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关键词:仿古建筑;木结构;混凝土结构
中图分类号:TU318
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2006)04-0121-02
收稿日期:2006-02-25
作者简介:邓晓春(1973-),女,1995年毕业于华中理工大学工业与民用建筑专业,湖南省建筑设计院内聘高级工程师,一级注册结构工程师。
1 引言
中国古建筑虽然历经了数千年的演变,但其独特的结构方法和布置规模始终没有改变,并且是世界上独具风格的一门建筑学科,是世界建筑艺术宝库中的一颗璀璨明珠。中式传统古建筑以木结构为主,在材料选用、平面处理和艺术造型等方面都有许多自己的特点,但随着社会的发展与进步,传统木结构在防火与防腐方面的缺陷也日益明显,新技术、新材料的运用使仿古建筑的设计和建造成为可能,这也是对中国古建筑文化的继承与发展。现代仿古建筑以钢筋混凝土为主体结构,改变了传统中国古建筑以木结构组合为主的受力系统,吸收了传统中国古建筑风格的精华,在钢筋混凝土结构的基础上,将传统古建筑的造型、部件等,作为装饰效果,从而达到建筑上的仿古目的。以下本文将就某工程实例对此种建筑的结构设计谈几点体会,能为同行在设计工作中提供一些参考。
2 中国古代建筑的特点
中国古代建筑是以木构架为主的一种结构方式,平面布局内向含蓄,层次丰富,均衡对称,空间布局灵活,承重与围护结构分工明确;在建筑的设计和施工中很早就实行了模数制和构件的定型化,对于建筑整体到局部的形式、尺度和做法都有相当详细的规定。中国古代建筑还独创了斗拱的结构形式,并充分运用色彩的装饰手段,使建筑物显得庄重而华丽。
中国古代建筑的结构方式有“叠梁式”、“穿斗式”、“井干式”三种,屋顶形式有硬山顶、悬山顶、庑殿顶、歇山顶、攒尖顶和复合顶。
3 仿古建筑的结构设计要求
现阶段的仿古建筑多采用钢筋混凝土结构代替木结构,为了达到油漆彩绘之后与木构架相同的外观效果,与传统的钢筋混凝土结构相比,仿古建筑的结构设计具有以下特殊要求:
3.1模数要求和构件定型化
各受力构件的规格需满足古典建筑的模数要求,传力体系的构成极其各构件的尺度和形体完全仿照古代木结构中柱、梁、枋、檩的相应做法。
3.2屋面造型要求
屋面变化显著,造型要求高,构架体系采用了步架和举架的处理方法,使屋面坡度越往上越陡峻,越往下越平缓,形成了曲线优美、出檐深远的特征,体现了我国古代建筑的造型特点。
3.3建筑中有大量的具有独特装饰作用的结构构件,其中最具有代表性的是斗拱和雀替。
斗拱:斗拱中方型的底座叫做斗,上面错落搭建的船形木块叫做拱。斗拱是中国传统古建筑特有的型制,它位于木结构梁和柱子之间,具有传导屋面荷载、加大屋檐挑出长度、缩短梁枋跨度、吸收地震能量等结构作用和装饰作用,是中国古代建筑中最具特色的部分之一。对于仿古建筑而言,因主体结构为钢筋;昆凝土,装饰常常成为斗拱的主要作用。
雀替:用于额枋(檐枋)与檐柱相交处,近似于三角形,表面有雕刻装饰的构件。可以缩短梁枋的净跨距离,具有辅助拉结和装饰双重功能。
4 工程实例
4.1工程概况
开福寺位于长沙城北,它是一座殿字宏伟、气势非凡的千年古寺,具有“三湘名刹”之称。开福寺始建于五代时期,距今已有一千多年的历史,现有的寺院规模已不能满足佛教事业的发展需要,自2004年开始修复扩建,大悲殿的建设就是其扩建工程子项之一。大悲殿为南方单层双重檐仿古建筑,建筑面积1200m2,总高度25m,面阔七间,共37.8m,进深六间,共30.6m。屋顶形式为歇山顶,黄色琉璃瓦铺盖,飞檐翘角,气魄雄伟,檐下为七踩斗拱。室内采用“露明造”,使空间更高大、更宽敞。该建筑采用了钢筋;昆凝土仿木结构。
4.2大悲殿的结构体系
采用现浇钢筋混凝土仿木框架结构,用SATWE程序进行整体计算,主受力框架用PK程序复核计算配筋。结构方式按照古建筑中的“叠梁式”,构架体系采用了步架和举架的处理方法,其传力途径也明显不同于传统钢筋混凝土建筑,屋面荷载通过T形屋面板传给屋面檩条梁,再由梁架逐层往下传递,最终通过最底层的梁传给框架柱。主受力框架立面详见图1。由于大殿建成后需供奉大尊佛像,故殿内抽掉了两根里金柱,使相临柱子间跨度分别达到了19.8m和18.6m。建筑平面图详见图2。这么大的跨度在传统古建筑中是罕见的,而为了保持室内“露明造”的完整性,在15.5m标高处设3根断面为400x1200的交叉转换梁(位于4轴、5轴、C轴上),共同支撑其上的柱子和屋面梁架体系。
4.3屋面板的设计
木结构的屋面木基层是由望板和椽组成的,这就使得仿古建筑的屋面板截面形式为T形,单向受力,板肋之间的距离很近、肋高较小见图3,加上屋面陡峻图4(大悲殿屋脊处为九五举)、造型复杂,屋面一次性全现浇施工难度很大,支模困难,混凝土浇注质量和外观效果均难保证。故将屋面板设计成叠合板,先预制单块的预应力混凝土T形板(或几块T形板组合)作为底模,再在底模上绑扎钢筋网,用细石混凝土浇注叠合层,完成后二者形成整体共同受力。设计时按叠合前和叠合后分阶段对T形板进行强度计算、抗裂验算、挠度验算。分别满足施工阶段和使用阶段的受力要求。
4.4斗拱和雀替的设计
在主体结构为钢筋混凝土的仿古建筑中,斗拱是作为受力构件还是纯装饰构件?采用木结构还是钢筋;昆凝土结构?这就值得探讨了,笔者在考察其他仿古建筑时了解到其斗拱大多是采用钢筋;昆凝土预制构件,各级斗与拱之间通过预埋件焊接连接(尺度较大时)或座浆连接(尺度较小时),斗拱在结构中为受力构件。这种做法的主要缺点是做工较粗糙、不美观,而且前者由于构件数量太多防腐和维修费用较高,后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木结构,且仅作为装饰构件,不考虑其受力。屋檐荷载通过斗拱上方的现浇;昆凝土桃尖梁以及斗拱中间的现浇混凝土剪力墙传给剪力墙下方的额枋,斗和拱在桃尖梁施工前安装就位。
雀替仅作为装饰部分,不考虑其受力,采用钢筋混凝土预制构件,用定型模板在施工现场制作。主体结构施工时在相应位置留设预埋件,预制的雀替通过预埋件与主体结构的额枋(檐枋)和檐柱焊接连接。
木斗拱与混凝土的预制雀替都是作为装饰构件,与主体结构不是一起现浇成型,但采取了上述方式与受力构件连接后,再经过油漆彩绘处理,整个建筑物浑然一体,完全达到了传统木结构的艺术效果。建成后的大悲殿入口屋檐照片图4。
5 结束语
钢筋混凝土结构的仿木仿古建筑,因组合形式变化大,构件形状复杂,其空间梁板的形状定型和模板、钢筋施工是最大的难题,给传统的钢筋混凝土结构设计带来了许多挑战,本文探讨了一些新的思路,力求用现代的构造和装饰处理,还原其传统古代建筑的风格。大悲殿于2004年4月完成设计,同年5月开工,2005年年底建筑竣工图50
参考文献:
[1]马炳坚.中国古建筑木作营造技术.(第二版).科学出版社,2003.
据介绍,当地政府为了进一步打造温县陈家沟太极拳国际知名品牌、增加太极拳文化的影响力而开展此次征集活动,希望这座地标性建筑气势磅礴、外形壮美,蕴涵温县独特的地域文化,突出太极拳文化的特色,具备国际化的审美创意。
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《陈鑫太极拳法图解》首发赠书活动
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形意拳祖师李老能纪念碑在河北深州落咸
“伟哉祖师,创拳艰辛;搏击江湖,拳法称神;行侠仗义,抗侮御敌;扬我国威,造就群贤;祖师遗泽,瑰宝生辉;万代景仰,昆仑巍巍……”这是日前在河北深州落成的形意拳祖师李老能纪念碑的部分碑文。
河北深州武术文化独树一帜,清朝末年李老能始创的形意拳在当时名声大噪,是我国四大名拳之一。2008年,深州形意拳入选“第二批国家级非物质文化遗产名录”。
形意拳尊岳武穆为始祖,其起源可以追溯到清初山西姬际可。据说姬际可曾习艺于河南少林寺,学习心意把,又精通六合枪法,后又得到岳武穆拳谱,并以岳飞拳谱为理论把大枪术化为拳法,融合原来学的心意把创出此拳。姬际可门下,分成河南、山西、河北等不同派系,分化成不同的名字传承,包括心意六合拳、心意拳、形意拳等。现代盛行的形意拳,是由河北深州李老能从山西戴氏心意拳发展出来的,并加以定名。
越高。尤其是由于外界各种因素的影响,一些建筑出现了某些质量问题,但是又由于其地理
位置或者文化因素不能进行拆除,此时就需要对于建筑进行加固以延长其使用寿命。而在加
固的过程中,建筑结构加固设计方法就显得极为重要。本文主要就建筑结构加固设计的原则
及方法进行相关的分析研究。
关键词:建筑结构;加固设计;原则方法
中图分类号:TU2文献标识码:A
引言:
随着我国工程建设的发展,建筑结构的质量管理工作越来越受到各建设主管部门的重
视。在人们对建筑设施的要求日益增长的同时,建筑工程的质量和安全问题也日显突出,建
筑物在规定的时间内,在规定的条件下,应满足安全性,适用性和耐久性的要求。如果出现
任何质量或者安全上的问题,就必须及时采取相应的措施进行处理和补救。建筑结构加固设
计是进行建筑加固的基础所在,只有加固设计的科学合理,才能保证结构加固能够达到规定
的要求和标准。建筑与人们的生活息息相关,所以更加引起人们的关注,在建筑结构加固的
过程中,只有充分把握建筑结构加固设计原则和设计方法,才能使得加固工作达到预期目标,
才能促进建筑功能得到完全实现。
一、建筑结构加固设计的原则
造成建筑结构损坏的原因主要有高温、腐蚀、振动、风化、和地基沉降等,在对工业及
民用建筑结构进行加固的时候,需要针对其损坏的原因来采取相应的加固措施,加固工作应
尽量在保证其原建筑结构不受损伤的情况下进行,并且尽量减少对原构件的更换或者拆除,
对于有利用价值的构件要保留使用。进行建筑结构加固设计的主要原则包括以下两个方面:
1、选用材料的原则
在进行建筑结构的加固设计时,需要对加固材料进行选择。一般情况下,加固材料的选
取原则要遵循强度高、质量轻、性能好,耐久性高,并且要与建筑原结构材料有良好的相容
性,因此我们在实际操作的时候一般会选择和原建筑结构材料种类、强度等性能一样的加固
材料,这是在原设计材料的强度资料完备的情况下的选用原则,而在原设计材料强度资料不
充分或者没有的情况下,我们就应该对原结构材料的强度进行现行测算,并对其强度等级作
出规范取值。
2、加固设计的年限
对于建筑结构加固设计的年限,按照规定是保证其在一定时期之内无需进行大面积维
修,并以此作为加固设计的使用年限,也即保证在建筑结构的使用年限里,只需要进行正常
的维护。对于新建建筑的结构加固设计,一般要达到50或100年的使用年限,而对于比较
老旧的建筑,加固使用年限一般为5年到10年左右,不宜太长。
二、建筑结构加固方法分类
一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害(如火灾、腐蚀、冻害)
或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象,所采用的加固
方法多是从提高结构的有效受力面积出发(如加大载面法等)减小截面的应力,或者直接改
变结构的受力体系,改变其传力途径(如增加支撑法等)从而降低结构构件的受力,最终达
到加固的目的。常用的建筑结构加固方法分为以下几大类:
1、砌体结构加固方法。主要包括扶壁柱加固法、钢筋水泥砂浆加固法、加大截面加固
法、外包钢筋混凝土柱加固法、外包钢加固法等。
2、混凝土结构加固方法。混凝土结构加固主要可以采用加大截面加固法、外包钢加固
法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、粘钢/碳纤维加固法、全焊接补筋法、套箍
加固法、喷射混凝土补强加固法、植筋法、局部修补加固法等方法。
3、钢结构加固方法。主要采用改变结构计算简图、加大构件截面、加强连接法等。
三、建筑结构加固施工技术
建筑结构加固施工技术比较广泛,尤其是混凝土结构的加固施工技术比较常见,主要包
括以下几个方面:
1、裂缝修补技术
该技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开
裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复;主要适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受
力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。
2、托换技术
该技术系托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墙,以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术
的概称。托换技术属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构
件拆除等技术组成,适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比,具有施工时间短、费
用低、对生活和生产影响小等优点。但对技术要求比较高,需要由熟练工人来完成,才能确
保安全。
3、碳化混凝土修复技术
该技术系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀
得到遏制的技术。
4、植筋技术
该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术,可植入普通钢筋,也可植
入螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离
设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加
层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
5、混凝土表面处理技术
该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝
土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。
四、建筑结构加固设计的方法
建筑结构加固设计的方法一般要以当地的实际条件和情况来衡量选择,要考虑到技术是
否先进,经济性合不合理来选择最优的加固方法。在建筑结构的体系和构件同时存在加固需
求的时候,要以体系加固的设计为优先,然后再考虑构件的加固设计。在进行不同类型的结
构构件加固时,应着重对关键结构和构件进行加固,如果一种加固方法的加固效果不够理想,
可以尝试采用多种加固方法同时进行加固。
1、外包钢加固法
外包钢加固法是在混凝土、砌体等构件的4角或2面包以型钢(常为角钢、扁钢或钢板
等)的一种加固方法,也是一种使用较广的传统方法。采用外包钢加固法能在构件截面尺寸
增加不多的情况下,大幅提高构件的承载能力。且具有施工简便、现场工作量较小,受力较
为可靠等优点,适于柱、梁、桁架弦杆和腹杆,以及高层建筑的加固。这种方法的不足是用
钢量较大,加固维修费用较高,且对结构刚度提高不大。
2、混凝土加固
混凝土加固是建筑结构加固设计中比较常见的方法,因现代建筑的原结构材料一般都是
混凝土为主,而根据加固设计的原则,我们应优先使用于原材料一样的加固材料。混凝土加
固又分为直接加固和间接加固两种。
2.1直接加固
直接加固也就是在需要加固的构件上现浇混凝土,或者对损坏严重的构件进行混凝土的
直接置换,例如对混凝土的受弯构件直接浇筑混凝土,通过增加构件截面面积来提高受弯构
件的承载力,从而达到加固的效果。混凝土的置换适用于承重构件有严重缺陷的情况,其缺
点就是置换工作会比较困难。
2.2间接加固
间接加固又有两种,一是预应力水平拉杆加固,二是预应力下撑拉杆加固。第一种方法
是通过利用偏心力来给加固构件中间的一起施加水平压力来克服外部负载弯矩,以减少预应
力混凝土受弯构件的外部负载,增强构件的抗弯能力;第二种方法是利用预应力支撑杆对混
凝土构件进行加固,再通过杆轴向心力产生的外部负载来加强建筑构件的承受能力,改变其
原有截面应力,以提高构件的承载力。利用预应力下撑拉杆加固,可以显著提高构件的承载
能力,但是需要进行大幅度的结构加固。
3、增大截面法
增大截面法即增大构件的截面面积(混凝土和配筋量),以达到提高构件承载能力的一
种传统的加固方法。可广泛用于混凝土、砖混结构的梁板、柱、墙等构件的加固。这种加固
方法的优点是工艺简单,技术较为成熟,可靠性强,且能提高构件刚度和稳定性。其缺点是
现场湿作业工作量大,养护时间长,对生产和生活会造成一定影响,对原有结构的外形和房
屋使用空间会造成一定影响,结构重量的增加又增大了其它相关构件的荷载,故在设计中应
从整体角度考虑。
4、外粘型钢加固
在进行建筑结构加固设计时,比较常用的还有外粘型钢加固,要注意的是,在对混凝土
梁进行外粘型钢加固时,要在混凝土梁截面的四隅粘贴角钢,如果混凝土梁受压区有楼板,
则要用钢板代替梁顶两隅的角钢。
5、外加预应力加固法
外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它
通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。预应力加
固法几乎没有改变使用空间,并通过卸载、加固功能消除应力滞后现象而取得较理想的加固
效果。其不足是预加力设备和锚固还待完善,也存在一定的风险。目前主要用于大跨度结构
的加固,以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的大型结构的加固。
6、改变受力体系加固法
为了减小构件的计算跨度,常采用增设支点(包括柱支座和弹性支座)和采用托梁技术,
从而改变结构的受力体系,使承载能力得以提高。其优点是简单可靠。不足是易损害建筑物
的原貌和使用功能,减小使用空间。适用于房屋净空不受限制的较大跨度的梁、板、桁架等
水平结构的加固。
五、结束语
综上所述,建筑结构加固设计是延长建筑使用寿命的一种方式,还能保证试用期的安全
性能。在具体的建筑结构加固设计中,要充分把握建筑结构加固的原则,还要制定科学合理
的施工方案,根据不同的建筑情况选择合适的加固方法,使得建筑结构加固质量得到保证。
参考文献:
[1]陈婷婷.现有建筑结构抗震鉴定及加固设计研究[D].北京工业大学,2012.
[2]李智.既有建筑结构加固设计技术探讨[J].山西建筑,2012,34:47-48.
[3]翟丽红,张晓民.房屋建筑结构加固设计及施工技术应用研究[J].华
章,2011,04:263.
[4]程源.增大截面法加固钢筋混凝土梁的二次受力分析[D].华南理工大学,2010.
关键词: 结构类型; 加固技术; 施工方法
中图分类号:TU3 文献标识码: A
1.建筑结构直接加固的一般方法
(1)加大截面加固法。也称为外包混凝土加固法,该方法与置换混凝土加固方法相类似,是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。该加固应用的方法已经十分的成熟,适应范围广,而且施工容易。但是也有不足之处,就是与置换混凝土加固方法一样,需要较长时间的湿作业,增加了等待建筑使用时间,从而对于建筑的使用造成影响;并且养护时间较长,不利于生产和生活。另一方面,因为加大截面后,建筑物墙体间内空净尺寸会相对会缩小,这就占用了一部分房间的空间,压缩了房间面积。因此,加大截面加固法常用于不特殊的混凝土构件的加固。
(2)外包型钢加固法。该方法是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁,一般应采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。这种方法具有加固效果好,能够承载很大的压力,但是这种加固方法需要消耗大量的钢材等建筑材料,增加了造价、提高了成本;由于采用了钢板,因此这种加固方法不适用在高温的场所对建筑结构的加固。此外,在施工环节方面也优势不足,在其他建筑结构直接加固方法中相对而言没有什么明显优势,因此不适合用在一般的加固场所,此方法大多用在结构强度要求高且需要被加固的构件的面积不能扩大等场所。
(3)粘贴钢板加固法。该法是将特制的钢板用建筑结构胶粘干需要加固构件的表面,让二者共同工作受力,从而提高结构的承载力。因为是采用粘贴钢板来对建筑的结构进行加固,所以加固过程中不需要进行湿作业,缩短了等待建筑使用时间;并且施工的时间相对较短,对于建筑中用户的日常生活和工作不会产生很大的影响。此外,使用粘贴钢板加固法对建筑外观保护性好,而且该法也不会影响建筑物的净空。但胶粘的水平直接影响建筑物的质量;不同的胶粘水平,使得施工者无法干预加固效果。因此,在处于非动态下的构件加固时,大量使用了该加固法。
(4)粘贴纤维增强塑料加固法。这种加固方法步骤是和第三种方法相类似,不同在于材料上的差异。该方法使用的加固材料是塑料,塑料在某些方面是具有优势的。首先,塑料具有不怕潮湿和耐腐蚀的性质,对于建筑环境选择优势大;此外,材料自身的重量较轻,比钢板的重量要轻得多,而且塑料的成本也要比钢板低很多,使用塑料加固可以节省成本。但是塑料材料也有缺点,塑料材质不能耐高温,高温下容易发生火灾,使用塑料加固的安全系数不高。因此在使用这种加固方法的过程当中应该做好相应程度的耐火处理,最大程度减小风险性,已达到双赢局面。
2.现代建筑结构加固的施工方法
2.1 具体要求
加固施工管理主要是针对施工中加固过程的管理,通过对加固施工的管理,从而保证建筑质量。对于施工过程管理,事务分的细,千头万绪;怎样才能牵一发而动全身,掌握全局,并且取得事半功倍的效果,这是管理人员最需要了解掌握和熟练应用的。根据加固工程实际情况,加固的具体要求通常分为以下四点:
(1)合理制定施工方案,方案的好坏决定着建筑的成功与否。建筑加固施工方案应该建立在以下几点:第一是要充分利用现有构建物对建筑进行加固,合理利用材料,从而节省其他相关费用。第二尽量不要破坏建筑现有构件,这也是建立在第一点的基础之上的;学会合理改造、科学利用原有物件。第三在具体编制加固方案时,首先要熟悉图纸,吃透设计意图,并应去实地仔细地观察、实地考察,才能最终制定出符合实际的可行的施工方案;要注意的是不要单凭经验和靠想象或照葫芦画瓢来制定施工方案,因为这样的方案往往是不符合实际情况,甚至会造成重新动工,浪费资源。
(2)在实际操作中要严格按照按施工方案进行,不能想到什么就去做什么;施工前,要反复思考,这么做是否可行。尤其要注意的是工作程序是不能减少,要使用足量的施工材料,偷工减料只会造成事倍功半的效果。此外,施工时会遇到现场具体情况与图纸要求不同的情况,这时施工方案要做出相应的调整。
(3)施工之前要做好技术交底。技术交底是用文字把图纸所要求的部分展示出来,转化成施工人员能够理解的信息,让操作人员能够更好地完成施工任务,并对自己不明白之处,同时对建筑目标更深层次的了解。技术交底来源于建筑事故分析、施工技术改进及技术总结,在进行加固作业时,要对技术交底十分关注,并且完成好这一工作。因此,在开工前要认真组织相关人员学习并领会有关要求、规定并做好记录,为做好技术交底奠定良好的基础。
2.2 质量通病的控制
在结构补强施工中对于混凝土置换和增大截面作业时要有足够重视,在用这两种方法加固时要避免建筑问题的出现,从而控制建筑质量的通病。因为这两种方法在加固作业中会应用得非常广泛;然而,在这两种加固作业时,质量事故频繁发生,所以在进行这两种作业时,要小心谨慎,不可以出现一丝纰漏。在这两种方法作业时,要注意以下几点。首先,在进行作业时,加固工程中会受到工作面宽度以及模板宽度大小的影响,使得施工人员不能很好地进行工作;所以要合理控制工作面及模板空间,让施工人员能够很好地施工。另外,在进行置换混凝土、扩宽截面时,用的混凝土不多;一般情况采用的是非机器搅拌混凝土;而非机器搅拌混凝土往往受场地、环境操作人员熟练程度等因素的影响,使得浇注混凝土的质量很难得到保证,影响加固效果。混凝土质量对该方法能否成功的有着重大的影响。因此,要做好非机器搅拌混凝土,就要做好“两个三”的操作。“第一个三”就是要均匀配好材料,再混合已配的好材料,不放水拌三遍,混合好。判断效果的标准是观察混合材料的颜色是否相近;然后按均匀加水再拌三遍,最后拌三遍的过程即“第二个三”。按这个顺序完成后,便可以满足混凝土的匀质性,混凝土的质量得以保证,减少事故的发生。此外,在进行混凝土振捣时,如果受模板空间小的限制而不适合操作时,施工人员可以在模板外,通过以特定的速度地敲打或振动,保证混凝土的密实形,从而进一步降低事故发生率。
结语
本文介绍了建筑结构直接加固的一般方法和讨论现代建筑结构加固的施工方法,总结出建筑结构科学加固的重要性。建筑结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分,建筑加固关系着建筑物的成败。要想做好建筑加固工作,就要严格遵循加固施工规范,这个前提是必不可少的。随着建筑结构加固的设备在日益发展,同时,结构的问题不断变化,因而加固方法也必须不断发展和创新,跟上这发展的脚步。我们应该学会灵活的运用加固方法,这样才可以取得事半功倍的效果,降低建筑事故发生的几率;同时再配上加固施工的高度重视和监测,这样就可以提高作业品质和保障作业的安全。
参考文献:
[1] 罗立娜.碳纤维加固混凝土偏压构件正截面承载力的研究fJ1.结构工程师,2006(04).
关键词:混凝土;结构;加固设计
1引言
当前的房屋建筑结构的设计和施工质量,直接决定了房屋建筑工程的整体稳定性和耐久性。我国当前的房屋建筑工程中,老旧混凝土结构开始出现诸多问题,严重威胁了房屋建筑结构的稳定性与安全性,如不能及时采取处理措施,势必严重影响居住者人身安全,因此,采用合理的混凝土结构加固技术至关重要。
2建筑工程中的混凝土结构加固设计
2.1基本原则
建筑施工中,通常需要综合运用多种科学技术,而混凝土结构加固技术的运用就是其中之一,在结合大量先进技术、材料、施工方法的情况下,有效提高了混凝土加固的实际效果,提高了工程建设的经济效益。在设计混凝土加固工程时,也需要综合考虑相关的技术指标、经济指标等因素,从而确保工程设计能够具备相应的科学性与先进性。在实施混凝土加固时,通常选用强度相较于加固对象更高的混凝土材料,并注意做好加固结构、加固对象连结等细节施工,保证加固件与加固对象能够维持协调的运作,从而维护建筑结构整体上的一致性。如果将混凝土结构加固技术应用于由于高低温、化学反应、机械震动等因素所造成的建筑结构破损问题,应当结合破损的实际原因,选择相应的处理方法,以减轻甚至消除破损原因,达到提高建筑结构安全稳定性的效果。衡量一项工程活动整体质量的重要指标之一,在于其经济效益的评价,在实际的工作中,混凝土加固施工应当尽可能避免影响到原建筑的正常使用,从而减少加固施工可能对原建筑带来的负面影响,因此建议尽可能以原本建筑条件为基础,降低加固施工的成本。
2.2常见建筑结构加固方法的缺陷
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。
3房建结构新型加固技术
3.1间接加固技术
间接加固技术,通常是根据房屋建筑工程实际的受力情况,合理选择的加固技术。如果混凝土构件出现受力不均的情况,将会破坏房屋的结构,必须采取相应的调整措施,进行房屋结构的加固设计,例如,通过对受弯混凝土构件采取预应力加固的方法,有效限制外荷载可能对混凝土构件造成的损坏,从而达到防止荷载过大致使房屋结构破坏的目的;或者通过降低外荷载效应的方式,提高混凝土结构本身的抗弯能力。间接加固法中,最为常用的是预应力水平拉杆加固技术,其主要是在混凝土结构上施加预应力,以改善工程混凝土结构抗裂性能,限制裂缝宽度、长度,进而改善混凝土构件的施加预应力,延长房屋结构的使用寿命。另外,预应力拉杆加固技术也是常用的间接加固技术之一,在房屋建筑混凝土结构加固中的应用通常采用卧式组装,该种方式具有很强的抗压性和稳定性。
3.2直接加固技术
3.2.1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。
3.2.2外贴型钢加固法
外贴型钢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1d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。
3.2.3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.
3.3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/m3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。
3.4注浆加固法
注浆加固法主要针对的是混凝土结构物开裂问题,原理是利用环氧树脂粘合剂或密封剂,实施加固修补,以不影响实际生产为基本前提,尽可能达到预期的强度要求,从而延长结构使用寿命,效果安全可靠。这种方法主要有以下特点:①灌浆时应延续且慢速,保证树脂尽量都注入开缝的部位;②这种方法可控制注入量,在需要时也能及时增加灌浆料;③可以依据注入的需要、开裂的大小调整注浆压力;④能直接用肉眼观察到注入的情况以及注入量。这种方法主要适用于隧道、桥梁等混凝土结构建筑物的开裂修补上。
4建筑混凝土结构加固工程实例分析
4.1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Ⅶ度,其结构布置如图1所示。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。该工程需加固钢筋混凝土柱,高为8.2m,另有一根长度在11.2m的钢筋混凝土框架柱,如图2所示。
4.2混凝土结构加固设计
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面积为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,单层纤维厚度为10mm直径。使用不同加固软件对套箍加固技术进行分析。
5结语
房屋建筑工程中,混凝土结构属于基本骨架,因此其稳固性将直接关系到整个建筑的坚固。在进行房屋混凝土结构设计的过程中,应当注意切实加强整个设计过程中各个设计环节,严格按照相应设计文件开展施工,充分保证房屋建筑的施工质量水平,满足房屋建筑建设的相应功能。
作者:刘笛 单位:中机中联工程有限公司
参考文献:
[1]仵爱菊.建筑工程的设计原则与混凝土加固设计应用分析[J].建筑工程技术与设计,2015(14):57~58.
【关键词】木结构;古建筑;设计
一、木结构古建筑的火灾特点
1、燃烧强度大
木结构古建筑的建筑构件大多采用松、杉柏香樟等含油木质材料制作,木材用量多,火灾荷载大,而且年代久远,特别是寺庙建筑常年香火缭绕,木构件极为干燥,加之表面涂刷油漆,火灾时,燃烧猛烈,火场中心温度可达 1200 度以上。
2、火势发展快
木结构古建筑发生火灾时,火焰、热烟气在室内向上升腾,首先沿着殿堂垂直布置的木构件,以及悬挂的垂幔、幔帐、柱棉、飘带、天帐等装饰品迅速向上蔓延。火灾蔓延至屋顶部位后,又会迅速沿屋顶向水平方向发展蔓延,再加上室内空气对流条件好,极易造成全面燃烧。同时,大多数木结构古建筑相互毗邻,通廊相连,火势一旦突破着火建筑门窗会引起延烧,强烈的热辐射也能导致毗邻建筑着火。
3、屋顶易倒塌
木结构古建筑发生火灾后,其倒塌的规律一般是屋顶首先倒塌,墙柱后塌。这是由于古木建筑火灾首先是垂直向上蔓延,且其屋顶的屋架、桁、檩等构件截面积较小,而柱、梁截面积较大。火灾时,古木建筑整体倒塌的时限持续时间较长。
4、文物易受损
木结构古建筑不仅自身价值无法估量,而且其室内通常还珍藏有大量经典、书画、匾额等各类古代艺术珍品。火灾时,木结构古建筑本身及室内文物极易受到破坏,甚至直接被大火烧毁,而且用水扑救还会使木构件加速腐朽,忌水的文献史料、泥塑、唐卡、壁画等也会遭受损坏。
二、木结构古建筑防火设计的原则
1、预防火灾发生
随着社会经济的发展,古建筑内用火、用电、用油、用气剧增,火险因素随之日趋增多,如果疏于防火管理,极易引发火灾事故。通过建筑防火设计工作,合理确定与古建筑使用功能相匹配的建筑耐火等级,严格控制建筑内可燃、易燃物和内装修材料,设计安全可靠的供电、供气、供油、供热系统,可以提高古建筑本身的安全度,有效预防古建筑火灾发生。
2、防控火灾蔓延
原有木结构古建筑防火设计中大多没有防火间距的概念,当古建筑某一部位着火时,极易迅速蔓延。通过在建筑防火设计工作中,应用防火间距和防火分区分隔技术.合理确定建筑防火划距,严格划分防火分区,设置避难空间,充分利用防火墙,防火门窗、防火卷帘、防火阀、防火封堵材料等防火分隔设施,可以将火灾控制在一定范围,严防火势蔓延甚至“火烧连营”,从而最大限度地减少火灾损失。
3、畅通生命通道
木结构古建筑一旦起火并失控,其产生的火焰和高温、有毒烟气将对建筑内生命造成严重危害。在此情况下,如果古建筑缺乏必要的安全疏散措施,建筑内的人员将来不及疏散逃生,极易造成群死群伤,给家庭和社会带来不可挽回的损失。因此,通过在古建筑防火设计中工作中应用,应用安全疏散和烟气控制技术,合理设置安全出口、疏散通道、应急照明装置、疏散指示标志等安全疏散设施和自然排烟、正压进风、机械排烟等防烟排烟系统,可以保障人员安全疏散,最大限度地减少火灾人员伤亡。
4、创造扑救条件
木结构古建筑起火且扩大成灾后,需要消防力量及时、有效处置。因此,通过在建筑防火设计中应用平面布置技术,合理设置消防水源、消防车通道、消防登高场地等建筑灭火救援设施,可以确保火灾时消防人员及各类消防车辆、装备能够顺利靠近或进入古建筑实施灭火救援,及时、有效的扑灭火灾,抢救遇难人员。
三、木结构古建筑防火改造设计的主要内容
木结构古建筑防火设计涉及内容很多,主要包括总平面布置、防火间距、建筑结构和耐火等级、建筑材料防火、防火分区分隔、安全疏散、防烟排烟、消防设施、建筑防雷等建筑防火技术方面的设计。
1、总平面布置
木结构古建筑的总平面布置要满足城市规划和消防安全的要求。一是要根据建筑物的使用性质、规模、建筑高度、建筑体积及火灾危险性等,从周边环境、地势条件、主导风向等方面综合考虑,合理选择建筑位置。二是要根据实际需要,合理划分储存区(包括露天储存区)、辅助设施区、行政办公和生活福利区等。三是为了防止火灾时因辐射热影响导破火势向相邻建筑蔓延扩大,并为火灾扑救创造有利的条件,在总平面布置中,应合理确定古建筑与各类建(构)筑物、堆场、储罐、电力设施及电力线路之间的防火间距。四是应根据各建筑物的使用性质、规模、火灾危险性,考虑扑救火灾时必需的消防车通道、消防水源和消防扑救面。
2、建筑结构防火改造设计
建筑结构的安全是整个建筑的生命线,也是建筑防火设计的基础。建筑物的耐火等级是研究建筑防火措施、规定不同用途建筑物需采取相应建筑防火措施的基本依据。在建筑防火设计中,正确选择和确定建筑物的耐火等级.是防止建筑火灾发生和阻止火势蔓延扩大的一项治本措施。现存木结构古建筑构件的耐火极限和燃烧性能达不到规范的要求,可采取适当的方法加以解决。常用的方法主要有:在木构件表面涂刷防火涂料做耐火保护层;对木结构做耐火吊顶和防火保护层包敷等等。
3、建筑材料防火改造设计
木结构古建筑中的建筑材料绝大部分是可燃的,而且由于涂刷油漆,燃烧后产生大量的烟雾和有毒气体,给火灾扑救和人员疏散造成严重威胁。为了防止火灾的发生,或阻止、延缓火灾的发展,最大限度地减轻火灾危害,必须对可燃建筑材料的使用及其燃烧性能进行有效的控制。木结构古建筑材料的防火改造设计应当遵循的原则是:对材料进行阻燃处理;与电气线路或发热物体接触的材料应采用不燃材料或进行阻燃处理;楼梯、通道和供人员疏散的走道内应采用不燃材料。
4、防火分区分隔设计
木结构古建筑的建筑空间大,火灾时燃烧面积大,蔓延扩展快,因此在建筑内实行防火分区和防火分隔,可有效的控制火势的蔓延,既利于人员疏散和扑火救灾,也能达到减少火灾损失的目的。防火分区包括水平防火分区和竖向防火分区。水平防火分区是指在同一水平面内,利用防火隔墙、防火卷帘、防火门及防火水幕等分隔物,将建筑平面分为若干个防火分区、防火单元;竖向防火分区指上、下层分别用耐火的楼板等构件进行分隔,对建筑外部采用防火挑檐、设置窗槛(间)墙等技术手段,对建筑内部设置的敞开楼梯、中庭等采取防火分隔措施等。
5、安全疏散设计
人身安全是消防安全的重中之重,以人为本的消防工作理念必须始终贯彻于整个消防工作,从特定的角度上说,安全疏散设计是木结构古建筑防火改造设计中最根本、最关键的技术,也是建筑消防安全的核心内容。保证建筑内的人员在火灾情况下的安全是一个涉及建筑结构、火灾发展过程、建筑消防设施配置和人员行为等多种基本因素的复杂问题。安全疏散设计的目标就是要保证建筑内人员疏散完毕的时间必须小于火灾发展到危险状态的时间。
木结构古建筑安全疏散设计的重点是:安全出口、疏散出口、紧急出口以及安全疏散通道的数量、宽度、位置和疏散距离。基本要求是:每个防火分区内最好保证有两个安全出口;疏散路线必须满足室内最远点到房门,多层古建筑保证房门到最近楼梯的行走距离限值;疏散方向应尽量为双向疏散;疏散宽度应保证不出现拥堵现象,并采取有效措施,在清晰的空气高度内为人员疏散提供引导。
6、防烟排烟设计
烟气是导致木结构古建筑火灾人员伤亡的主要原因,如何有效的控制火灾时烟气的流动,对保证人员安全疏散以及灭火救援行动的展开起着重要作用,而且火灾时,如能合理的排烟排热,对防止建筑物的轰燃、保护建筑也是十分有效的一种技术措施。烟气控制的方法包括合理划分防烟分区和选择合理的防烟、排烟方式。划分防烟分区是为了在火灾初期阶段将烟气控制在一定范围内,以便有组织的将烟气排出室外,使人员疏散、避难空间的烟气层高度和烟气浓度处在安全允许值之内。防排烟系统可分为防烟系统和排烟系统。防烟、排烟是烟气控制的两个方面,是一个有机的整体,在建筑防火设计中,应合理设计防烟、排烟系统。
总之,木结构古建筑以木材为主要建筑材料,是建筑易于起火的最主要原因。因此我们要加强对木结构古建筑的设计,有效预防和减少古建筑火灾事故的发生,最大限度降低火灾事故损失。
参考文献:
[1]梁思成.中国建筑史[M].天津:百花文艺出版社,2005.5
[2]郭白莉,刘兴.现代技术下的木结构建筑[J].华中建筑,2006,24(7):75―88.
[3]翁文国,范维澄.中国古建筑防火研究[J].消防科学与技术,2001,9(5):20―22.
作者简介:
关键词:房屋;建筑结构;加固;设计;技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言
房屋建筑关系到人们的日常生活,其质量的好坏影响到使用的安全性,因此房屋建筑结构加固设计与施工技术在建筑工程中就变得越来越为重要。为了提升建筑物的结构稳固性,减少人员伤亡与财产损失,我们必须对房屋的建筑结构进行加固设计及提高施工技术水平。
1、房屋建筑结构加固施工前设计的必要性
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
2、房屋建筑结构的常用加固技术
2.1直接加固的一般方法
(1)加大截面加固法。与置换混凝土加固方法相类似,通过加大截面积来进行加固应用已经十分的成熟,适应范围广且施工容易。但是与置换混凝土加固方法一样,需要较长时间的湿作业,从而对于建筑的使用造成影响。除此之外,经过这种加固方法之后,建筑物内部净空相对会缩小。该方法比较适合一般的混凝土构件的加固。
(2)有粘结外包型钢加固法。这种方法具有加固效果好,承载力大,施工环节相对较少的优点,但是这种加固方法需要消耗大量的钢材,从而导致较高的造价和成本。因此不适合用在一般的加固场所,大多用于结构强度要求高且需要被加固的构件的面积不能扩大等场所。由于采用钢板,因此这种加固方法不适用在高温的场所的建筑结构的加固。
(3)粘贴钢板加固法。采用粘贴钢板来对建筑的结构进行加固的过程当中,不需要进行湿作业,且施工的时间相对较短,因此对于建筑中用户的日常生活和工作不会产生很大的影响,且这种加固方法对于建筑外观不会造成破坏同样也不会造成空间减少。这种加固方法的最大缺点就是胶粘的水平对于加固的效果具有直接的影响,因此加固效果不容易进行控制。因此这种加固方法大多用于处于静力状态下的构件的加固。
(4)粘贴纤维增强塑料加固法。这种建筑结构的加固方法顾名思义和粘贴钢板加固法类似,只不过材料上有差异。此外由于所使用的加固材料是塑料,因此相对于钢板来说不怕潮湿和腐蚀,材料自身的重量较轻,且成本也要比钢板低很多。但是塑料材料也有明显的缺点,那就是不耐高温,且容易发生火灾。因此在使用这种加固方法的过程当中应该做好相应结构的耐火处理。
2.2 与混凝土结构加固改造配套使用的技术
(1)托换技术。系托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成。适用于已有建筑物的加固改造。
(2)植筋技术。系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术。可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋; 已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程中。
(3)裂缝修补技术。根据混凝土裂缝的起因、形状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术。
(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)外部粘钢加固技术。外部粘钢加固法,主要利用粘贴剂,与加固设计相符,将钢板粘贴在钢结构或者混凝土表面,共同产生作用力。当前,外部粘钢加固技术主要应用于受拉构件或受弯构件的补强加固工程中,要求环境温度控制在60℃以内,相对湿度则小于70%,且没有化学腐蚀。
(6)增设支点技术。增设支点加固技术,主要通过增加支撑点的方式,降低结构的计算跨度,以控制结构内力,提高承载力。这种方法一般适用于网架、桁架、板、梁等水平结构的加固施工中。应用支点法可分为弹性支点与刚性支点两种方式。弹性支点主要通过支撑结构中的桁架或者受弯力作用等,间接传递荷载力。由于支撑结构变形与被加固结构变形属于同一个数量等级,那么支撑结构应按照弹性支点来考虑,涉及到复杂的内力分析技术;刚性支点通过轴心受拉或者轴心受压等荷载力,直接传递到柱子或者基础构件部分。这种方法的内力计算较为简单。
3、实施中的施工技术
做好前期的设计和准备工作后,进入正规的实施阶段,工程实施中也要有很多的注意点,要掌握技术要点和施工方法。
3.1 对原有旧钢结构考察、取样、实验、评定,这些工作看起来简单,其实非常的重要,所以这个工作一定要认真的对待,尽量做的细致一些。而且必须要有专业的实验室对原旧钢结构以及加固用的新钢材进行取样实验,出具权威评定报告,明确出符合条件的原料、需采购新钢材、焊条规格型号(或螺栓)、焊接连接工艺的技术。
3.2 对原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,然后根据这些钢结构的使用年限和损毁程度,与设计一起研究,通过一系列专业的计算和讨论,确定实用可靠的处理、加固、改造方案。
3.3 原有旧钢结构只要生锈或者有一定的残渣等就会逐渐的被破坏下去,所以一定要将钢锈、表面覆盖的腐蚀氧化层及渣物彻底清除,用空压机连接专用的喷砂除锈机来进行彻底的清除工作,个别腐蚀严重的部位要提高警惕,必要的话可以投入相应的劳动力,人工用钢凿、榔头、砂轮机来进行凿、磨工作。喷砂除锈的砂子采用中细黄砂,一定要提前晒干。
3.4 相关的安全措施一定要做到位,确保施工工程中在建人员的人身安全以及工程路况附近路人和居民的安全;因为工程中相对会产生一些污染,所以一定要搭设周围环境防护设施。
4、施工应注意的问题
4.1 尽量减少对原有结构的损伤,充分利用原有结构的承载能力。施工前做工程加固设计方案的时候要充分考虑实际情况,确定加固方案时,尽量减少对建筑物原有结构的破坏和损伤,能少拆除的尽量少拆除,什么东西都是原配的最合适。对已有结构或构件,要认真进行分析和检测,在经过相应的结构检测和可靠性分析检测后,对其结构组成和承载能力有了准确的认识,能保留的尽量保留并充分利用其作用;不能保留的也要尽量遵循原来的特征对工程加固,尽量不要新旧差距太大。
4.2 改造加固过程中,常用的连接与锚固技术是植筋和锚栓技术,这种混凝土结构简捷、有效。现行《混凝土结构加固设计规范》与《混凝土结构后锚固技术规程》关于锚固长度区别很大,而且按照《混凝土结构加固设计规范》的规定,对于常规的梁柱等构件,其宽度厚度很难满足锚圃长度的要求,采用植筋锚栓技术时时,要注意最小边距和最小中距,还应该非常留意在原有构件钢筋密集部位钻孔和定位的可能性,尽量注意不要损伤和截断原有构件的受力钢筋。
4.3 改造加固相对于新建建筑设计有着自己独特的优越性,它繁复而且独特,要求我们必须紧密结合现场实际,认真调查、检测、分析,在工程设计前期与整体的过程中都与施工单位及其他各专业积极的协调合作,共同研制出经济、安全、合理、可行、便捷的设计方案,尽量少走弯路,避免重复设计,在加固实施过程中加强工程的监督和检查,并随时消除隐患,确保工程的顺利进行。
结束语
总之,建筑物在正常情况下亦会老化,在自然灾害的影响下,破坏程度更高,尤其在我国这样多地震的国家,因此,加强房屋等建筑物结构的稳固性显得格为重要。在对房屋建筑结构加固的过程中,掌握好相关的技术,做好房屋建筑结构的稳定性,从而保证房屋建筑的使用安全,促进我国建筑业的健康稳定发展。
参考文献
[1] 翟丽红,张晓民. 房屋建筑结构加固设计及施工技术应用研究[J]. 华章. 2011(04)
[关键词]房屋建筑结构;加固设计;施工技术;方法应用分析
中图分类号:TU746.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)06-0190-01
社会经济的高速发展,人民生活水平快速提升,伴随对房屋建筑的要求条件越来越高,一般既要具备基本的设施功能,又要具备良好的稳定性,并能抵御一些自然和主观因素的影响。显然,对房屋建筑结构加固就要更加科学、合理了。
房屋建筑结构造成影响的因素主要有两大类:一类是自然因素,即台风、地震、洪水、雷电等;二是主观因素,即建筑施工材料质量没有达到建筑设计标准,施工前未重视地质勘察工作、建筑设计不符合规定标准、施工程序不规范、施工技术方案不合理等。两种因素都能对房屋建筑结构造成严重的不良影响,以至于房屋建筑墙体出现裂开、降低结构稳定性等,严重时甚至导致整栋房屋建筑倾斜,这就造成了房屋建筑无法继续正常使用。因此来说,保证房屋建筑结构的安全、稳定性非常重要。为尽量消除和避免这种潜在的安全隐患,建筑企业采取加固房屋建筑结构方式较妥。因该方式可以有效增强房屋建筑结构的韧性和刚性,并能提高耐久度,进而可延长房屋建筑的使用寿命,又安全可靠。
1 房屋建筑结构加固设计方法
在房屋建筑结构加固设计中,这则是前提。加固设计过程中的每一个环节都要重视程度,以确保结构加固设计万无一失。为此,这就需要切实注重以下几个要点。1)重视房屋建筑所在环境。对于不同房屋建筑结构的加固,也各有不同,弄清房屋建筑所在环境,了解地形地势,才便于具体设计房屋建筑加固方案。比如因超载、火灾或地基不稳而导致的结构受损;增加房屋面积或在原建筑上加层要求加固;为符合相关规定实行抗震加固等,这都是房屋建筑结构加固所要考虑的因素。2)注重设计与施工的关系。设计时为使方案符合施工单位的技术水平,应尽可能与施工单位沟通,听取意见,完善设计方案。当时不能沟通交流的,则应在设计完成后立即与确定的施工单位交流方案,并对方案进行修改与调整,以尽可能确保施工质量;实行改造加固设计之后,要由担任该任务的设计单位对房屋建筑结构的耐久度与稳定性负全责,未参与改造加固设计的设计单位就不再负责了。最好选择具有一定资质的设计单位参与房屋建筑结构的改造加固设计。 3)重视房屋建筑的鉴定与检测。该工作则是了解和认识房屋建筑结构耐久度、稳定性与适用性的主要之手段。这样也可获取房屋建筑结构的有关数据,并明确其各方面数值是否达到施工要求,进而对该建筑的可靠性给予准确的评价。该工作由具有一定资质的单位来做较好,以房屋结构的现场情况和特点为根据,能明确施工的重点(如混凝土碳化程度及强度等级、蜂窝结构缺陷、开裂情况等)。
2 房屋建筑结构加固技术方案分析
就房屋建筑加固施工来说,加固设计和加固施工方案则是成功与否的关键。所以,为保证加固顺利,应根据每座房屋建筑物的特征,制定出符合该房屋建筑物要求的加固设计方案。在此,首先还要考虑方案是否具有良好的施工性。如果缺乏施工性,方案即便再好,因施工难度大、安全系数低、劳动需求大等现实原因影响,建筑加固的施工也难以实行,并影响到加固的成效。当前房屋建筑结构加固方式主要采用直接加固法和间接加固法。在设计时,设计人员应根据现场实际情况和施工条件选择合适的方案。
常用的几种加固技术方法主要有:①截面扩大加固法。这种施工技术具有适应性高、施工工艺简单等特点。该技术发展时间较长,有诸多施工经验与完善的设计方案可供参考。通过在钢筋混凝土抗弯构件受压区添加混凝土现浇层,可显著扩大截面面积,增加截面高度,进而可从抗剪、抗弯和刚性等三个方面来提升构件性能。另外,主筋面积的扩大还可使旧构件的正截面抗弯承受力在正截面筋率低下的状态下得到增强。在钢筋可承受范围下,随着钢筋面积与强度的扩大,混凝土弯变构件正截面承受力也随之增强了。该法适合于加固墙、柱、板、梁等构造物,但因湿作业,耗费时间长,并减小了房屋建筑净空,所以施工前应考虑多项影响因素。②预应力加固法。通过对混凝土受弯构件的预应力水平拉杆实行加固施工,可促使构件形成偏心受压作用。这种作用一是降低了外荷载效应,使构件的抗弯能力得到增强,二是使构件裂缝的扩大问题在压力作用的制约下得到控制,继而提高斜截面剪的承受力。③置换混凝土加固法。它适合存在较大缺陷或受压区混凝土强度较低的混凝土承载构件的加固。优势与截面扩大法大同小异,不会导致房屋建筑净空减小,但在湿作业方面仍然与截面扩大法存在相同问题。④增补受拉钢筋加固法。对部分存在受力过大情况的结构,采用该加固法可对其受力拉钢进行增补。通过实施该法,既可提高房梁的抗压能力,又可增加结构的承载能力,继而提升房屋建筑的稳定性,达到加固目的。该法近年来以其优势受到广大建筑企业的欢迎,被广泛应用。该法在短期内也延伸出诸多极具价值的施工技术与工艺。⑤更改承重体加固法。上述加固法中,唯有该法是最主要的手段之一,它通过将托梁与托架增加到房屋建筑结构中,实现建筑结构抗压能力的提高。施工时,应先对各个分类元素进行详细分析,而后根据结果的不同进行分类。将受力点分为刚性支点与弹性支点两类,按照受力情况的不同,又将支撑形式分非预应力与预应力支撑两种。预应力则是通过在支撑杆基础上提高预应力,进而实现房屋建筑结构预应力的增强。再者,虽然该法可明显提高房屋建筑的承载力,但会对建筑外观产生影响,所以采用前应先征询建筑持有人意见。
3 房屋建筑结构加固施工方式、方法
房屋建筑结构加固时,需注重以下三个施工问题:①在一定范围内,建筑结构构件轻度裂开与变形是可接受的,一旦超出该范围,将可对建筑结构产生影响。所以若发现该类情况,应尽早派专人调查并记录进展情况,然后由具备资质的危险房屋鉴定单位对该房屋建筑结构进行鉴定并作出结论,以对房屋建筑结构的安全性进行明确。②施工过程中施工人员不可避免的要进行高空作业,若不采取任何防护措施,不仅会埋下安全隐患,还会提高安全事故发生率,同时施工时引起的大量粉尘与颗粒也会向外扩散,并对周边环境质量造成不良影响。为此,要求施工单位必须彻底落实好每一项安全措施,且施工前还必须搭建好环境保护设施。③结合建筑旧钢结构上氧化层、锈迹及渣物情况,要运用专门的喷砂除锈机与空压机连接后实行清除,对部分腐蚀情况较严重的区域,应该以人工方式采用榔头、钢凿、砂轮机等工具进行彻底清除,保持构件清洁、干净。
结束语
对于房屋建筑结构加固来说,其作为一整套的系统工程,要确保施工质量,不仅需要掌握施工技术要点,更需要制定完善的加固设计方案和施工措施,还需要从根本上做好设计施工过程中的每一点、每个环节的工作,要以最大限度的提高施工质量,确保被加固建筑结构质量可靠、安全稳定,并能耐久使用。
参考文献
[1]梅全亭,李建.房屋抗震加固与维修[J].中国建筑工业2009,1.
[2]抗震加固研究会译.(日)图解钢筋混凝土结构抗震加固技术[J].中国建筑工业出版社.20l0,1.
[3]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(01):54-61.
关键词:消防安全档案 预警机制 归档范围
2013年6月3日吉林省吉林宝源丰禽业有限公司发生特大火灾,造成120人遇难,70人受伤。这起近年来伤死人数多和经济损失巨大的事故,震惊国人,再度引起了人们对火灾事故的高度关注和反思。作为防火重点单位的船舶施工企业,应该从中反思什么?笔者认为,应该从事故发生的原因等方面,反思如何通过研究船舶消防安全档案,及时发现和提醒船舶弥补消防工作的缺陷,建立船舶火灾预警机制,预防事故的发生。
1 建立船舶消防安全档案的必要性
工程施工船舶是船舶施工企业的“吃饭工具”,造价昂贵,一艘工程施工船舶造价动辄几千万人民币,大型的施工船舶造价甚至近20亿人民币。如此昂贵的船舶,一旦发生火灾将造成人员和财产的巨大损失,后果不堪设想。因此,建立船舶消防安全档案,建设船舶火灾预警机制,对预防船舶火灾,指导船舶开展船舶消防安全管理以及事故的应急处理都具有重要意义。
1.1 建立船舶消防安全档案有利于提高船舶处理火灾事故的能力。工程施工船舶由于结构紧凑、空间较小,并装载有燃料油和船舶正常营运所需的其他油料、物料,一旦发生火灾,火情易蔓延、难控制,灭火较为困难,容易造成群死群伤事故。加上船舶营运的独立性较强,远离岸基,一旦发生火灾,不易及时得到外援,灭火的任务往往只能由船上人员独立承担。因此,建立船舶消防档案归档制度,建立消防档案,能促进船舶按制度要求开展消防工作,从中熟悉船舶的消防设备布置和管理情况,熟悉每个岗位的消防应急处理的要求,掌握各类消防设备设施的使用要求;能促使船舶的主要管理人员熟悉组织和指挥灭火的程序,做到组织有效,指挥得当;能使船员掌握各自在灭火中的岗位、职责和做法。建立消防安全档案,能进一步提高船员处置火灾事故的能力。
1.2 建立船舶消防安全档案有利于为船舶火灾灭火和救援提供支持。鉴于船舶结构和独立运营的原因,船舶一旦发生火灾,来自岸基的救援相当重要。要有效实施救援,岸基部门需要了解船舶结构、设备布置、设备状态、人员配置、消防演练等一系列情况,才能制订最合适的救援方案。而在船舶发生火灾的紧急情况下,制订救援方案,查阅船舶消防安全档案是最有效、快捷的途径。
1.3 建立船舶消防安全档案有利于提高船舶消防安全管理水平。船舶消防安全档案是船舶消防活动情况的历史纪录,通过查阅消防档案,可以考察船舶消防活动情况,找出消防安全隐患,督导船舶完善消防设备、设施,整改消防安全活动缺陷,提高消防安全管理水平,预防事故的发生。
1.4 建立船舶消防安全档案是船舶消防安全教育的重要资料。安全源于教育,建立船舶消防安全档案不仅可以为船舶安全教育提供现成、直接的资料,而且可以通过对档案的分析,总结出船舶消防安全工作的特点、难点,以及应该特别予以重视的问题、设备等,将这些分析、研究的结果作为船舶消防安全教育的资料,更具有针对性,更有利于提高船舶消防安全教育的效果。
2 船舶施工企业船舶消防安全档案的现状
2.1 船舶消防安全档案的建立未引起高度重视。在船舶施工企业,船舶是企业的“吃饭工具”,建立船舶消防安全档案应是船舶施工企业档案工作的重要组成部分,但有的船舶施工企业只重视工程项目档案、科技档案、文书档案和财务档案的收集、归档和管理,船舶档案也大都停留在船舶建成时归档的文件材料,少有收集和建立专门船舶消防安全档案。究其原因,主要是企业存在着“重生产、轻档案”和“档案归档案,工作归工作”的两张皮倾向,没有将船舶消防安全档案的建立摆到事关企业发展的基础性工作的战略高度上来重视。
2.2 制度不健全。船舶安全管理制度很多,但笔者发现,很多船舶施工企业没有建立船舶消防安全档案的制度。因为制度的缺失,责任不清,奖罚无据,这导致船舶消防安全档案的开展未引起足够的重视。
2.3 管理不到位。部分船舶施工企业的档案部门只是被动地坐等各船舶送上来的消防文件材料,不重视船舶消防档案制度建设和日常的指导和监督工作。另一方面,船舶施工企业大多为国有老企业,一般情况下船舶的施工生产和生产安全由工程生产部门管理,消防安全由保卫部门管理,设备安全由船舶设备部门管理,档案由办公室管理,这其中有的职能相互交叉,管理职能上存在着多头管理的情况,这导致了谁都管,谁都不管好的情况。
3 建立船舶消防安全档案的思路
3.1 建立健全船舶消防安全档案责任制度是关键。有制度才能明确责任,才能保证工作的正常运行。船舶消防安全档案责任制度一要明确船舶的归档责任,确定船长是船舶消防安全档案的责任人,对船舶消防安全档案收集、立卷、归档工作负全责,并将船舶消防安全档案的归档工作纳入船长年度考核的内容。二要确定与消防安全档案工作有关的部门的职责,明确奖惩。
3.2 建立健全船舶消防安全档案管理制度,以规范和指导船舶和相关部门开展船舶消防安全档案,应确定船舶消防安全文件资料归档范围,建立归档工作制度,做到船舶消防安全文件材料一经形成立即归档。
3.3 提高认识,舍得投入。船舶消防安全档案的建立与文书档案、科技档案和会计档案的建立不同,有其特殊性,一是船舶远离岸基,如何将一经形成的文件资料尽快归档并及时传送到岸基的档案部门,以便船舶一旦火灾时岸基能够及时从档案中查到有效信息,确定救援方案。这需解决档案传输的技术问题。二是船舶消防档案的归档主体是船员,在目前的船员配置中没有档案员的配置,而且目前大部分的施工船舶配员紧张、施工任务重,不可能安排专人从事归档工作,归档工作要在船员下班后利用业余时间进行。这需解决配员问题或是激励机制问题。三是绝大数船员没有接受过档案专业知识的教育,不能按规范要求完成收集、立卷工作。这需解决船员的档案知识教育问题。要解决上述三个难题,企业的管理者以及船舶的领导必须对船舶消防安全档案工作的重要性有清醒的认识,只有这样,才能舍得投入,研究和实施有别于文书档案、科技档案、会计档案又适合施工船舶实际情况的归档方法,才能舍得制订和实施兼职档案员的激励措施,才能舍得购置现代办公设备,改善硬件环境,解决立卷归档、传输的设备问题。
4 船舶消防安全档案的基本内容
船舶消防安全档案是船舶施工企业档案中不可缺少的一部分,应包括以下的内容:
①船舶设备设施的分布情况:应包括船舶平面图、消防设施布置图(电气设备、报警设备、灭火设备和逃生通道以及必要的关闭装置的图纸)。如果船舶修理时对这些设备的位置进行调整,应及时对上述图纸进行改正。
②船舶消防规章制度:应包括防火控制图、船舶应变部署表、船舶防火安全知识手册和消防安全操作手册等。
③船舶消防设备设施的检查和修理的文件材料。
④船舶消防应急预案以及消防演练的文件资料:包括专项应急预案、现场处置方案,消防演练的方案以及形成的文字、图片、视频等资料。
⑤消防安全教育的文件材料。
⑥船舶消防安全事故的文件材料。
5 结语
建立船舶消防安全档案是支撑船舶施工企业健康发展的一项重要的基础性工作,它的建立、运用和发展将为船舶施工企业的安全生产和船舶的火灾预警起到重要的促进作用。
参考文献:
[1]罗爱武.消防档案的建立[J].商,2013(02).