摘要:钢筋混凝土结构在长期的使用过程中,会因为维修不当或者建造质量等原因,会出现这样或那样的问题。采用结构加固的办法,只要花少量的资金进行加固,就可以满足使用要求。本文结合工程实例,对比不同的加固方案,选择更合理更经济的加固方案。
关键词:混凝土结构;加固改造;经济性
引言
钢筋混凝土结构在使用过程中,或因钢筋锈蚀导致混凝土表面开裂,从而影响了原有结构的承载能力;或者根据业主的需求,在原有建筑上增加设备;或者改变房屋原来的使用用途;增设夹层等等,都会涉及到结构加固改造。因此结构的改建加固有广阔的市场前景。
房屋结构改造加固一般进行结构加固改造应遵循下列工作顺序。第一步:原结构(可靠性和抗震)鉴定,第二步:加固改造方案的选择,第三步:加固改造施工图设计(审查),第四步:施工及验收。其中,加固方案一般都会有较多方案可供选择。若是原结构柱子的承载力不够,可以采用增大截面加固法,也可以采用柱侧外粘型钢加固法,绕丝加固法,粘贴纤维布加固法,外加预应力加固法,
钢绞线网片聚合物砂浆加固法等等;各种方法都有其优缺点,所以在选择加固方案的时候,在能保证加固效果安全可靠的前提下,要结合工程实际情况,以及业主的需求,经济性要求等方面去综合考虑。国家建筑标准设计图集13G311-1《混凝土结构加固构造》,作为国家图集,提供了多种基本的加固方法,可以供设计人员选择参考。有的时候设计人员也可以利用自己所学的力学知识,从规范出发,结合实际情况,提出新的加固方案,或在图集的基础上提出改进的方案。
1 工程概况
原有结构是一个3层的楼梯,由于原设计的失误,1层梯柱的位置挡住了消防门的开启,影响了疏散的宽度。所以需要拆除梯柱。具体情况详见图一。由于楼梯是后加的,与原结构主体并不是整体一起的,所以原则上是可拆除之后选择重建。但是由于工期的原因,拆除重建是不可能实现的,所以需要通过别的途径去实现。
图一(原有楼梯一层布置图)
图二(原有楼梯二层布置图)
图三(原有楼梯剖面详图)
通过了解原结构图和建筑图,可以发现梯柱TZ2影响了消防门的开启,减小了疏散宽度。实
际施工时,由于A轴处留有原来的玻璃幕墙,施工单位为了方便施工,取消了标高2.710处的KL2,只保留了梯梁TKL2。
2 加固方案经济性比较
根据现场实际情况,为了实现建筑功能要求,笔者提出了以下几种加固方案。
方案一。植筋重新增设梯柱,梯柱定位避开防火门的位置。增设标高2.710处的水平框梁,框梁端部和现有梯梁通过植筋实现有效连接。具体示意如图四所示。
图四(方案一加固图)
此法有几处弊端,一是由于平台梁现场没有施工,需要重新支模增设。二是,由于现场有玻璃幕墙的存在,新增梯柱和基础梁的连接可靠性难以保证。再加上需要重新支模,绑扎钢筋,浇筑混凝土,需要较长的施工工期。
方案二。增设钢柱和钢梁。钢柱通过化学锚栓和基础梁可靠连接,钢梁和钢柱焊接,钢梁和梯梁再通过化学锚栓连接。具体示意如图五所示。此方案施工起来比较简单,钢结构构件市场上也容易买到,只是由于钢材价格较高,经济性不是很好。再加上钢梁端部和梯梁端部连接处施工质量不好控制。此方案只能当做备选方案。
方案三。施工单位建议增设钢柱,然后在钢柱侧加钢牛腿,通过钢牛腿来支撑梯梁。钢柱是通高设置的从底部标高一直设置到二层楼板底部。如图六所示。此方案施工起来也比较简单,但是经济性也不好,钢材利用较多。且增设的牛腿会挤占防火门的空间,导致防火门的高度减小了。
综合比较前三种方案,无论是经济性还是施工的便捷性,以及结构的安全性,三种方案都不能满足要求。需在这些方案上优化设计,既能满足建筑功能要求,又能快速施工,并能在总造价上有所节省,具有一定的经济性。基于这几种因素的考虑,借鉴结构力学知识里的斜拉
杆原理。提出了采用钢结构斜拉杆的方案。恰好每个楼梯端部有个尺寸为600x600的框架柱,可以作为斜拉杆的支撑点。具体如图七所示。
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