既有建筑加固改造设计原则与技术应用
摘要:建筑物在使用过程中会受到各种外部因素和人为因素的影响,对缩短建筑物使用寿命有很大影响。由于长期的风吹日晒,再加之人为的破坏,建筑结构会慢慢受到损坏,会出现开裂的缝隙,这将大大降低建筑本身的稳定性。为了避免由于建筑结构稳定性降低,给建筑使用者带来的生命和财产威胁,在建筑和使用过程中,必须认识到建筑加固的重要性,也要重视对加固技术的运用,这样不仅能够延长建筑的使用寿命,还能够避免建筑结构损坏对使用者的安全威胁。基于此,本文就既有建筑加固改造设计原则与技术应用进行详细探究。
关键词:既有建筑;加固改造;设计原则;技术应用
中图分类号:TU723文献标识码:A
1引言
目前城市里面有大批的既有建筑,随着产业的转移和更新,根据现行结构设计规范,这些既有建筑面临着城市更新和功能更新的需要,需要改造和加强。与新建项目相比,改造既有建筑节约了有限的土地资源,对既有建筑周边环境影响较小,也避免了拆除建筑带来的大量建筑垃圾;
从经济角度也可以带来造价的节省,也大大地缩短了施工周期。随着社会的发展需求,对既有建筑进行加固改造的工程项目越来越多。
2 建筑结构加固的意义
建筑结构加固改造有许多优点。首先,对建筑结构进行加固处理,能够保障居民的生命财产安全不受威胁,提升我国建筑质量及结构的稳定性,为居民提供更为安心、坚固的居住环境,提升居民在建筑内生活的幸福感;其次,对建筑结构进行加固处理,对建筑行业也有着较为明显的好处,对现有建筑结构进行加固处理,可以提升建筑的使用寿命,从而提高建筑现有的质量水平,为建筑企业带去更为良好的口碑效应;最后,对建筑结构进行加固处理,可以强化建筑的优良特性,特别是在加固处理的过程中,对于钢筋进行有效的焊接处置,可以有效提升建筑的抗震能力,并在发生意外时强化建筑结构的稳定性,将损失降至最低。
3 既有建筑加固改造设计原则
既有建筑结构的加固设计主要是改善或修复建筑物降低或失去的稳定性,提高建筑物的抗干扰能力,使其达到或超过原有的抗力。对于需要加固的构件,在设计时应该遵循以下原则:
首先应该避免不必要的构件更换或拆卸,因为频繁的拆卸本身会动摇建筑结构的稳定性,而且更换新的构件会导致资源的浪费,如果只是出现小的缺陷可以通过修复方式来改善,可避免因为加固活动而导致结构受损部分的问题更加严重。其次,当结构的损坏已经影响到整个建筑的安全,甚至危及人的生命安全时,应当先进行评估,如果具有修复或保存价值,且和拆除重建相比难度更小、经济性更好、安全性更高时则应该采取加固的措施。此外,对于具有文物文化保护价值的或具有纪念价值、艺术价值和历史价值的建筑,必须采取修复加固的措施加以维护。最后,对于加固中出现的结构失稳、倾斜甚至坍塌、变形等问题,在加固设计时就应该提前制定好紧急预案,采取必要的安全维护措施。对于没有经过鉴定和许可的加固工程,在加固以后不能改变结构的用途和使用环境。
4 既有建筑加固改造设计技术应用
4.1 增大截面加固法
这种钢筋提高承载力的应用原理是使混凝土材料处于三维应力状态。当三维应变受到约束时,侧向压力将增大,约束混凝土构件的横向变形随之增加,从而增强建筑构件的承载力。此技术的主要操作方法为,在构件表面增加钢筋混凝土套箍层,增加截面高度,按照三向受
力原理,新、旧混凝土结合构件共同受力,提高正截面抗弯性能的同时,加强斜截面的抗剪能力,原有混凝土的延展性能得到增强,从而加强构件刚度与强度,达到加固补强的效果。这一技术的实际施工工艺简单,适应性很强,而且在实际施工过程中不断完善,具有相对成熟的设计和施工经验,现阶段在建筑加固改造中运用广泛。但这一施工方式也具有一定的弊端,如延长了场地湿作业的时间,施工后建筑物的净空也会减少等。工作人员在进行这一类型的加固方法时,需要详细了解构件的受力状况,并归纳施工过程中的薄弱环节,这样不仅可以提高工作人员的施工效率,也可以有效提升施工质量。
4.2 混凝土置换加固法
混凝土置换加固是指当原结构的混凝土质量达不到标准强度时,应拆除并采用与原结构相同的类型,但强度等级更高的混凝土进行二次浇筑,可以保证整体结构的混凝土达到质量要求。在恢复承载力的同时,也能提高混凝土结构的强度。用这种方法进行加固施工,其优点在于经济成本较低,造价合理,施工操作简单。经过加固作业之后,相应的使用空间环境没有发生变化,对周边环境的影响很小。但也存在一些缺点,即原混凝土和现浇混凝土的粘结力尚待提高,在加固施工前先完成卸载作业,在加固施工时保证新浇筑混凝土的质量,才能保证加固效果。对于缺点较严重的柱板、混凝土承重构件等具有很好的加固效果。
4.3 外包钢加固法
其实质是加强建筑结构的两侧或不同方位角,通过包钢来增强建筑结构的受力能力,选择优质、高延性的钢材,并将这些材质运用在建筑的横梁、窗柱、屋架等位置,可以提升建筑整体结构的稳定性。选择外包钢的方式进行加固有两种方式:一种是干式外包钢加固,一种是湿式外包钢加固。其区别在于不同的结构需要填充的材料并不相同,可以利用干式外包钢加固的方式,在钢筋混凝土之中加入少量的水泥,这样完成剪力的传递;而湿式外包钢的加固处理需要增添乳胶水泥活环氧砂浆,完成剪力的传递,可以根据建筑物的特性选择相关的加固方案。
4.4 碳纤维房结构加固法
在碳纤维房屋结构加固技术的实际应用过程中,应合理利用碳纤维制作布、板,并采用特定的粘贴方法,将其在建筑结构表面进行有效固定,使建筑的承载能力得到有效提升。该项技术在实际应用过程当中具有明显优势,不仅材料质量相对较轻,而且还具有较高的强度,可以避免结构受到腐蚀。现如今,该项技术已在建筑结构加固当中得到了有效应用,需要相关施工人员合理利用碳素纤维和结构胶,有效加固建筑结构,并提高建筑自身的耐久性和实用
性。在实际应用中,相关施工人员还应针对建筑物自身已有的损害问题和设计要求等进行分析,合理选择材料进行加固,从而修复建筑的基层部位。
4.5 增加支点加固法
在建筑工程施工中,应采用多种技术,以保证加固效果,使建筑物运行更加稳定。通过利用增加支点的技术有利于建筑物荷载得到降低,承重力得以提升。有效应用增加支点技术,可以均匀地分布建筑物中的各种力量,这样建筑物的结构承载效果就得到了全面提升。一般来说,会在梁板之间设置建筑支点,保证能达到均匀受力,从而避免变形问题的产生,这种方式被普遍用于加固建筑工程中,操作非常方便简单,但是会限制施工空间范围,因此,要根据建筑施工的实际情况,考虑支点技术的使用是否真正有效,以免在使用该技术后减少了建筑空间。
5结束语
综合来说,在实际的建筑物加固改造中,应综合考虑经济性、操作难度和安全可靠性,尽量减少对原有结构的大量修复,应根据实际工程需要寻最合适的加固方式,该方法应既能提高原有结构的性能,又能提高加固施工效率,节约工程材料和其他成本。
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