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房屋结构加固设计精选(九篇)

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房屋结构加固设计

第1篇:房屋结构加固设计范文

关键词:房屋建筑;结构;加固;施工

中图分类号:TU746.3 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)09-0086-02

1结构加固方法及技术分析

进行加固施工时,其加固施工及加固方案的制定尤为重要,对于需要加固的构筑物,应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。

1.1良好的施工性是加固工程方案必须考虑的条件之一

加固工程方案的优劣,首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件,没有良好的施工性是阻碍加固工程施工的一个拦路虎。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性,但是,由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度,而造成施工工期长、劳动用工大、安全系数低的弊端,结果必将影响到加固质量。

1.2不同类型加固工程与加固方法分析

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。

1.2.1加大截面加固法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验,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,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的减小。

1.2.2置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点,适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

1.2.3预应力加固法

预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上(当拉杆与梁板底面紧密贴合时,拉杆会与构件共同找曲,此时尚有一部分压力直接传递给构件底面),在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制,斜截面抗剪承载力也随之提高。

2工程加固施工前设计的必要性

2.1现实的需要

既有房屋,有的由于使用性质改变而导致荷载增加;有的为了增加使用面积,在层高较大的部位或在屋顶上进行加层;有的为满足节能有关规定,需将楼层周边凹凸部分补平改造;有的需要进行抗震加固;有的由于遭受火灾、超载、地基不均匀沉降等原因需要进行加固处理等。既有房屋的改造、加固日益增多,因此,建筑结构设计人员根据形势的发展应不但能熟练地从事新建筑的结构设计,还要逐渐熟悉和掌握对既有房屋的改造和加固设计工作。

2.2检测和鉴定的必要性

为了解既有房屋结构的安全性、适用性和耐久性是否满足要求,在改造加固前必须要对结构进行检测和鉴定,对其可靠性作出正确的评价。检测和鉴定工作应该由有资质的单位承担。检测时可根据房屋结构实际情况和特点确定重点内容,钢筋混凝土结构应着重检测构件的混凝土强度等级、钢筋配置、裂缝情况、混凝土碳化深度、蜂窝缺陷等。

2.3房屋结构的改造、加层、加固必须进行设计

(1)按有关规定,对既有房屋进行改造加固设计实施以后,承担此任务的设计单位应该对该房屋结构的安全性和耐久性负完全责任,而原来的设计单位未参与改造加固设计时,则不再负此责任。因此,改造加固设计应该由有资质的设计单位或研究单位来承担。

(2)进行改造加固设计时,力求与承担施工的单位进行配合,根据该施工单位的经验和水平确定更合理的设计实施方案。如果由于招投标等原因,在设计时不能确定施工单位,那么在完成设计确定了施工单位后,开工之前应就设计中构造做法和施工要求与施工单位作交底和讨论,必要时进行方案调整和修改设计,以确保工程质量和降低造价。

3施工实施中要掌握的技术要点和施工方法

(1)对原有旧钢结构的考察、取样、实验、评定工作一定要做好做细,必须要由权威的专业实验室对原旧钢结构和加固用的新钢材进行取样实验,并出具评定报告,确定需采购新钢材的材质和焊条规格型号(或螺栓)、焊接连接工艺的技术要求(或螺栓)。

(2)根据现场对原有旧钢结构进行喷砂除锈、清除表面覆盖的所有腐蚀的氧化层及渣物后的现状,与设计一起讨论确定实用可靠的处理、加固、改造方案。

(3)原有旧钢结构的除锈、清除表面覆盖的腐蚀氧化层及渣物要彻底,必须用空压机连接专用的喷砂除锈机进行,个别腐蚀严重的部位要人工用钢凿、榔头、砂轮机凿或磨。喷砂除锈的砂子采用中细黄砂,需晒干,因高空作业污染很大,一定要搭设周围环境防护设施和做好操作人员的防护。

4结束语

综上,建筑物结构加固是一项系统工程,除了在加固方法、设计及施工技术方面努力外,还应从源头上抓起,加强管理,提高工程质量可以有效避免损坏的发生。由于作者水平有限,

文中不足之处望行业同仁多多指正,今后的工作学习当中亦会时刻保持积极进步不断探索的精神,争取为我国在房屋建筑结构加固设计及施工技术方面作出更大的贡献。

参考文献:

第2篇:房屋结构加固设计范文

【关键词】房屋建筑;结构加固;设计;施工管理

前言: 我国房屋建筑业为我国的国民经济发展起着一定的推动作用和促进作用。自从实行改革开放以后,我过的经济得到了突飞猛进的发展。人们的生活水平和生活质量得到了显著提高。物质资料获得了极大的丰富和满足,对所居住的房屋质量和环境等方面也有所提高。在我过房屋建筑施工过程中要按照国家的有关规定和要求对房屋建筑工程进行技术加固和房屋施工结构的分析。在施工中保证加固水平,这是房屋施工的前提和基础之一。

一、房屋建筑结构加固设计原则与方法分析

(1)加固设计原则

高温、振动、腐蚀、风化以及地基沉降是造成房屋建筑结构损坏的重要原因。在对已遭受损坏的房屋建筑结构进行加固时,必须查明损坏原因,采取有针对性的加固措施。加固设计必须以确保原房屋建筑结构安全为前提,尽量减少或避免拆除、更换原构件,同时还要保留具有使用价值的构件。

1.选材原则。在房屋建筑结构加固设计时,合理选择加固材料,使加固材料满足强度高、性能好、质量轻、耐久性良好等要求,并且保证加固材料与建筑原结构材料具备一定相容性,从而确保加固效果。所以,在选择加固材料时,应当收集原房屋建筑结构设计的相关资料,尽量选择与原建筑结构材料性能大致相同的加固材料。如果缺失原房屋建筑结构设计资料,那么设计人员应当到工程现场测算原结构材料的强度,并对强度等级进行规范取值,将其作为选择加固材料的重要依据。

2.加固设计年限。在确定房屋建筑结构加固设计年限时,应当按照相关规定确保建筑结构在一定期限内不需要再进行大面积维修,即保证建筑结构在使用年限内只需要进行简单维护就能够保证其安全性。在对新房屋建筑结构进行加固设计时,其加固的使用年限应确定为50a或100a,对老旧房屋建筑结构进行加固设计时,其加固的使用年限应确定为5a-10a。

(2)常用的加固设计方法

在对房屋建筑结构进行加固设计的过程中,加固方法的选择至关重要,若是加固方法选择不当,则无法起到应有的加固效果,为此,在具体选择的过程中,需要综合考虑各方面的因素,如房屋建筑结构的实际情况、加固技术的先进性、经济性等等,并在此基础上进行必选,从而确定出最优的加固方法。当房屋建筑结构整体与局部构件都存在加固需求时,应当以整体加固设计作为优先考虑对象,而后在考虑局部构件的加固设计;在对不同类型的结构构件进行加固设计时,应当以关键部位的构建加固为主,如果选用的加固方法效果不够理想,则可以采用多种加固方法联合使用,借此来达到预期效果。目前,房屋建筑结构加固中比较常用的方法有以下几种:

1.粘贴加固法。这是一种比较实用的加固方法,其主要是以纤维复合材作为粘贴材料,此类材料最为显著的特点是强度高,它的抗拉强度是普通钢材的几倍,并且该方法的施工也比较简单,只需要将纤维复合材粘贴在需要加固的构件表面即可,借助材料本身的特点,能够进一步增强房屋建筑结构的承载力和延展性,从而起到良好的加固效果。此外,该材料还具有非常良好的化学稳定性,其耐久性和抗腐蚀性较好,不容易受到酸碱等化学腐蚀,尤其适用于房屋建筑结构表面平整度较差或是结构不规则的构件加固。

2.混凝土加固法。在房屋建筑结构加固设计中,混凝土加固是最为常见的方法。由于大部分现代房屋建筑的原结构材料都以混凝土为主,所以根据加固设计的选材原则,应当选用与原结构相同的材料。混凝土加固方法主要包括以下两种:①直接加固法。该方法是指对遭受破坏的构件用混凝土直接置换,或在加固的构件上直接浇筑混凝土。如,将混凝土直接浇筑在受弯构件上,通过增加受弯构件的截面面积,以此增强受弯构件的承载力,达到良好的加固效果。在承重构件存在严重缺陷的情况下,应当采取混凝土置换方法进行加固处理,但是这种置换工作较为困难。②间接加固法。该方法包括预应力下撑拉杆加固和预应力水平拉杆加固两种方法。前者主要利用预应力支撑杆加固混凝土构件,并利用杆轴向心力产生的外部负载来提高房屋建筑构件的承载力。这种加固方法虽然可以显著提高房屋建筑构件的承载力,但是却需要进行大面积的结构加固,加固成本较高;后者主要利用偏心力对加固构件中心施加水平压力,进而避免外部负载弯矩,通过减少受弯构件的外部负载,以达到提高构件抗弯能力的目的。

二、房屋建筑结构加固施工管理研究

由于房屋建筑结构的加固方法较多,为了便于研究,本文以粘贴加固法为例,对其施工管理进行分析。

(1)粘贴施工前的准备工作

在进行粘贴加固施工前,应当做好以下准备工作:准备好施工中使用的原材料和机械设备,所有施工人员配置到位,同时,到工程现场对加固的特点进行了解,技术人员应当对施工人员进行安全和技术交底。

(2)施工技术要点

1.干燥处理。在进行加固之前,应当确保结构表面干燥,如果表面潮湿,则应当对其进行搞干燥处理,常用的方法是碘钨灯烘烤,也可以用风机将构件表面吹干,在这一过程中,应当确保待加固构件的表面湿度不超过70%。

2.表面处理。在粘贴纤维复合材料之前,应当对混凝土构件的表面进行相应的处理,将疏松、腐蚀、蜂窝等劣化的混凝土全部清除,并以露出结构层为准,然后采用修复材料对构件表面进行修复处理,使表面达到平整。

3.粘贴施工。当构件表面处理完成后,将树脂均匀刷涂在构件表面,待树脂干燥后,便可进行纤维复合材料粘贴。若是多层粘贴时,则应当在上一层干透之后,方可进行下一层粘贴。

(3)施工管理措施

房屋建筑结构加固施工中所使用的碳纤维材料、结构胶必须加强质量控制;确保定位放线准确,根据施工现场原有构件尺寸进行放线,尽量减少定位误差;清理干净基层,保证基层无油污、无尘土等杂物;加固施工中要避免对钢筋、孔壁以及结构胶造成污染,确保结构胶的粘结力;在配置好结构胶后,要立即使用,避免因风化影响结构胶的使用效果。

结束语

总而言之,房屋建筑结构加固设计与施工是一项较为复杂且系统的工作,在进行加固的过程中,除了要合理选择加固设计方法之外,还应当做好加固施工管理,借此来确保施工质量。只有这样,才能使结构加固达到预期中的效果。在未来一段时期,应当重点加大对建筑结构加固技术的研究力度,并在现有加固技术的基础上进行不断改进和完善,并开发一些新的技术,这对于促进我国建筑业的稳定、持续发展具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1]罗海.浅谈房屋建筑结构加固施工技术[J].门窗.2013(3).

[2]郑先元.既有建筑结构鉴定与加固技术概述及应用[J].现代物业(上旬刊).2011(1).

[3]金江锋 .浅析结构加固技术在房屋建筑施工中的运用[J].中国建筑金属结构.2013(11).

第3篇:房屋结构加固设计范文

【关键词】结构加固工程;房屋建筑;裂缝;错位

1 概述

随着我国经济的不断发展,城市建设的规模也在不断扩大,人们为了增加房屋的有效使用面积、降低因改变使用性质而增加的房屋负荷、增加房屋在自然灾害(地震、水灾等)中的抗灾害能力等一些原因而主客观引起了房屋结构质量的变化。当房屋建筑的结构功能,如在建筑荷载、接建等方面出现改变时,或者当建筑出现材料强度不够、配筋不足、未及时修补等质量问题时,都需要对其进行加固。为了保证房屋结构质量、满足建筑的使用功能,这就有必要加强改善房屋结构加固工程技术的开发和应用。

2 房屋建筑中各种加固技术及其分析

2.1 提高支承的加固技术

在条件允许的情况下,这一技术适用于钢混结构加固工程,即是指通过增加建筑支点进行加固来减少房屋结构受弯范围的跨度,从而降低作用在被加固结构上面的承载效应,达到使结构承载水平有所提高的目的,该技术便捷可靠,缺点在于对建筑的使用功能、原貌有所影响,会降低建筑的使用空间。

2.2 预应力加固技术

即是用预应力来水平加固混凝土的受弯结构,在新增的外力荷载以及预应力的作用下,水平拉杆产生的轴向拉力在杆端传递到建筑构件,梁板底端与拉杆贴合,部分压力向构件底端传送,可以缓解、控制建筑构件产生裂缝的速度,增加建筑整体的承载能力,另外还可以产生偏心受压效果,克服来自外界的荷载弯矩,增加了建筑构件抗弯水平。

2.3 增加横截面加固技术

在建筑的钢混受弯、受压部位浇筑一层混凝土,来增加这些部位的横截面受压高度,使截面面积增大,加强斜面刚度、截面抗弯能力、斜面抗剪作用,达到加固结构的目的。若房屋建筑的钢筋配置程度不高时,在增加起主要作用钢筋的面积时,也可能使原受压、受弯构件的横截面承载能力得到有效提高。在房屋建筑的混凝土受压部位扩大受压构件截面,也能够使建筑的使用性能提高,增加构件的承载能力。横截面加固技术应用简便、条件简单,加固设计成熟,施工经验丰富,尤其适用于混凝土方面的加固以及柱、板、梁、墙等普通的建筑构造物加固,缺点在于完成加固后,建筑物使用面积会减少,且施工工程中湿作业的工时较长,对生活及生产都会造成一定影响。

3 加固方案设计的必要性和意义

3.1 现实的需要

既有房屋,有的由于使用性质改变而导致荷载增加;有的为了增加使用面积,在层高较大的部位或在屋顶上进行加层;有的为满足节能有关规定,需将楼层周边凹凸部分补平改造;有的需要进行抗震加固;有的由于遭受火灾、超载、地基不均匀沉降等原因需要进行加固处理等。既有房屋的改造、加固日益增多,因此,建筑结构设计人员根据形势的发展应不但能熟练地从事新建筑的结构设计,还要逐渐熟悉和掌握对既有房屋的改造和加固设计工作。

3.2 检测和鉴定的必要性

为了解既有房屋结构的安全性、适用性和耐久性是否满足要求,在改造加固前必须要对结构进行检测和鉴定,对其可靠性作出正确的评价。检测和鉴定工作应该由有资质的单位承担。检测时可根据房屋结构实际情况和特点确定重点内容,钢筋混凝土结构应着重检测构件的混凝土强度等级、钢筋配置、裂缝情况、混凝土碳化深度、蜂窝缺陷等。

3.3 房屋结构的改造、加层、加固必须进行设计

(1)按有关规定,对既有房屋进行改造加固设计实施以后,承担此任务的设计单位应该对该房屋结构的安全性和耐久性负完全责任,而原来的设计单位未参与改造加固设计时,则不再负此责任。因此,改造加固设计应该由有资质的设计单位或研究单位来承担。

(2)进行改造加固设计时,力求与承担施工的单位进行配合,根据该施工单位的经验和水平确定更合理的设计实施方案。如果由于招投标等原因,在设计时不能确定施工单位,那么在完成设计确定了施工单位后,开工之前应就设计中构造做法和施工要求与施工单位作交底和讨论,必要时进行方案调整和修改设计,以确保工程质量和降低造价。

4 建筑加固施工应掌握的技术要点和施工规范

4.1 加固工程中的施工要点和注意事项

加固工程施工前要对房屋建筑原来的旧钢混结构进行充分的考察、采样、设计和评定,保证有实力雄厚、较为权威的专业人员对新旧钢材结构进行实验评定,以此来确定加固工程有一个实用的新的钢材和配件的规格、型号,制定出一个完整有效的工程施工方案,保证力求将加固工作做细做好。在加工工程施工时,要做到彻底清除房屋建筑原有的钢混结构的锈迹,去除钢混结构的表面渣物以及氧化腐蚀覆盖层,修改完善设计施工加固方案,保证方案的切实可行。

4.2 钢筋混凝土增加截面的技术应用规范

(1)表面处理

进行房屋柱、墙的表面处,宜剔除加固表面混凝土约4到8毫米的厚度,并进行样板确认;在混凝土的表面打出大于4mm的槽或者凿毛,磨去碳化层;用人工或者电锤纵穿柱体、墙体钢筋;完成植筋,保持24小时的固化时间。

(2)在柱体、墙体上植入钢筋

按照房屋柱、墙、梁加固的规范和要求进行这些部位纵向钢筋的对接接头构造,其中对接的接头须向有关部门送检。在设计时,柱纵筋应注意尽量不要与梁结合,如有十分的必要须结合,在同一立面也只能一根纵筋绕过;柱箍筋的搭接长大于250mm,其使用开口U型箍顺着柱子交错安排,在一定范围内须绑扎不小于两道的箍筋;在连接柱和梁时使用机械或者是焊接连接,另外使用电渣压力焊接柱或采用机械连接;加固梁时最好使用封闭型梁箍筋,使用U型箍要保证焊接的有效性。

(3)模板及混凝土施工要求

使用模板要保证一定的硬度和稳定性,保证柱、梁使用混凝土时的质量,满足加工工程设计要求。混凝土水平运输使用手推车,在垂直线上运输混凝土时需使用专用电梯;须严格参照相关的工程标准和制度对混凝土的浇筑结果以及界面处理质量进行验收;浇筑混凝土以附着式的机械外部振捣或者内部振捣为主,工程工人内部钎插方法作辅助。

4.3 碳纤维布加固技术的应用规范

(1)基层处理

加固工程开始前,房屋建筑表面需保持干净、平整、无油污和杂物,将碳化层去除,可使用丙酮清洗保持混凝土的洁净;糙化处理混凝土表面,填平凹陷以及裂缝;使用碳纤维布对梁角、柱角进行粘贴,应保持柱、梁的棱角呈圆弧形。

(2)粘贴碳纤维布

将碳纤维布放在常温固化或者湿法铺层;用专用滚筒在混凝土表层涂上树脂,待其干燥后抹平,待其完全干燥后粘贴碳纤维布;粘贴时在固定位置轻压粘贴,滚筒辅助滚压,使树脂与碳纤维布紧密,施工时保持碳纤维布的完整;重复粘贴时,应待碳纤维布表面的树脂完全干燥再加层粘贴,如未能在一个小时内完成,须在等待十二个小时后再行粘贴;在长梁上粘贴碳纤维布宜使用横向压条,短梁上宜使用织物压条。

(3)验收质量

粘贴碳纤维布完成后7天即可进行工程验收,质量合格后可采取3:1的砂浆、水泥对建筑房屋进行厚度为15-20毫米的抹灰。

参考文献

[1]唐业清,万墨林.建筑物改造与病害处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2000年

第4篇:房屋结构加固设计范文

【关键词】房屋建筑;优化技术;建筑设计;设计应用

1建筑结构设计优化方法

房屋建筑结构优化设计一般包含屋基结构优化、护栏结构优化、房顶结构优化和细致结构优化等设计工作。对房屋结构的优化设计需要结合实际条件,再整体分析考虑,以达到设计的功能需求。然后通过合理设置建筑的平面布局,来缩小建筑中心和刚度之间的差距,将承载的力度均匀分配。另外,房屋建筑结构设计优化技术也有效的提高了土地资源的利用率,给建筑行业带来巨大的经济效益,同时也能充分满足住房用户的生活需求和安全保障,所以建筑结构设计优化技术对房屋建筑意义重大。

1.1优化房建结构模型

建筑结构设计优化的基础是数学模型,所以在房屋结构设计过程中,需要结合实际条件来构建数学模型,并运用科学合理的优化方法来调整建筑结构设计,以达到最佳效果。结构设计优化模型一般先进行设计变量的合理选择,保留牵动因素比较小的预定变量,再以控制建筑成本为目标构建由建筑尺寸与相关数据所表示的目标函数,最后结合房屋尺寸、结构强度、变形要求和预应力等因素,全面考虑建筑结构的限制条件,以达到房屋构造最优的设计标准。

1.2优化房建结构设计的数学计算

优化建筑结构设计属于非线性的数学问题,其中包括很多限制因素和相关变量。实际结构优化设计通常采用拉氏乘子法和符合型法等方法,把限制条件换成无限制条件来简化计算过程,再输入相应的运算程序就可以得到建筑结构设计的最优方案。

1.3优化概念设计

优化过程不能一味的依靠计算机设计软件,还应结合计算机设计与人工设计,充分发挥概念设计在优化技术中的关键作用。例如,在进行建筑材料优化选择时,适合采用人工方法分析各类材料的性能;在进行技术参数设定时,适合采用计算机方法对设计标准进行优化。虽然在设计过程中计算机能够有效解决人工难以完成的庞大计算问题,但是它并不能设计出非常切合实际需求的结构设计方案。因此在建筑工程的实际设计中,应该根据实际情况灵活的运用概念设计优化技术和计算机技术,对建筑结构进行合理的分析和改进,这样实现建筑工程整体的最优化。

1.4价值工程优化设计

价值工程,即以最少的周期成本有效的实现建筑结构的必要功能。其核心是通过对建筑进行功能分析,及时的排除不切实际的功能需求和过剩功能,以达到降低成本,提高效益的目的。建筑产品的价值是由它的成本和功能共同决定的,对于建筑产品来说,不同的价值方法带来的价值表现也会有所差异。有些方法是保持建筑成本不变来提高房屋的功能,或是保证功能不变的情况下降低投入成本,还有些方法是小幅度的增加其成本以满足房屋功能的大幅度提高等。这些方法在做成本分析的时候,不仅只是考虑建筑生产的总投资,还做到了预算建筑产品的使用成本和后期维护成本等全周期的成本分析。价值工程必须依照价值原则性、功能多变性、成本的波动性、成本与功能的相互性和创新性等原理来实施。在工程造价控制的过程中价值工程主要考虑的是如何实现建筑的核心价值。通过合理的建立项目的内部反馈和外部反馈,有效的掌握用户的实际需求,以实现项目最终的价值目标。

1.5加固过程的优化设计

为保障建筑物建成后长期的的安全使用,就需要在建筑过程中制定合理的加固方案。加固方案在一定程度上也决定了建筑物的使用性能,一旦加固方案设计失败,整个建筑的安全使用将会受到严重的威胁,基本的的使用标准也根本达不到,因此就会给建筑工程带来不可估量的经济亏损。加固工程的重点工作是加固方案的制作,由于其具有多样化的供给、单一化的需求和难以更改的设计方向等特点,一旦确定将加固方案实施到加固工程中,后期就不容易对加固方案822•工程结构•在进行调整,因此会导致大量的人力、物力和财力资源的白白浪费,所以为了保障和增强房屋建筑结构的稳定性,必须依照现行规定的国家标准水平来合理的选择加固方案,以达到建筑物使用功能的要求水平。

2优化技术的实际应用

2.1建筑前期设计过程优化技术的运用

建筑的前期设计在整个建筑经济设计中起着主导的作用,会直接影响建筑项目的总投资量。在房屋设计过程中,建筑结构优化设计实施方案的落后一直是当前普遍存在的问题,如果在设计初期不进行科学合理的结构设计,后期房屋结构的设计可能会产生不可逆转的损失。所以就要求设计人员充分应用建筑结构优化设计方法,在前期设计过程中选择可行的结构模型,制定合理建筑设计方案,为建筑的整体设计打下良好的基础。

2.2结构材料的优化应用

房屋建筑结构的优化设计中,结构材料将会直接影响建筑整体的结构性能,表1对各种材料的性能指标做出了对比。在结构设计中需要重视材料的选择,良好性能的材料是房屋建筑优化设计实施的重要基础。比如建筑中混凝土具有良好的抗压性能,而钢铁结构具有良好的抗拉扯能力,这些材料都有其独特的用途,充分利用它们的优势可以在很大程度上提高建筑工程的整体质量。事实证明,在6.9级的地震区域中,与普通钢筋混凝土转换柱相比,型钢混凝土转换柱作为框支剪力墙结构可以有效地减少20%左右的截面面积,如果再利用钢管混凝土柱的抗拉、抗剪和抗压等优势还可以进一步减小截面面积。因此建筑的有效使用面积和使用功能都会得到相应的增加。由此看来,合理的选择材料在高层建筑和庞大建筑的结构设计中十分关键。

2.3建筑地基优化技术的运用

房屋的地基是建筑结构设计的首先任务,也是施工过程的关键。合理有效的规划地基的结构可以实现房屋结构的优化设计的目标。在建筑业不断发展的过程中,由于建筑产品在功能和形态方面千差万别,对地基的选择标准也会各有不同,所以要从实际情况入手,制定实际的地质勘测方案。在考虑工程造价经济效益的前提下进行房屋结构的优化设计,以地桩为基础的地基设计则需要对房屋进行具体的受力分析,详细的考察地桩材质特性,最后选出最优的地基设计方案。

2.4节能设计技术的运用

在房屋建设中,建筑结构优化设计的作用就是在降低工程造价的前提下,提升房屋整体的经济效益。为了提高经济效益就需要从能源利用的角度选择节能系数较高的结构设计方案。房屋结构形式一般有3种:第一种是短肢剪力墙结构,其结构设计具有较好的抗震性能,所选择的材料也不多;第二种是框架结构,其结构设计的柱截面比较大,从而影响了房屋的内部的布局设计;第三种是框架与剪力的融合结构,其结构具有比较强的综合适应能力,抗震和抗侧力的效果也十分良好。因此在选择优化设计方案时需要权衡以上三种结构类型的优缺点,根据实际情况充分考虑建筑的工程造价和实际效益,然后选出最佳的房屋建筑结构的设计方案。

2.5建筑抗震结构设计的运用

安全是检验房屋建筑结构设计质量的重要标准,也是住户考虑的基本问题之一。当遇到不可抵抗的自然因素时,房屋的安全会受到巨大的威胁,因此在建筑结构设计中需要充分考虑地震荷载作用,采取合理的设计方案和有效措施来增强房屋建筑的抗震能力。通过学习和观察,可以发现为了提高抗震能力,大多数建筑设计采用了结构对称式的方法,可用来增大建筑物的延伸性,减小建筑的危险截面,使其荷载被均匀支撑。其中延伸建筑结构可以利用次要的结构来保护建筑的主体以提高建筑结构抗震性能。除此之外,建筑设计还要对细致结构做优化处理。在整体设计完成后,对基础部分的设计还要加强精细处理。“细节决定成败”就充分说明了细致工作在整个建筑设计过程中的重要作用,所以做好精细设计是建筑过程必不可少的基础工作。

3总结

房屋建筑结构设计中的优化技术一方面提高了建筑的安全性、实用性和多功能要求,另一方面也增强了建筑的美观效果。所以设计人员应该将优化技术充分运用到房屋建筑设计当中,对建筑结构设计方案进行合理选择,以达到降低建筑工程预算成本的作用。随着科学发展观的不断深化,设计过程更需要紧密的结合直觉优化技术,提高房屋建筑安全结构设计的抗震作用,以达到经济效益的最大化。

参考文献

[1]肖燕武.浅析建筑结构设计的安全度[J].科技创新导报,2007(35).

[2]徐慧.房屋建筑结构设计中常见问题分析[J].中华民居(旬刊),2013(2).

[3]潘亮.房屋结构设计中机构设计优化技术的应用[J].科技风,2011(12).

[4]刘庆贵.论房屋建筑结构设计中应用优化技术[J].现代商贸工业,2013(5):193-194.

[5]张利民.房屋建筑工程中结构设计优化技术分析[J].科技创新导报,2012(32).

第5篇:房屋结构加固设计范文

关键词:木结构房屋;抗震;加固措施

Abstract: through participating in the 2006 Yunnan provincial government launched the improvement of rural housing security "residential security engineering", namely the rural residential earthquake safety project implementation, combined with their own work practice experience in strengthening residential earthquake seismic safety of rural, namely traditional wooden frame bearing system of residential housing wood structural seismic strengthening measures of housing, from the structure, damage mechanism analysis, the traditional timber-truss-bearing Chuandou wooden existing residential housing structure seismic strengthening, and puts forward some improving measures for strengthening the anti-seismic performance.

Keywords: wooden structure housing; earthquake; reinforcement measures

中图分类号:TU366.2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)04-0000-00

一、 云南省木结构民居房屋概况

据不完全统计,云南省广大农村房屋多建于80年代中期,其中砖混结构房屋占 2.5%,木结构占(其中:砖木结构占8.5%;土木结构(木构架)占19%;其他70 %,抗震性能低于设防烈度的占85%,其中需要抗震加固的占72%,需要拆除重建的占28%。由于广大农村民房抗震性能较差,地震灾害造成的损失尤为严重。面对频繁发生的地震灾害,抗震加固任务重,点多面广。

传统木构架承重体系砖木结构、土木结构是云南省广大农村及山区各民族(白族、彝族、纳西族、藏族、汉族等)最广泛、最基本的住房结构形式,是我国人民千百年来总结出来的有利抗震的木框架结构形式,但地震时破坏程度比其他结构形式严重,一般遭遇地震烈度为7度及7度以上的地震时,大多数会遭到不同程度的破坏或倒塌。而云南省农村住房大多数分布在有地震须抗震设防的地区和边远山区,现有的多数住房不可能有正式设计和抗震指导条件,且大部分年久失修、节点连接差、布局不合理、建材质量差等导致抗震性能差,缺乏应有的抗震能力,大量房屋一震即倒,一震即塌。

传统木构架房屋结构形式主要有6种:二层三柱穿斗架式、二层五柱山墙穿斗架式、二层四柱穿斗架式、二层六柱山墙穿斗架式、单层穿斗架式、单层山墙穿斗架式六种。在当前森林面积日益减少,可用木材量紧缺的情况下,为了建房减少木材用量,农村新建房屋穿斗构架多采用二层四柱穿斗架式。

多年来,农村民居建设从规划选址、设计施工、质量安全、抗震设防等环节都缺乏有效管理,致使农村民居建设质量低、抗震性能差,普遍存在安全隐患。如何最大限度地减轻地震等自然灾害造成的损失,保障人民群众生命财产安全,始终是全省经济建设和社会发展必须面对的重要问题。实施农村民居地震安全工程建设是全面落实科学发展观,科学防震、主动减灾,统筹城乡发展、扎实推进社会主义新农村建设和构建和谐社会的重大举措。

二、 传统木构架承重体系民居房屋结构震害分析

传统木构架承重体系民居房屋结构是有利抗震的木框架结构形式,其绕度大,一般为单层或俩层,极少有三层情况,开间3~5间,屋面材料多为筒板瓦或小青瓦,楼面为木楼板,墙体材料多为土坯墙或土筑墙,墙厚40~90cm。通过对云南历史上最近几次大地震(通海7.7级、龙陵7.3级、丽江7.3级等)灾害调查统计分析,传统木结构虽然抗震好,但仍存在不利抗震问题。

地震时,地面竖向运动分量引起建筑物产生竖向震动、水平震动及鞭捎作用力。一是竖向震动对建筑物最高处震害最明显,对木构架房屋主要表现在瓦屋面、楼面、屋架及高出屋面的烟充等破坏;二是水平地震作用主要集中在节点上的水平集中力,对木构架主要表现在梁柱交接处节点位置;三是鞭捎作用主要对瓦屋面的局部、墙体局部破坏。地震力震害最大、破坏最强主要反映在节点处。所以加大节点加固是确保木结构整体稳定性的关键。(本文不考虑基础震害方面的影响,仅从上部结构震害考虑,提出加固措施)。

1、纵向稳定性差,震后木构架歪斜、变形或倒塌。一般木结构房屋不设地圈梁或地脚牵梁,所以柱基础稳定性差,整体刚性不足,同时纵向受开间布局影响,木梁、柱连接榫接部位容易脱节,榫头连接处榫头容易拨出,导致屋架整体纵向失稳,结构丧失整体性而造成的破坏是房屋破坏中最严重。柱同一截面处开槽面积达柱截面积的40%以上,很大地削弱了柱垂直刚度。

2、外墙土坯墙或土筑墙,易倒塌,墙体与构架连接不牢靠,墙柱连接整体性差。墙体在楼层处、墙柱连接位置,由于墙体包柱、包梁导致墙体截面积最小、最薄弱,加之连接缺少拉结措施或拉结措施设置不但,没有很好的咬槎,地震时维护墙体容易倒塌,是造成人员伤亡和损失的主要原因。宜倒塌墙体部位主要集中在悬墙、大叉以上山墙、L转角墙位置。

3、木穿斗架在楼面处木柱断面削弱最大(削弱面大50%),地震时柱在楼面处容易扭断或折断造成穿斗架倒塌。由于穿斗在楼面处承重梁、连系梁、牵心梁等分别从前、后、左、右垂直交接在柱轴,与柱榫接相连,削弱了柱有效截面积,又无特殊处理接缝缝隙措施,所以该位置受地震力影响最不利的节点位置。该节点地震力复杂,主要承受柱子传来的轴向力、剪力和梁传来的弯矩、剪力作用, 受拉力、受扭转、受剪切、受轴压等破坏,造成一是脱榫,二是柱在该位置折断或扭断造成整体构架失稳倒塌。

4、柱与柱基(木柱与柱脚石)连接不牢,地震时柱与柱碓易错位,失稳,造成上部结构倒塌。由于传统木结构房屋施工中均无柱与柱脚有效连接措施,所有结构均为是柱直接落在柱脚石上,靠柱及上部荷载压力稳定。排架间,柱与柱跟部又无牵梁等水平方向固定,受地震力影响时柱失稳,构架歪斜或倒塌。

5、屋架受地震力影响瓦屋面滑落,屋面檩条脱落,是地震力破坏最普通的形式。当前农村土木结构房采用最多的是小青瓦、筒板瓦屋面构造,少数地区也有采用波形石棉瓦、镀锌铁皮瓦、木板、石板屋面。大部分瓦干铺或局部做浆铺在椽子上。受地震力影响瓦屋面下滑容易造成人员伤亡。

三、 防治或减轻木构架承重体系房屋结构震害主要措施

针对木结构房屋抗震中存在的问题,加强抗震构造措施,增强抗震能力,结构加固要最大限度保证在设定的地震列度强度内地震来临时结构不倒塌,达到减少人员伤亡及财产损失的目的。在对木结构房屋民房改造、抗震加固中应重点采取以下措施。

加强房屋的纵向稳定,提高房屋整体性 ,避免房屋构架纵向失稳。

(1)、在屋盖屋架大叉以上加纵向支撑。如在两端间及隔间中柱顶部加木剪刀撑或木斜撑,断面80×150木枋或角钢L5×45×45(剪刀撑或斜撑因地制宜可以用木材或角的的钢)。用d12×120自攻螺栓与木柱或正中挂枋连牢。确保地震作用力下屋架纵向稳定。

(2)、在木柱脚处加锁脚枋(地脚、地连系梁),断面木枋120×180,加强木柱脚处锚固(柱脚石以柱有可靠的连接)。对于外柱(走廊柱)可浇筑钢筋混凝土外包柱脚。

增强外墙墙体稳定,设置外墙与柱拉结措施,做到外墙体在地震时只能往外倒,不伤及室内人员,具体采取以下措施。

(1)、沿外墙内侧层高1/2处曾设木牵梁(断面80*100侧放)或顺墙板一道与木柱连牢,地震时使得外墙不往内倒。

(2)、维护墙体外侧采用铁丝、木牵梁、墙揽等与木构架进行拉结,提高墙与柱的整体结合性。

(3)、外墙在穿枋以上或三角屋架下弦以上的山间墙换用灰条墙、木板墙、花格墙等轻质墙。减轻墙体重力,可以大大减轻地震力造成的墙体损坏。

(4)、外墙外侧宜做粉刷,特别对既有外墙裂缝、脱落部位进行砂浆填实。

(5)、有条件的地方,宜将土墙改换为砖砌体或空心砖维护墙,新砌体砌筑时应该按照砌体抗震施工规范砌筑,切实做好抗震措施。

3、改进木骨架节点连接的构造,减少柱断面的消弱,曾强柱与挂枋、穿枋、梁等连接性能。

木穿斗架式结构分别从纵向、横向、树向节点处,将穿枋、梁、牵心、挂枋、承重木等与柱的连接改用铁件及螺栓与木柱连牢,防止地震力时榫的脱节。(见节点加固图9)

4、针对屋架受地震力影响瓦屋面滑落,屋面檩条脱落,的破坏形式。重点加强对屋架结构、瓦屋面的加固和固定措施。

(1)、屋面檩条扒钉、铁丝或螺栓与木构架连接;

(2)、小青瓦屋面全部换成有做浆实铺屋面,设置挂瓦条等防滑落措施的瓦屋面,防止受地震力影响时瓦屋面下滑造成的人员伤亡。

四、 结论

科学研究已经证明,地震是伴生地球的一种自然灾害,只要地球存在一日,地震就存在一天,时刻都威胁着人类,当前人类对地震的认知有限,无法预报地震的时代,面对地震灾害我们是无奈,如何把房屋建的坚固耐震,提高现有房屋抗震性能,是全世界科学家、工程界工程师的历史使命。探索现有农村民房构架抗震加固措施,提高广大现有民居房屋抗震性能,是当前农村民居建设的重要任务,是将灾害造成的损失降到最低,最大限度保护人民财产安全的重要途径。

地震属于 “天灾”,是不以人的意志为转移的,而房屋因地震倒塌,造成大量的人员伤亡和财产损失,却是“人祸”,是因为我们在地震灾害来临前没有把房屋建好、加固好;地震是不可抗力,但房屋倒塌,却是可抗力。新建房屋可以从选址、结构、材料等方面因势利导,已有房屋重点加固结构和维护墙体,提高抗震性能,切实制定增强木结构整体抗震性能的加固方案。

引导村民自己的村庄自己建,自己的房子自己盖,结合实际制定实施方案提高农村民居地震安全。针对不同房屋结构和农居经济条件,制定农房民居拆除重建、加固改造多套方案,着重解决抗震能力低的问题社会力量支持农村民居地震安全工程建设。整合各种资源,统筹各方力量,把地震安全工程建设与社会主义新农村建设结合起来;把地震安全工程建设与扶贫开发、移民搬迁工作结合起来;把地震安全工程建设与全面提高农村综合减灾能力结合起来。既提高农村民居抗震防震能力,也提高抵御其它自然灾害的能力,全面提高农村综合抗灾防灾能力。是当前政府引导农村抗震的摘要措施。

所以地震安全房屋结构加固意义重大,对即有建筑震前加固已经被证明是行之有效的方法。

参考文献

[1] 周光全 ,2008年云南地震灾害损失,云南省地震救灾指挥部应急救援处 。

[2] 冯志成叶建成 赵正洪 ,云南农村抗震防灾建房指南,云南民族出版社。

[3] 云南省农村民居地震安全工程技术导则(试行), 云南省建设厅编印。

[4] 大理州农村民居抗震防灾技术指南,大理州农村民居地震安全工程办公室大理州土木建筑学会大理州规划建设局。

[5] GB50223-2008建筑工程抗震设防分类标准 .

[6] 王亚勇 , 汶川地震建筑震害启示 ,中国建筑科学研究院.

第6篇:房屋结构加固设计范文

该楼一层层高为4.2m,二至四层层高均为3.0m,五层层高为3.6m,房屋总高度为16.8m。原设计(1-9)-(A-B)轴间作为办公、会议室使用,(4-9)-(B-C)轴间为过道。该楼主要柱网尺寸为3.6m×7.2m及3.6m×2.25m;(A)轴及(B)轴一层框架柱截面尺寸均为500mm×500mm,二至五层框架柱截面尺寸均为450mm×450mm;(C)轴一至五层框架柱截面尺寸均为300mm×300mm;二至屋面层横向框架梁截面尺寸均为250mm×600mm;二至五层(A)轴及(B)轴框架梁截面尺寸为250mm×600mm,(C)轴框架梁截面尺寸为200mm×600mm;屋面层(A)轴及(B)轴框架梁截面尺寸为250mm×400mm,(C)轴框架梁截面尺寸为200mm×400mm;一层(7-8)轴间布置有钢筋混凝土墙。房屋结构平面示意图详见(图1至图4)。

2房屋结构分析

2.1原结构设计信息该楼原设计柱、梁、板混凝土强度等级均为C20,柱、梁主筋均采用HRB335级钢筋,箍筋均采用HPB235级钢筋。全楼柱、梁箍筋均采用Φ6@100/200。2.2结构现状调查结果由某检测公司出具该楼的检测报告表明,该楼现状一层柱及二层柱混凝土强度等级可达到C30,三层柱混凝土强度等级可达到C25,四至五层柱混凝土强度可达到C20,二至四层梁混凝土强度等级可达到C25,五至屋面层梁混凝土强度等级可达到C20。柱网尺寸及各层层高均符合原设计图纸要求;柱梁结构布置、截面尺寸、钢筋数量、钢筋直径及箍筋间距基本符合原设计图纸要求。2.3结构承载力验算采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列软件,结合该楼现状及委托方提供的改造方案对该楼改造后的上部结构进行承载力验算。计算时,楼面恒荷载根据板厚及改造方案中的二次装修的实际做法取值,楼面活荷载档案室取为5.0kN/m2,其余楼面活荷载取为2.0kN/m2,不上人屋面活荷载取为0.5kN/m2;由于检测报告中柱、梁混凝土构件抗压强度未全数检查,故混凝土抗压强度仍按原设计C20进行取值;其余计算参数均按规范要求进行取值。根据结构电算结果结合该楼现状的检测报告及设计图纸进行核对,结果表明:全数一层及二层柱构件、三至五层(A)轴及(B)轴柱构件实际配筋不满足电算结果;部分二至五层横向框架梁及三至五层(A)轴及(B)轴框架梁构件实际配筋不满足电算结果;二至五层(A-B)轴间板构件实际配筋均不满足电算结果.

3加固处理

该楼由于使用荷载由原设计2.0kN/m2增加为5.0kN/m2,使用荷载大幅度增加,致使全楼柱、梁、板构件的承载力大范围的不足,需全面进行加固。该楼加固处理难度较大,在进行加固设计前,首先应该考虑的是尽量降低上部结构的荷载,可以从以下两方面出发:①建议委托方降低使用荷载;②建议委托方采用更为轻质的墙体材料及楼面装饰材料。在加固设计时,要先确定楼板的加固方案,再确定框架柱、梁的加固方案,同时应尽量避免增加各自的负重,增加加固工程量及加固难度。3.1楼板加固处理该楼二层仅(7-8)-(A-B)轴间楼板较大,其余楼板均较小,故在(7-8)-(2/A-B)轴间楼板增设一道次梁,对二层楼板采用板面增大截面进行加固,同时对板底不满足构造配筋要求的楼板采用板底粘贴碳纤维布进行构造补强。三至五层(A)轴与(B)轴间楼板较大,若直接采用增大截面加固,板厚需增厚较多,荷载相应也增加较多,反而会加重框架柱梁的负担,因此,对每块大板采用增设3道次梁将其分解为4块小楼板进行加固,同时对增设次梁处的板面支座采用粘贴钢板进行加固补强,对板底采用粘贴碳纤维布进行加固补强。加固后梁、板结构平面示意图详见(图5,图6)。3.2框架加固处理3.2.1加固处理分析在对框架柱、梁进行加固设计时,若对所有不满足电算结果的柱、梁构件直接采用增大截面或外包钢进行加固,加固工程量大且费用较高。我们注意到该楼(C)轴一至五层框架柱截面尺寸均为300mm×300mm,不符合现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.3.5条三级抗震且超过2层时框架柱截面宽度和高度不宜小于400mm的规定;全楼柱、梁箍筋直径均采用6mm,不符合现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.3.3.3及6.3.7.2条三级抗震箍筋最小直径为8mm的规定。为使房屋的结构符合现行设计规范,利用该楼一层已有的钢筋混凝土墙,改变结构体系,将该楼框架结构转变为框架抗震墙结构。该楼位于7度抗震设防区,房屋总高度为16.8m,根据现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.1.2条7度抗震设防高度不大于24m的框架抗震墙结构的框架抗震等级为四级。从而使(C)轴框架柱截面尺寸符合现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.3.5条四级抗震框架柱截面宽度和高度不宜小于300mm的规定;使框架柱、梁的箍筋直径满足现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.3.3.3及6.3.7.2条四级抗震箍筋最小直径为6mm的规定。3.2.2增设抗震墙加固处理由于改造使用功能的限制,房屋仅能在(1)轴、(5)轴及(9)轴间增设横向抗震墙,且仅能在(2、3、4)-(B)轴及(6、7)-(B)轴柱处增设纵向抗震墙。通过反复验算分析,最终在该楼一至五层的(1)轴、(5)轴及(9)轴间增设横向抗震墙,在一至五层(B)-(3-4)轴间增设纵向抗震墙,在规定的水平力作用下,使房屋底层框架部分所承担的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50%。加固后柱、墙结构平面示意图详见(图7,图8)。4.2.3框架柱、梁加固处理增设抗震墙后,框架柱、梁的内力大大减小,柱的主筋配置均满足承载力要求,仅对少数几根梁面支座配筋不足的梁构件采取粘贴钢板进行加固补强;对箍筋配置不满足要求的柱构件采取粘贴环形碳纤维布箍进行加固补强;对箍筋配置不满足要求的梁构件采取粘贴U形碳纤维布箍进行加固补强。

4地基基础分析

由于上部结构的使用荷载大幅度增加,故需对基础及地基的承载力进行验算。该楼采用主梁为桁架式筏板基础,基础刚度较大,通过验算,基础的承载力满足要求。根据加固改造后的上部结构传给基础的内力,对原设计地基承载力进行验算结果表明,地基承载力满足改造后上部结构的使用要求。

5后续使用年限

第7篇:房屋结构加固设计范文

关键词:砌体结构 房屋 裂缝 原因 处理

中图分类号:P618 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)10(a)-0040-02

在不断发展的建筑业影响下,砌体房屋结构的质量得到很大提高,然而,砌体房屋常常会发生裂缝的情况,生活中人们日益注重房屋的质量,而砌体房屋结构的裂缝问题变成一个热点问题。出现的砌体裂缝不但制约建筑的实用与美观性,而且制约建筑物的安全性。下面,笔者对砌体房屋结构产生裂缝的原因以及处理措施进行了简要分析。

1 砌体结构房屋产生裂缝的原因分析

1.1 不合理与不科学的设计而产生裂缝

在房屋施工前,合理与科学的规划设计是关键,这是保障房屋施工质量的根本所在。倘若其中存在一些误差,那么会造成砌体房屋结构不具备有效的承载压力,从而导致受压构件应力出现裂缝,尤其是对于高层建筑的基底来讲,在持续增多的房屋施工层影响下,上层的压力逐步地增加,在承载压力到某种程度之后,微小的基底裂缝会瞬间变大,从而导致房屋的不安全性,这对居民的应用产生直接影响作用。纵观当今房屋的施工设计现状而言,常常发生构造不科学的情况,特别是在计算承载强度与压力上,一些设计人员未曾根据房屋施工过程中的实际现状实施相应的处理措施。为此,房屋砌体结构经常出现裂缝的情况,这使墙体的附加应力显著地降低,甚至会导致严重的房屋坍塌现象。

1.2 由于季节温差而产生裂缝

在房屋砌体结构当中,热胀冷缩的原理表现得尤为突出,因为房屋墙体、楼盖、屋顶等各个位置的砌体结构的用料存在差异性,其存在不一样的膨胀系数与收缩率,在温度出现改变的情况下,这一系列的位置会非常容易发生变形收缩,从而使固有的结构间的约束力向附加应力转化,当房屋砌体结构承载能力比较低的时候,收缩性裂缝会出现在墙体纵横面与屋顶两端。我国的北方在冬季比较寒冷,倘若房屋缺少供暖设施,那么水平线或者是倾斜状态的裂缝会发生在砌体结构的下层位置。随着季节的交替,纵向的收缩裂缝会发生在砌体结构房屋的寒冷与高温间,如此种类裂缝的宽度不存在非常大的改变,然而却具备非常严重的危害性。因此,房屋砌体结构的施工需要兼顾区域的气候状况,尽可能地防止较大的温差而产生的裂缝。

1.3 地基的不均匀而产生裂缝

一般来讲,在很长一段时间内房屋的地基会出现沉降,然而,因为施工环境与地质状况的差异性,房屋地基存在不均匀沉降的情况,如此会造成小沉降的部分跟大沉降的部分出现不同,导致位移或者是断裂,如果这种基础之上是房屋砌体结构,那么不均匀的地基难以对附加的剪力与拉力进行承受,进而会形成裂缝。房屋的底部是出现裂缝的主要位置,在特殊的时候,房屋的三层与二层也会发生裂缝。倘若是长条形状的对等高房屋,那么裂缝会形成于房屋的两端。对于地基导致的不均匀裂缝,斜裂缝是经常出现的,其最宽的是处在门窗洞口的四角裂缝;也存在一些竖向裂缝,其由房屋的上部向全高贯穿。大概在落成房屋之后的一段时间会出现这些裂缝,而在施工的过程中很少发生显著裂缝的现象,大部分都是因为加大了地基变形而出现,而地基的剪切破坏是最为严重的现象,其裂缝能够使房屋坍塌。

2 砌体结构房屋产生裂缝的处理措施

2.1 科学与合理地设计砌体结构

为了实现砌体房屋结构承载能力的提升,设计人员在规划设计当中需要结合力学原理开展模拟试验,在创建一个跟原型相应的比例缩小的模型基础上,对砌体结构的传动方向进行准确测量。并且,尤为关注砌体结构下层位置的负载性能,务必在梁垫垫上之后才可以验算,如此才可以使操作实际中精准性的提高。在设计构造柱与圆梁的情况下,也应当结合其受力特性对受力能力进行控制,如此才可以有效地避免砌体结构裂缝的发生,从而实现房屋使用质量的提升。倘若裂缝已经出现在施工的过程中,那么需要实时地修整裂缝,在认真地观察裂缝长度、宽度、形态的过程中,迅速地探究形成裂缝的原因及其解决措施,然后以此作为前提条件借助灌缝技术清理干净裂缝当中的灰尘与残渣,通过密封胶进行严实封闭,最后的时候通过碳纤维或者是粘钢对结构进行加固。

2.2 对不均匀地基产生的裂缝的处理措施

地基对于砌体房屋结构来讲至关重要,不适当地处理地基也会使裂缝现象加重。针对不均匀沉降的地基而出现的裂缝现象,重点由下面两点加以避免:一是倘若不均匀沉降造成的裂缝出现比较慢,那么在稳定裂缝之后加以修整,一般借助水泥来填充裂缝,要么是借助水泥灌浆技术来处理裂缝。二是倘若不均匀沉降造成的裂缝形成较为迅速,那么应当实施对沉降速度进行控制的策略。确保降低沉降速度后对裂缝进行处理,从而裂缝不再扩大化。裂缝的加固通常借助注浆或者是托换桩基础的手段进行,然后检测地基稳定性,从而对是不是继续施工进行确定。

2.3 对改变的温度产生的裂缝的处理措施

改变的温度也会对房屋裂缝产生影响,鉴于此,能够对隔热保温层进行设计。房屋外面有直射的阳光,能够接收到比较多的热量,因此温度比较高。而设计隔热保温层能够使导热系数增加,进而减小房屋外与房屋内的误差,在减小墙体和屋面温差之后,裂缝就不容易出现在房屋。对于不科学设计的房屋产生的裂缝,能够涂抹砂浆进行处理。收缩的温度会严重地破坏砌体结构房屋,从而不利于房屋安全性的保障,为了处理这种情况,应当尽可能地对墙体室外和室内的温度进行控制,并且还应当立足于砌体房屋的内在结构,真正有效地处理房屋裂缝。

2.4 干缩产生裂缝的处理措施

一是应当选择干缩值低的墙体材料以及对砌筑材料含水量进行严格控制。应当选择小长度的砖块,从而防止集中应力和产生大裂缝。二是对砂浆质量进行控制。砂浆的粘稠度、保水性、可操作性、和易性良好。制渖敖务必根据配合比进行投料,使用的时间需要在4 h以内,边铺边砌水平砂浆,需要确保九成以上的饱满率。砂浆灰缝要充填密实和饱满,错缝搭接砌块应对孔,确保转角位置的整体性。务必将全部的纵横肋铺满水平砂浆层,竖缝的砌筑需要应用整个端面铺浆的形式进行,针对端面凹槽砌块来讲,借助灌浆的形式填实竖缝。禁止砌块墙体存在透明缝和瞎缝,需要推倒重建不满足以上标准的建筑。

3 结语

综上所述,砌体结构房屋的裂缝存在多样化的体现形式,在分析了出现裂缝的原因之后,就可以实施有效的措施处理裂缝。当然,只有坚持全程和全面的控制原则,由设计、选材,一直到施工都注重提高管理的有效性,认真地按照有关规程与指标进行,才可以控制砌体房屋结构产生的裂缝在最小的无害范围之内,从而大大地提高砌体结构房屋的使用质量,最终实现人们生活环境的改善与生活质量的提升。

参考文献

[1] 任君.砌体建筑结构房屋裂缝的新技术设计[J].新技术新工艺,2015(5):42-44.

第8篇:房屋结构加固设计范文

就目前房屋建筑而言,我国的房屋建筑在施工过程中存在很多的问题。尤为突出的问题就是在施工过程中,整个施工建筑的质量根本没有得到很好的保证。施工中所用的材料都是以次充好的材料,且一些建筑商为了赚取更多的经济利益偷工减料现象也尤为严重,这些想象都会对房屋质量构成严重的威胁。直接的结果就是导致房屋的结构变形,房屋墙面出现裂缝甚至是裂痕,对人们的生命安全也会造成相当大的威胁。由此可见,在房屋建筑施工中,施工人员要全方位的考虑房屋建筑的安全性和使用性因素,制定行之有效的施工方案,及时的解决房屋施工建筑中和施工完成后所能带来的一切质量问题,将危险系数降到最低,将使用性能提升到最大空间。结构加固技术在房屋建筑施工中可以有效的保证房屋的质量,在一定程度上可以减少经济损失,才能进一步发挥结构加固技术在房屋建筑施工中的作用。

2房屋建筑施工结构加固技术分析和运用

在进行房屋建筑加固处理上,要依照建筑物不同的情况,来确定适合不同结构的加固技术和方案。就目前而言房屋的建筑结构加固一般分为直接加固和间接加固。在进行这两种方法时一定要充分考虑建筑施工的实际条件和生活需要来进行选择合适的加固方法。下面简单介绍几种加固方法在房屋结构中的运用。

2.1加大截面加固法

该方法是在房屋材料为钢筋混凝土时常用的方法,主要表现是在钢筋混凝土截面受压严重的地区加上加上混凝土现浇层。是指在原受力构件的单侧或双侧浇注一层混凝土来增大原混凝土构件的截面面积,同时加配一定数量的钢筋以达到提高原构件承载能力的方法。该方法适用于板、梁、柱、墙、基础等构件。

2.2外包钢加固法

外包刚加固法就是在混凝土的四周或者两面包上型钢的一种方法,目的就是提高了建筑物最初了承载力。在实际操作中,针对不同形状的截面要采用不同的包角方法。四周包角钢并在横向加缀板的方法适用于截面为矩形或方形。扁钢加套箍加固法适用于圆柱或者弧形体。无论采用何种方法,在实际操作中,在型钢和原柱之间出现缝隙时,就采用采用乳胶水泥浆或环氧砂浆或细石混凝土填充的湿式外包法;当型钢与原混凝土柱之间没有任何连接,采用无水泥砂浆的干式外包法。

2.3预应力加固法

该方法是采用外加预应力的钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种)或撑杆对结构进行加固的方法。该方法适用于对提高承载力要求比较小,且加固后的刚度和裂痕加固后占空间较小的混凝土结构。但是运用此方法需要注意的是,不能用于高温环境下的混凝土结构,对于易变性的混凝土结构也不适用。

2.4增设支点加固方法

增加支点加固的方法指的是在一定程度上较少构件的单位作用力。增加支点可以使建筑物遭受破坏的时候增加构件的弯曲承受力,从而较小对房屋的破坏程度。该方法简单易行,但是也错在一定的缺点,增加支点后,会对建筑物本来的外观、功能及使用上造成一定的损坏,在房屋空间结构上也会造成空间变小。

2.5粘钢加固法

该方法主要利用粘贴剂,严格按照加固施工设计将钢板粘贴在钢结构或者混凝土表面,这样就可以使钢板和结构共同产生作用力。目前的粘钢加固技术分很多种,包括粘钢加固技术、包钢加固技术、混凝土裂缝灌注修补技术和基层修补技术。不同的技术具有不同的特点,因此,在进行房屋结构加固过程中所起的作用也不尽相同。基于粘钢加固技术具有施工简单、快速且使用该技术不会对建筑结构造成影响的特点,该技术主要应用于房屋建筑施工中的梁、板、柱和桥梁等混凝土建筑的结构加固中。

2.6碳纤维加固法

该技术运用的是碳素纤维和结构胶来对建筑房屋结构进行加固。主要特点使耐用、且加固后建筑结构强度增大,具有超强的实用性运用广泛。在进行房屋基层部位修补时,要针对不同部位不同情况运用此项技术的不同材料,如房屋构件表体层面出现裂缝现象时,应选用的是灌注环氧树脂胶;聚合物水泥砂浆针对局部建筑层体的风化腐蚀效果较好。上述加固方法总结如下几种:

(1)加大截面加固法。加固特点:用增大结构构件截面面积,以提高其承载力和满足正常使用的传统加固方法。加固效果好、经济、适用面广,但施工复杂,湿作业工作量大,工期长,对房屋的净空和美观也会有一定影响。试用范围:板、梁、柱、墙、基础等构件。

(2)外包钢加固法。加固特点:在结构构件的四角包以型钢的一种加固方法、受力可靠,施工简介,但是维护费用较高。试用范围:梁、柱、屋(桥)架。

(3)预应力加固法。加固特点:采用外加预应力的钢拉杆、钢绞线或型钢撑杆的加固方法。但是在运用此方法上要有严格的温度要求,而且需要采取一定的防护措施。试用范围:梁、柱、屋(桥)架。

(4)增设支点加固方法。加固特点:通过增设支点,较小结构的跨度和内力,从而提高承载力的方法。该方法受力明确,且效果明显。加固特点:通过增设支点,较小结构的跨度和内力,从而提高承载力的方法。该方法受力明确,且效果明显。试用范围:板、梁、桁、架。

(5)粘钢加固法。加固特点:用结构胶把钢板粘贴在构件外部以提高结构承载力和满足正常使用的加固方法。施工工艺简单、速度快,对生产和生活影响小。要求环境温度不超过60℃、相对湿度不超过70%及无化学腐蚀的使用条件,否则应应应采取有效防护措施,对混凝土强度等级低于C15的构件不宜采用。试用范围:板、梁、墙、屋(桁)、架。

(6)碳纤维加固法。加固特点:利用树脂胶结材料将碳纤维布或碳纤维板粘贴于构件表面,从而提高结构承载力的加固方法。材料轻质高强、施工方便,适用面广要求环境温度不超过60℃,否则应采取有效防护措施,对棍凝土强度等级低于C15的构件不宜采用。试用范围:板、梁、墙、屋(桁)、架。

3结束语

第9篇:房屋结构加固设计范文

关键词:房屋结构裂缝;裂缝成因;质量安全鉴定

Abstract: This paper discusses the identification and analysis of structure cracks in housing and quality and safety, to communicate with their peers, and continuously improve the quality of housing construction.

Keywords: house structural cracks; crack; quality safety appraisal

中图分类号:TU71文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

我国建筑行业得到了一定的发展。房屋建筑施工企业在面对机遇的同时也面临着巨大的挑战。目前,很多房屋建筑出现结构裂缝已经是最为普遍的问题,作为施工企业必须就房屋结构出现裂缝的原因进行分析,并做好房屋建筑质量安全鉴定工作。本文就房屋结构裂缝成因分析及其质量安全的鉴定进行探讨,旨在与同行交流,不断提高房屋建筑的质量。

裂缝是鉴定房屋质量是否安全的主要标准之一。房屋结构裂缝是造成房屋建筑出现质量问题的主要原因,因而应就房屋结构裂缝的形成原因进行分析,做好房屋建筑质量安全的鉴定工作。基于此,笔者做出以下几点探讨。

一、房屋结构裂缝种类

房屋结构类型主要分为混凝土结构、砌体结构两种。混凝土结构主要是指以混凝土为主要原材料的房屋结构,砌体结构主要是指以砌体为主要原材料的房屋结构。因而房屋结构裂缝类型可以分为混凝土结构裂缝和砌体结构裂缝。混凝土结构裂缝产生的原因主要有:应力、温度、干缩、沉降、施工、外载作用力、化学作用以养护环境及其构造不合理等造成的裂缝。砌体结构裂缝产生的原因主要有:外荷载变化以及包括不均匀沉降、温度的变化在内的变化造成的裂缝。房屋结构裂缝还可以分为结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝是指房屋结构应力达到极限。导致承载力不足而产生的裂缝,不仅是结构强度不足的重要体现,也是结构安全受到威胁的前兆;而非结构性裂缝主要是因自身应力而产生的裂缝,比如收缩裂缝和温度裂缝等,虽然对结构承载力没有多大的影响,但应结合结构性能需求(抗震、抗渗、外观以及耐久性等)采取有针对性的修补措施。

二、房屋结构类型

在房屋安全鉴定工作中长常见的房屋结构类型主要有混凝土结构和砌体结构两种。

1、混凝土结构

混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等以混凝土为主制成的结构统称为混凝土结构。混凝土施工和本身变形及约束等问题导致成型的混凝土中存在众多的气穴和微裂缝,一般来说,微裂缝是一种无害的裂缝,但由于混凝土会受到温差和荷载等作用,会引起微裂缝的扩展和连通,最终形成宏观裂缝,就是混凝土工程中常见的裂缝。

2、砌体结构

砌体结构主要是由块状和砂浆砌筑而成的墙、柱作为主要承重构件,整体性较差,抗拉、抗剪强度较低,比较容易产生裂缝。

三、房屋安全鉴定中常见裂缝分析

1、钢筋混凝土结构构件裂缝分析

(1)判断是结构裂缝还是非结构裂缝

判断钢筋混凝土结构构件裂缝是属于结构裂缝还是非结构裂缝,首先要清楚结构受力状态和裂缝对结构的影响,结构裂缝多是由于结构应力达到限值,承载力不足所引起的,非结构性裂缝常由于自身应力形成,温度裂缝,收缩裂缝就属于非结构性裂缝。结构性裂缝是结构破坏开始和结构强度不足的特征,其危险度较高,需要进一步的分析,非结构性裂缝的危险程度较低,根据结构耐久性、抗渗、抗震和使用等方面的要求采取修补措施即可。

(2)判明结构性裂缝的受力性质

按受力性质和破坏形式可将结构性裂缝分为脆性破坏裂缝和塑性破坏裂缝两种。脆性破坏是突然发生的,没有明显的征兆,一旦发生,会极大的影响结构强度,从而引发结构破坏,受压构件裂缝、受弯构件的受压区裂缝、冲切面裂缝等是属于脆性破坏裂缝。这类裂缝非常危险,必须采取加固措施和其它安全措施。塑性破坏事先会有明显的变形和裂缝预兆,可以及时采取措施补救,相对于脆性破坏,它的危险性较低,属于塑性破坏裂缝的有:受拉构件正截面裂缝、受弯构件正截面受拉区裂缝等。塑性破坏裂缝对结构的影响受其裂缝位置、长度、深度和发展情况而定。

(3)查明裂缝的宽度、长度、深度

钢筋混凝土结构构件的裂缝按其表征可分为表面细小裂缝、中等裂缝和贯穿性裂缝。表面细小裂缝的缝宽小,长度短,深度浅;中等裂缝的宽度在0.2mm左右,长度在受拉区,裂缝深入结构一定深度;贯穿性裂缝的缝宽超过1.3mm,长度伸到受压区,裂缝贯穿于整个截面或部分截面。裂缝的宽度越大,说明钢筋和混凝土之间的握裹力被破坏的越大,钢筋就越容易被锈蚀,意味着其使用性能下降,使用寿命已近终结。裂缝长度较长,深度较深时,结构构件的整体性受到的影响就越大,常被视为破坏的征兆。通常情况下,表面裂缝多为非结构性裂缝,贯穿性裂缝则常属于结构性裂缝,贯穿性裂缝的危险性较大,要查明具体原因,并采取必要的加固措施。

(4)判明裂缝是发展的还是稳定的

按扩展性质,可将钢筋混凝土结构构件裂缝分为稳定裂缝、活动性裂缝和发展裂缝三种。稳定裂缝的宽度、长度保持不变;活动性裂缝的宽度和长度随着受荷状态和周围温度、湿度的变化而变化;发展裂缝的宽度及深度则随时间的增长而增长。钢筋混凝土结构构件的裂缝不可避免,但裂缝若是稳定的,宽度也不大,就属于安全构件,没有什么危险性。若裂缝随时间不断扩展,意味着钢筋应力可能接近或达到极限,其承载力会受到影响,具有较大的危险性,这时就需要采取及时的补救措施。裂缝是否稳定,是否扩展,受到所处环境的影响,因此,在分析裂缝的稳定状态时,应根据实际条件加以分析。

(5)钢筋混凝土结构构件的防裂变措施

①在填充墙砌至接近梁、 板底时, 应留一定的空隙,使填充墙自由沉降变形,避免当墙体的自然沉降展开时,墙体上部与主体间的接触处产生裂缝。

②在墙的高度、厚度、不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半突然变化处及门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝。

③严格按照施工验收规范的要求进行上下层错缝组砌。砌体砌筑前,绘制块植物区系排列图,确定皮数杆每层砌筑皮数,水平、竖直灰缝宽度,砌块的搭接长度,及不同规格砌块的使用位置等,并且严格控制砂浆饱满度及灰缝的厚度。

④砌筑后避免墙体的撞击振动,及时对墙体进行养护,保证砌体强度得到正常的增长,做好成品保护工作。

2、钢筋混凝土结构构件变形分析

受到荷载、温度、湿度等环境因素的影响,在长期的使用中,钢筋混凝土结构构件会出现变形和变位的问题。结构构件的变形会影响结构受力和稳定。结构变形的测定项目要针对可疑迹象,根据测定要求和目的来选择,但还必须要检测最大挠度和位移。由于结构的过渡变形会产生相应的裂缝,裂缝又会在一定程度上扩大结构的变形,因此,应将变形的两侧同裂缝的两侧相结合,以防止双方的互相影响。在对结构变形进行分析时,还应注意变形是稳定的还是发展的。变形基本稳定就是属于正常情况下的变形,若发展很快,就是异常现象,可能意味着结构的破坏,要及时采取措施来解决。一般来说,结构的过度变形象征着结构刚度或稳定性的不足,影响结构变形的因素有很多,主要有断面尺寸、荷载。材料质量等,结构的变形一般并不直接反应结构的强度,但会影响结构的强度,影响结构构件的正常工作。所以,在安全鉴定时,要将裂缝和结构构件的稳定等问题结合考虑。

3、砌体结构中的裂缝分析及预防措施

(1)温度变化裂缝

温度变化裂缝是指建筑物顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,常常呈现对称性,仅在两端一两个区间内出现的裂缝是属于轻微性的,若发展到到房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层的就是严重的温度变化裂缝。温度变化裂缝产生的直接原因是因为混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度。防止温度变化裂缝的主要措施有以下几种:

①避免砌体干缩或温度变形引起的墙体竖向裂缝,设计符合规定的伸缩缝的最大间距,保证墙体长度符合设计规范。

②结构的每层都设沿墙贯通圈梁。墙体交接处设构造柱,加强圈梁刚度和对墙体的约束力,利用圈梁和构造柱间的框架来分散墙体的附加力,防止裂缝的产生。

③在阁楼层坡屋顶板上作瓦屋面,并设置挤塑保温板,避免阳光直射在屋面板上,利用波形屋面上瓦的波形产生的空隙通风散热,防止屋面板温度过高而产生的裂缝。

(2)地基不均匀沉降引起的裂缝

在建筑物的下部,裂缝可能从下往上发展,地基沉降的不均匀会产生各种各样的裂缝,如当建筑物的中部沉降过大或两端沉降过大时,在房屋两端会产生裂缝,在窗对角突破;某一段沉降过大时,会在那一段形成斜裂缝等。不均匀导致的沉降主要以预防为主,严格按照施工图施工,不得任意更改。防止地基沉降不均匀引起的裂缝主要有以下方法:砌体砌筑采用一铲灰,一块砖,一揉压的砌筑方法;底层窗口下墙体配筋,与构造柱连为一体;采取有效措施防止管道断裂、渗漏水情况。

(3)砌体材料引起的裂缝

施工过程中竖缝砂浆不饱满或特殊的构造要求会导致砌体材料产生裂缝。蒸压灰砂空心砖等砌体的外观和尺寸指标较好,但其本身的一些特性,如对温差敏感、表面光滑等会在施工中导致除存在黏土砖常见裂缝和较长墙段中部及外墙窗台下的竖斜裂缝。主要预防措施有:保证蒸压灰砂空心砖使用前处于稳定期;改善砖面造型;控制含水量;严格按照相关操作规程和构造要求施工。

四、鉴定房屋结构质量是否安全的几种方法

1、传统经验法

此方法是以房屋建筑施工设计规范为根据,并结合自身经验进行观察和计算结果而就房屋结构质量安全进行鉴定的方法。其优点是以实际调查作为荷载计算标准,以经验评定作为材料取值根据,并对原房屋建筑施工设计所选取的规范依据、计算图形以及理论计算等是否与实际结构相符进行鉴定。该方法主要是鉴定者根据自身知识经验就房屋结构质量安全做宏观性的评价。

2、实用鉴定法

该方法是以传统经验法为基础,借助当代先进的检测、试测技术手段,就房屋结构原材料的强度值进行实测和计算,并结合房屋建筑施工设计规范就房屋结构质量安全的具有较强综合性的鉴定方法。

3、概率法

运用概率和数理统计原理,采用非定值统计规律,对结构的可靠性进行鉴定。其是将结构抗力和作用效应之间建立一定的数量关系。只要计算出失效概率,也就能得出建筑物的可靠度。但失效概率是建立在大量统计数据基础上的,而建筑物事故鉴定事先恰恰缺乏这些资料的收集,因而概率法有待进一步完善。

五、结束语

房屋的安全鉴定关系到房屋的使用和人民群众的生命财产安全,具有重要的现实意义。而在房屋的安全鉴定中,房屋结构的裂缝问题是影响房屋安全的主要因素,因此加强对结构裂缝的分析和防治非常重要,也是进行房屋鉴定的主要目的之一。所以,工作人员应当在实际工作中不断学习,不断积累经验,提高房屋安全鉴定水平。

参考文献:

[1] 左正帮. 房屋裂缝的原因分析及房屋质量安全鉴定评价[J]. 山西建筑, 2011,(15)