构件的表面,形成复合材料体,通过碳纤维与构件的协同工作,来提高结构或构件的承载力和延性的一种加固技术方法。目前使用很多的是将碳纤维片材用专用黏结胶粘贴与构件收拉区表面,使其与被加固构件截面共同工作以达到对结构进行加固增强的目的。此方法明显的特点是具有轻质高强、潮湿、耐腐蚀、在简直不增加结构的自重、能适应混凝土截面弯曲的粘贴条件,在简直不增加构件刚度和截面积的情况下大幅度提高构件的抗震性能和变形能力。
4.结语
现在我们面临的一项意义重大的任务是建筑结构的加固改造。建筑结构加固技术已逐渐成为建筑工程中的一个新兴的行业,随着建筑业的蒸蒸日上,建筑物的维修、改造、加固的应用范畴和领域也就越来越广泛,在探究新的建筑加固技术的同时,需要与传统的加固技术结合,使二者实现优势互补,真正意义上做到对建筑物加固提供科学先进且切实可靠的技术支持。?
关键词:房屋建筑工程;预应力施工技术;应用方法;质量控制
当前,我国建筑工程获得了飞速发展,人们的日常生活也得到了改善,越来越多的施工技术也应用在工程建设当中,使房屋建筑工程的技术含量得到进一步提升,也促进了技术创新。预应力技术作为房屋建筑工程的新型施工技术,得到了业内同仁的一致认可和关注,因此,我们应对预应力施工技术的应用和管理方法进行分析,为房屋建筑工程的进一步发展提供科学依据。
一、预应力技术在房屋建筑工程中的应用
1、加固施工中的应用
加固工程主要是对房屋建筑工程的施工结构和各种设备进行加固,以提高工程的抗压性和承载性,使房屋建筑工程的使用寿命更长。一般来说,加固工程主要分为改变结构的受力体系加固和体外预应力加固等方式,对结构进行改造的主要目标是为了在结构器件上施加预应力,使彼此之间产生作用力,使初弯矩时产生的预应力不断降低,从而使整体结构的承载力得到提升。由此可见,预应力技术在加固工程中得到了有效的应用,能够保障房屋建筑工程整体结构的寿命。
2、缩短施工进度
在预应力施工过程中,预应力的作业与钢筋、模板的施工同步进行,混凝土浇筑前,仅进行梁体内波纹管道的埋设以及端部螺旋筋、锚垫板的固定,砼浇筑完毕,梁体同条件试块强度达到设计强度的100%时才能进行张拉作业。因梁体底模拆除时间和张拉时间相同,且张拉过程较快,未张拉前,其他工序照常进行,故对工期影响不大。相比钢结构体系,进度较快。
3、钢筋结构改造中的应用
在钢筋结构改造中,为了使预应力技术发挥应有的效果,首先要保证框架梁预应力筋弯处设置加密箍筋或者沿弯折区域设置一定的钢筋网片,以提升预应力筋弯折区段的混凝土结构稳固性。房屋建筑工程框架梁的宽度不大于三十五厘米时,可以不用设置四肢箍,以避免对预应力筋孔道发生碰撞问题。当框架梁的横截面高度范围之内出现了集中荷载作用时,应该在相应的位置设置附加的箍筋,且不要采用吊筋的方法,防止预应力筋孔道挤弯而影响到房屋建筑工程结构稳定性。
二、如何提高预应力施工技术管理水平
1、加强对原材料的质量控制
原材料的质量是预应力施工技术管理的基础,对整个工程的质量影响在百分之八十左右。其中最重要的原材料就是预应力筋,在预应力筋的采购过程中,要选择具有良好信誉的供应商,并检查材料的合格证、出厂证,确保所有质量检验证件齐全,再按照需要的数量和型号进行购买。在预应力筋进入施工现场之前,应对其质量进行二次检查,确保施工质量都合格之后才能够允许预应力筋进入施工现场。与预应力筋相连接的各种配套结构必须要按照施工设计的规范进行安装和使用,也同样要进行质量检查,才可以用于施工。
2、加强对混凝土浇筑的质量控制
混凝土浇筑时预应力筋束穿之后的下一个环节,为了能够确保预应力技术的施工质量,在束穿之后应对其数量、规格进行检查,并观察其是否存在着质量损害,对存在的问题进行修补,确保束穿质量合格之后才能够进入混凝土浇筑环节中。在施工中,应加强质量防范意识,处理波纹管候要尽量避免与振动棒相接处,在节点部位应用较小的振动棒振捣密实,防止出现安全事故。
3、加强固定架焊接管理
预应力筋应在各个控制点用固定架来支撑,因此固定架焊接质量与预应力施工质量有着直接联系。使用普通钢筋绑扎成型,用波纹管的管底标高,按照设计要求预应力曲线矢高在控制点位置箍筋上划线,将支架焊接到梁箍筋上,间距为一米。为了防止固定架在混凝土浇筑过程中发生变位现象,应使固定架具有一定的支撑能力,并确保固定架位置的准确,最好由焊工和防线人员共同对焊接过程进行施工管理。
4、加强对施工人员的素质管理
施工人员的专业素质是保障预应力施工技术实现的关键,很多施工人员掌握基础技术,却不注重技术创新,对自己的行为也没有进行严格管控,难免会出现人为误操作,使施工质量和安全受到威胁。因此,在预应力施工技术管理过程中,应注重对施工人员的行为控制,使其具备质量意识和安全意识,自觉保护施工材料和施工成品。
关键词:建筑结构;加固改造设计;技术分析
中图分类号:TU3文献标识码: A
前言
随着我国社会的发展和经济的进步,居民对于建筑工程的质量要求越来越高,从而催生了建筑结构加固技术的发展。建筑结构的安全问题直接影响人民的生产生活及生命财产安全,因此,确保建筑物质量的安全可靠性是建筑施工中的重点。施工人员应该尽量避免因操作不当、原材料质量、施工周期等问题对建筑物牢固性及承受性能的影响,采取科学合理的措施对建筑结构进行全面的加固。本文笔者结合自身实践经验,围绕建筑结构的加固改造技术展开探讨论述,为相关从业人员提出了具有一定参考价值的意见。
一、我国建筑结构加固改造现状
随着我国建筑业的快速发展,建筑结果加固改造技术也是逐渐加快,但是由于发展时间比较短,总体还处在一个初级发展阶段还未形成比较稳定的市场秩序,人们的业务活动也没有相应的行为准则来进行规范,到目前为止我国的建筑加固改造多集中在一些高校研究所、大型设计院,没有形成规模性的生产产业。
我国建筑物加固改造技术一般操作步骤主要包括现场鉴定、设计施工以及整体验收阶段,现场鉴定主要是对建筑物的损坏程度、建筑物的工作性能等做出鉴定,在作鉴定报告时主要包括需要加固的范围、类型以及建筑物的构造等重点内容。在建筑物加固改造技术进行设计时,需要明确标出加固所用材料以及具体的施工方案等。在进行加固施工时需要制定具体的施工方法,选取更加具有专业性能的工程施工队伍。目前我国在对具体建筑物进行加固时,仍然以经验为主,加固技术在应用中仍然存在很大的风险,在对建筑物进行加固时,有很大的随意性,没有统一的标准以及行为规范等。
二、建筑结构加固改造设计中常用的技术分析
(1)、注浆加固法
注浆加固技术是对注浆技术的应用,注浆技术是一种应用较早的技术,已经广泛运用到建筑工程当中。然而,随着科学技术水平的不断提高,注浆技术在当今的技术水平之下有了新的发展。注浆加固法主要适用于对混凝土建筑,如大厦、公寓等房屋建筑的建设与修补,它是利用气压、液压或者电化学原理,使用注浆管在地基土中注入能固化的浆液,让浆液在岩石间隙或者土颗粒中以挤密、渗透与填充的方式将水分、空气排出并取代其位置,在一段时间后浆液固化,从而将原本较为松散的土粒胶结成为整体,以此达到加固的目的。需要注意的是,在以此法加固房屋结构时,灌浆需要在低压、慢速的状态下持续进行,以保证浆液能够较多地排出建筑中的空气;在浇灌过程中,需要明确分析建筑裂缝的大小以及浆液注入状况,以分析结果为根据,严格控制注入量,调节注入压力。注浆技术的应用改变了以往的防水与加固技术,将加固步骤在一定程度上予以减少。
(2)、结构粘钢加固法
结构粘钢加固法是加固房屋建筑的新技术,这种技术是通过使用特殊的结构粘胶剂,将钢板用建筑结构胶粘贴在建筑的混凝土构件表面上,使钢板与混凝土构件浑然一体,从而达到对原结构的刚度与强度增强的目的。这种加固方法利用先进技术充分发挥、表现出钢结构的作用及其优秀的性能。其主要的工艺流程是:混凝土基面放线与打磨基面清理钢板下料钢板钻孔与打磨植入M12化学栓预贴钢板配置粘钢胶涂胶并粘贴钢板固化、拆卸加压固定系统进行检验与维护。结构粘钢加固法在施工过程中占用的空间较少,并且在完成对房屋建筑的加固之后还能够保持建筑的原貌,在房屋建筑外观与周边环境方面造成的影响较小。结构粘钢加固法相比起其他建筑结构加固方法具有极其明显的特征,即建设周期短,工程施工所需时间非常少。结构粘钢加固法在原材料的选择以及使用的施工工艺上非常简单,是一种经济实惠的施工方法。这种结构加固技术不仅是一种快速施工技术,还是一种无湿作业,或者说是少量湿作业;不仅对房屋建筑的外观及周边环境影响小,而且在加固工程完成后对建筑结构不会产生任何不利影响。
(3)、植筋加固法
植筋加固法在原有建筑改造或者续建中得到广泛的应用,它是一种便捷有效的建筑结构加固方法,常用于混凝土结构的连接与锚固。通常而言,这种方法使用的是普通钢筋。植筋加固法中的“植筋”即是植入钢筋,在这种加固技术实施之前应当先在施工建筑上选定正确的位置进行钻孔,并且对钻孔进行清理,而后再将事先准备的钢筋填充其中,通过锚钉胶的使用来控制与矫正钢筋的植入角度与方向,再过一段时间使钢筋稳固之后,进行施工的养护与检验。植筋加固法主要应用在增建或者变更房屋建筑结构之时,利用改造柱头、楼板以及剪力墙等方法,加固房屋建筑结构。
(4)、外包钢加固技术
应用外包钢加固技术,利用角钢外包在构件的四角位置,在角钢之间采取缀板连接方式。外包钢加固法分为湿式与干式两种情况。湿式外包钢法,在原有构件和型钢之间,利用环氧树脂或者乳胶水泥等粘结,将新旧材料之间进行有效协同,确保工作整体性,但是作业强度较大;干式外包钢法,即原有构件和型钢之间没有任何粘结作用,虽然有时候以水泥砂浆填补,但是并不能实现结合面拉力与剪力的传递,难以保障原构件和型钢的整体工作,只能实现单独受力。这种方法基本对原结构构件的截面尺寸更改不大,仅是提高构件承载力,增加刚度与延性,一般在屋架、砖窗间墙、梁、混凝土柱等结构构件、构筑物加固中应用广泛。
(5)、强化混凝土弱剪力墙体系
在进行混凝土弱剪力墙体系加固改造时要特别注意,尤其是在剪力墙开洞和切除剪力墙时,不能过于削弱抗剪强度以至于结构的破坏,在每取消一道剪力墙时也应该在同轴线上及时补设,从而在维持均衡和安全的前提下进行加固改造。这是因为剪力墙是由钢筋混凝土浇成的墙体,它是由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构,以此合理的对砌体结构体系进行改造能够有效的强化混凝土弱剪力墙体系。对于砌体结构的加固,通常有两种方式,即直接加固法和间接加固法。运用直接加固法的具体操作方法通常是利用钢筋混凝土直接对砌体外表面进行加固。通过在钢筋混凝土在砌体结构上直接加固能够提高其承载力;此外,还可以利用钢筋、水泥、砂浆等进行混合,涂抹到砌体外表面进行加固。间接加固法利用的则是无黏结外包型钢对砌体进行加固处理。此种方法可以减少湿作业,但是施工成本相对较高,此外,利用预应力撑杆加固的方法也可以有效提高砌体结构的承载能力,从而达到建筑结构加固的效果。
(6)、平屋顶增设坡屋顶进行加固改造
建筑结构加固技术的应用,是在当代建筑过程中必不可缺的一种技术处理使用措施。在进行建筑工程的施工过程中,平屋顶是施工结束后最容易出现漏水现象的一项的施工环节,同样漏水现象等问题的出现也是影响其牢固性的重要原因;所以,在进行建筑建造的过程中,除了通过在屋顶增设坡屋顶之外,还可以对整个平屋顶进行结构技术处理,进而达到加固的目的。坡屋顶作为一种导流结构的出现,其能够更为有效的将降水过程中积存的雨水进行排放,进而减轻屋顶的渗透漏水现象的发生。通过实践应用,我们可以从中研究发现,在进行建筑结构坡屋顶技术加固改造的过程中,必须要了解相关建筑的实际建筑状况,才能够进行加固技术的方案的制定实施,由于现有建筑结构均有载荷限制,所以在进行加固技术改造的过程中,应该尽量避免较大负荷的设施在加固技术中的应用。
三、结语
总而言之,有效的对建筑结构加固技术进行改造将有利于保证建筑物使用质量的安全,确保使用住户的生命以及财产安全。因此,相关从业人员应该科学的运用各种措施对不同的建筑结构进行加固,以提高建筑物质量,增强其抵抗地震等自然灾害的能力,从根本上延长建筑物的使用寿命,确保人民的生命财产安全得到坚实的保障。
参考文献
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[3]刘越超.建筑结构加固方案设计研究[J].科学之友,2010(10):51-52.
析了加固改造工程的造价控制。
关键词:结构加固;造价控制;加固改造
中图分类号:TU723文献标识码: A
一、结构加固方法和适用范围
当前,混凝土结构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。前者包括加大截面法、置换混凝土法、有粘结外包型钢法、粘贴钢板法、粘贴纤维增强塑料法、绕丝法、锚栓锚固法等; 后者则包括预应力加固法、增加支承加固法等。此外, 混凝土结构加固改造的配套技术一般有托换、植筋、裂缝修补、碳化混凝土修复( 尚未成熟)、混凝土表面处理、混凝土表层密封、结构或构件移位、结构自振频率调整等, 选择时应根据需加固结构在承载力、刚度、裂缝或耐久性等方面的不足, 并结合各种加固方法的特点、适用范围和施工可行性进行选择。如对于裂缝过大而承载力满足要求的构件, 采用增加配筋的加固方法是不可取的, 而应采用预应力加固, 以降低被加固构件的应力水平, 达到良好的加固效果, 并大幅提高结构整体承载力, 但会对原结构外观造成一定影响。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加固, 在无防护的情况下不得用于 60℃以上的环境中, 以及混凝土收缩徐变大的结构。对于刚度不足的构件, 可选择增设支点或加大截面加固法。若构件承载力不足, 但配筋已足够大时, 应采用绕丝法, 其优缺点与加大截面法相近, 适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足, 或需对受压构件施加横向约束力的情况。粘贴纤维增强塑料加固法的适用性较广, 除具有与粘贴钢板相似的优点外, 还具有耐腐蚀、耐湿、几乎不增大结构自重、耐用、维护费用较低等优点, 但需进行专门的防火处理, 适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
二 加固改造工程造价编审中的要点
1 在造价编审中, 除了计算施工图中反映的工程量及其费用外, 还应注意改造过程中要将新加构件锚入原有结构中, 就可能要拆除某些构件的某些部位, 将新构件锚入后再将原有结构进行修复, 由此增加的工程量及其费用也应加以考虑。
2注意核对定额中每个定额子目所包含的工作内容, 避免重复计算造价。
3加固改造工程中可能会出现一些不常见或零散的施工工艺, 因建筑工程定额较强地针对新建扩建的工程项目, 而改造项目的施工工艺和定额消耗水平与建筑工程定额存在较大的差别, 因此改造工程项目内容较难在建筑工程定额内找到相适应的子目进行套算, 这时应考虑套用其它专业定额的相似子目, 如修缮定额等。
三、 案例分析
某加固改造工程为旧式商务楼, 钢筋混凝土框架结构, 设有 1 层地下室, 由于地处市区商业旺地, 现需因地制宜, 利用原有的建筑物将其加固改造。经设计复核计算, 发现部分柱轴压比超限或配筋不足, 部分梁、板配筋不足, 需对结构进行相应加固, 具体方案为: 基础采用微型钢管灌注桩, 楼板采用碳纤维布加固, 同时采用钢构套、现浇混凝土套或贴钢板对梁柱进行加固。
1 基础加固
在设有地下室的情况下, 采用加大原桩承台截面法并打入钢管桩, 其基础加固工程造价除按图计算外, 还应考虑以下费用: ①由于加大原有桩承台,需打凿地下室底板混凝土及清理外运, 这部分费用应计入造价中; ②重新浇捣地下室底板的防水处理费用; ③重新浇捣地下室底板混凝土所增加的费用;④地下室底板钢筋制作安装及钢筋焊接费用; ⑤新旧基础接驳处的处理费用, 要将原基础表面凿除保护层并洗净, 需计算重新浇捣混凝土的费用, 这部分在计算中较易被忽略; ⑥基础与旧基础钢筋焊接费用, 由于焊接工程量大, 而定额的钢筋制安中只考虑非设计焊接, 故此部分费用应增加计入工程总价中;⑦打入钢管桩须进行的超前钻费用。
2柱的加固
本工程对柱构件采用现浇混凝土柱套及钢构柱套进行加固, 钢构柱套是在柱的四角粘贴角钢, 相互之间采用-钢缀板焊接固定, 施工时先清洗原混凝土柱面浮渣, 柱角部和粘贴角钢面均需打磨, 以免粘贴不牢, 粘贴角钢后用夹具固定, 钢缀板应分段焊接。柱套角钢遇到楼板时, 应凿孔穿过上下连接,其根部应伸入基础并满足锚固长度。钢构柱套施工需考虑的费用有: ①按常规应考虑钢构架制安; ②柱角部及粘贴角钢面的打磨费用, 较易被忽略; ③角钢穿过楼板时, 考虑凿开楼板的费用; ④钢构架制安完成后, 用混凝土填充的费用; ⑤角钢根部伸入基础的锚固费用。
3 梁的加固
本工程对梁构件采用钢构架及环氧树脂化学灌浆法进行加固, 具体做法如下: 将混凝土表面凿掉相应厚度并打磨平整, 铁丝刷刷毛和压缩空气吹净后,将已除锈并用二甲苯擦净的钢件附于表面, 用卡具卡紧并与梁侧的钢缀板和角钢焊牢。用环氧胶泥将钢板周围封闭, 留出排气孔并预埋灌浆孔, 待灌浆孔粘牢后试压, 如正常则以 0.2~0.4MPa 的压力将环氧树脂压入, 直至排气孔溢出浆液为止, 用胶泥封孔后再以较低压力维持 10min 以上方可停止灌浆。根据以上施工工艺, 建筑工程定额中没有合适的定额子目可以套用, 尤其是对钢板进行环氧树脂化学灌浆,其工、料、机的确定非常困难。为了使施工报价审核结果更合理和更具说服力, 笔者建议施工、监理、业主、造价咨询等有关各方派人到现场测算该施工方案的工、料、机的消耗量, 实施后笔者根据各方确认的工、料、机的消耗量及市场材料价格, 审定此部分造价为 250 万元, 与施工方送审造价相比, 核减了造价达 90 万元, 有效地避免了施工单位套用建筑工程定额中不适合该分项的定额子目抬高造价, 为业主节约了投资并获得好评。
四、加固改造工程的造价控制
1 工程的结算方式
施工合同中业主可通过约定严格科学的工程结算方式, 有效地将工程造价成本控制在一个合理范围内, 避免承包商在施工过程中故意提高工程造价,产生不必要的漏洞, 从而加大工程成本。对于加固工程, 采用固定总价合同的结算方式是比较合适的, 因为加固工程的工作内容较零散, 但项目内容和施工部位相对较明确, 且通常工期较短, 相对新建工程在施工中出现的变更也较少, 所以采用固定总价合同结算方式更能使工程造价得到合理有效的控制。
2设计变更的管理
为了做好工程造价的成本控制, 应根据工程具体情况, 建立和健全相应的设计管理制度, 对影响工程造价的重大设计变更, 运用价值工程理论, 组织多方人员参加技术经济的多方案论证, 获得有关管理部门批准后方可进行, 使建设投资得到有效控制, 当然在确定加固方案时, 除了要研究加固范围的局部效果外, 还应考虑与之相关的整体效应。如避免因局部加固导致整体刚度失衡, 或破坏了原结构, 强剪弱弯等不利情况。
3混凝土结构加固施工方案的优选
混凝土结构加固施工方案的制定尤为重要, 应根据不同情况制定不同的加固方案, 并遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则, 才能使加固工程取得良好的社会和经济效益。为了使加固方案满足加固工程“短、平、快、省”的要求, 应根据需加固的构件情况综合考虑和确定,以框架梁加固为例, 较合理经济和技术先进的加固方案应为粘钢锚固法和碳纤维加固法, 前者造价低,施工简单, 占用空间小, 加固效果好, 明显优于加大截面法和预应力加固法; 后者除材料费用较高外, 各种优势尽显其中, 自重轻且强度高, 固化后碳纤维强度比钢材高出十几倍, 且劳动强度小和工期短, 每个作业面只需 1~2 人操作, 每人每日可完成近1O。
关键词:钢筋混凝土;框架结构;加固施工
1 建筑结构加固基本原则
1、建筑结构的加固改造设计应由专业人士承担
建筑结构是否需要加固,应经结构可靠性鉴定,专家依据有关规范规程标准提出鉴定意见书。鉴定意见书可以做为结构维修加固改造设计的依据之一。由于建筑结构加固设计所面临的不确定因素远比新建工程多而复杂,况且还要考虑业主的种种要求,因此,承担维修加固改造设计的人员除具有较强的结构理论、明晰的结构概念外,还应具备较为丰富的工程经验才能够全面系统地分析问题,提出较为合理的结构加固设计方案。
2、处理好构件与结构、局部与整体、临时与永久的关系
当某些构件不满足要求时必须进行加固,但结构体系的加固往往会被忽视,加固设计人员应从整个结构体系安全的角度来考虑。当个别构件加固不影响整体结构体系的受力性能时,可进行局部加固;结构整体不满足要求时,应对结构进行整体加固。临时加固的要求可以适当降低一些。
一般而言,结构经局部加固或部分构件加固后,并不意味着该结构整体承载能力就一定提高或是安全的,其安全性还取决于原结构方案及其布置是否合理、构件之间的连接是否可靠、原有的构造措施是否得当与有效等,这些就是结构整体性或结构整体牢固性的内涵,因此,结构工程师在承担混凝土结构的加固设计时,应对结构的整体性进行检查与评估,以研究是否需作相应的加强,而不能仅仅关注结构的局部或部分构件。
3、加固改造的实施必须有科学的先后顺序
通常应先治理后加固,由高温、高湿、冻融、冷脆、腐蚀、振动、温度应力、收缩应力、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏,在加固时,应采取有效的治理对策,从源头上消除或限制其有害作用,正确确定加固处理时机,使之不致对加固后的结构重新造成损坏。结构加固一般应先卸载或部分卸载,卸载后按一定顺序实施加固。一般而言,应先加固后拆除;先加固后开洞;先基础后柱、梁和板;先重要构件,后次要构件,最后做好保护与防护。
2 建筑工程钢筋混凝土框架结构加固方式
1、增大截面法
该方法在砼结构加固中最为常用,具体做法就是:在建筑物的构件外部外包砼,并增加该构件的截面面积与配筋数量,以提升构件的承载力的结构加固方法。在建筑工程中应用这一砼结构加固方法具有施工工艺简便和适用范围广的特点,因而被广泛用于建筑砼结构中的梁、柱、板、墙等的加固。但应用这一方法具有较大的湿作业量,需要较长的施工和养护时间。此外,还对结构外观和构筑物空间也有一定的影响。
2、增加支承点
应用这一方法主要是用于减少结构的计算跨度,以改善结构的内力分布,从而提升其承载力的结构加固法。主要适用于那些构筑物的净空没有限制的跨度较大的梁板、网架等的加固,应用该方法具有简单可靠的优点,而缺点就是使用的空间会受到一定的限制。根据所增设支承结构变形的性能,可分为弹性和刚性两种支点。
3、钢板粘贴法
应用这一方法主要是在砼构件表面应用特殊的建筑结构粘结胶与钢板粘结,从而一道受力,进而提升结构承载性能的加固方法。也就是通过体外配筋提升原有构件的配筋量,从而全面提升构件在抗拉、抗剪、抗压、抗折以及刚强度等方面的性能。该方法主要适用于那温度和湿度正常且承受静力荷载的构件的加固,具有速度快且对结构没有影响的优点,而缺点就是钢板的自重大、钢独大,在施工过程中具有一定的难度。
4、砼置换法
该方法主要适用于砼强度等级较低的砼结构,尤其适用于砼强度等级在C10之下的砼结构的加固,具有其它方法难以替代的职能,全面解决承重构件所处受压部位砼强度低的问题。其具有的优点同增大截面法相似,且加固之后不会改变构筑物的空间,也同样存在较大的湿作业量。
5、外包钢法
所谓外包钢法,主要是在原有的砼构件的四周包裹角钢,并在角钢与角钢之间用扁钢相连接,再进行结构胶的灌注,从而与原有的结构相粘结和键合,让后来所加的型钢同原有的结构一起工作的结构加固方法。该加固方法可分为干式和湿式的两种方式。其中干式的外包钢法主要是将型钢直接外包在原有的构件,同原有的构件并不会粘结,亦或是即使填塞了水泥砂浆,也难以确保结合面的剪力得到有效的传递,难以实现整体的工作,因而只能单独受力;而湿式的外包钢法主要是应用具有良好粘结性能和高强度的建筑结构胶,将砼构件与钢板粘结在一起,以便形成牢固而又复合的整体型构件,从而确保应力传递的有效性,让构件能够联合工作,最终达到改善或提升结构的强度与承载能力的目的。具有受力可靠、作业量小、施工方便,缺点就是成本较高,需要耗费大量的型钢。主要适用于结构构件截面不能显著增大而且需要大幅度提升其承载能力的砼结构。
3 建筑工程钢筋混凝土框架结构加固技术应用
1、梁柱加固
加固时柱从底层开始从下至上全高加固,主筋下部植入基础承台内,保证新增竖向结构承受的竖向荷载能够顺利传给基础,并保证刚度的连续性,柱子纵筋采用焊接。梁柱节点处,柱加固纵向钢筋应贯穿楼板不截断,如有梁阻隔时可从框架梁两侧绕过,然后采用一定的坡度收至设计位置,在框架梁上下各增加附加钢筋满足竖向钢筋间距要求;不被原柱阻碍的梁加固纵筋采用通长筋,有柱阻碍则采用植筋技术植入到原柱混凝土中。
增大截面法加固后结构新、旧两部分整体工作的关键,主要在于界面能否有效的传递和承担界面的应力(主要是剪力和拉力)。而界面粘结强度低、离散性大,界面所具有的粘结抗剪和抗拉力有时远不能满足受剪和受拉承载力的要求,因此需在梁柱表面设置一定数量的销钉,保证界面粘结效果。
2、楼面板加固
通常需要改造加固的工程,预应力空心板的混凝土强度降低,预应力筋松弛,挠度变形较大。对于Ⅲ、Ⅳ级损伤的预应力空心板,不宜作加固后继续承载,故采用自密实混凝土楼板置换处理;对于Ⅱ级损伤空心板,主要考虑底部做叠合板处理和置换两种方案,由于底部叠合板的扎筋支模难度大,且浇注的时候需在空心板上钻浇筑孔,对原板造成二次损伤,加固质量也较难保证,因此决定也采用置换处理。楼面板处理时新增钢筋不能与相邻楼板钢筋形成通长筋的,其端部必须按规范要求植入四周原梁混凝土中,负弯筋端部也需植入原梁中。在以上加固中,Ⅰ级损伤的梁、板、柱构件均不做结构处理。
3、墙体加固
在加固砌体结构中,钢筋网水泥砂浆法具有较突出的优势,同时结合钢筋网复合砂浆课题研究成果,用抗裂复合砂浆替代水泥砂浆。由于复合砂浆拥有较高的拉强重量比和较高的韧性、延展性及耐久性,比普通水泥砂浆有较大的抗裂能力,因此可以减小涂抹厚度和对加固钢筋的更好保护。
4 结束语
综上所述,结构加固作为建筑行业中的一个细分行业,不但具有建筑行业的上述特点,还具有投入小,产出大,低碳环保,节能减排、新技术、新材料的广泛应用等一般建筑行业不具有的特点。建筑结构加固符合国家“十三五”规划,具有多重重要意义的新兴服务行业,是我国建设节能减排、低碳环保经济发展路径、建节集约型社会、实施可续发展的重要途径,对我国的经济和社会发展具有重要的影响和意义。
参考文献
[1] 吴雯. 钢筋混凝土框架结构加固技术的研究与应用[D]. 西安工业大学 2014
[2] 张学伟,刘卫东,张理,赵彦,严寅坤. 某框架结构办公楼的改造加固设计[J]. 工业建筑. 2011(02)