引言:
哪些情况下会涉及到建筑结构加固设计呢?简单总结一下:(1)已有建筑已达到其设计使用年限,想继续使用,经过结构鉴定需要做加固设计的情况;(2)建筑结构出现一定程度上损坏,如结构出现裂缝、结构碳化、腐蚀等经过结构鉴定需要做加固设计的情况;(3)建筑使用功能发生改变或增加,如增加电梯、设备房间等,需要在原结构上增开洞口、增设新的结构构件的情况;(4)工业建筑工艺设计调整,荷载增加,荷载分布改变,原构件不满足设计要求的情况;(5)施工过程中失误或错误,造成如材料强度等级不满足设计要求的情况等。导致建筑加固的原因有很多,在进行加固设计之前一定要全面细致的了解。
1.加固设计的意义
1.1 提升建筑物的耐久性
房屋建筑都是有一定的使用年限的。受人们的日常生活习惯及外界因素的影响,建筑物的寿命也会因此缩短。在日常使用中,建筑物的结构会在一定程度上被损坏,导致其外表和最初的样
子不一样,也会产生,例如裂缝,钢筋混凝土结构的碳化和腐蚀,建筑物的整体沉降等问题,这些问题都会影响人们的日常生活,甚至威胁人民的生命财产安全。通过对建筑物进行合理的加固设计,可以提高建筑的耐久性,延长建筑物的使用年限。
1.2 提升建筑物整体性和稳定性
随着人民对于房屋建筑的质量要求越来越高,全面提升房屋建筑的抗震性能就越为重要,特别是在我国一些地形复杂的地方,一些特殊的地形地貌,尤其是在地震活动区域,对于房屋的防震性能有着很高的要求。因此,我们要对房屋建筑的关键结构进行技术改造,使其抗震性能持续提升,从而使人民众的财产和生命得到更多的保障。
1.3 提升建筑物的经济价值
通过对建构筑物的加固与改造,可以使原有建筑物价值得到提升。随着社会的进步,人们对物质生活,生产,功能使用等方面需求的提高,我们可以对既有建筑物的外观、结构、生产工艺、周边环境进过规划、鉴定、设计、改造与加固施工后,改变原有的业态(使用功能),比如:经过市场调研,在某城市区域不适合设立商城的可以通过改造与加固改成酒店
、写字楼、住宅等;亦或是某工厂由于生产工艺过时,产能低下,不能满足市场需求需要转型升级或进行工艺和技术改造,比如:引进高科技先进生产线替代既有工艺,或总体转型升级,工改商(将既有工厂改成商业价值的商场、办公楼、写字楼等)、工改住(将既有工厂改成住宅楼)、工改工(将既有工厂转型改成其它产业的工厂)等。总之,通过对既有建筑物的改造与加固,即节约工期、成本、资源再利用减少乱费,价值升级快,满足了环境改善、功能需求、价值提升等多方面的需求。
1.4 与周边环境的融合
加固改造工程除了给人民提供一个合适的居住环境,还要兼顾城市发展的协调性,因为老旧建筑与现代化风格有所不同,工程要保证改造后的建筑符合现代化城市的新面貌。另外,建筑行业除了建造新建筑外,还对老建筑加固结构改造,特别是对文物建筑进行修缮,是建筑行业应该承担的责任,对于时代来说也具有重要的意义。
2.加固设计原则
在混凝土结构加固前,应进行结构鉴定,确定是否需要加固及加固方案。结构鉴定包括可靠
性鉴定和抗震鉴定,可靠性鉴定侧重于结构的安全性和正常使用性;抗震鉴定侧重于房屋的综合抗震能力及整体性。在建筑结构加固设计的过程中,应遵循以下几个方面:(1)要提高对建筑物整体性的重视,确保加固设计的各方面参数都符合现行规范要求;(2)要重视经济性与合理性。加固设计不仅需要对具体的加固方法进行慎重考虑,保证加固设计的合理性,同时还需要控制成本造价,使得经济效益能够达到理想水平;(3)要遵循必要性的原则。加固设计中要考虑施工作业的难度,结合造价成本因素,在评估结构是否需要采取加固处理措施的过程中,应遵循必要性的原则。针对不同构件分层实施必要加固措施、需要加固及不需要加固这三种不同等级的措施,同时应优先考虑必须要加固构件的位置,从而提高建筑的整体性、稳定性。(4)要遵循先检测后加固的原则。在施工作业开始之前,需要对房屋整体结构的质量展开检测,一般情况下是要检测需要加固结构和建筑物构件两个方面内容,借助专业检测技术和设备确定其中存在问题,并制定有效的解决措施。在实际检测工作中,检测人员必须要了解房屋建筑材料构件和房屋的具体结构设计,针对结构中容易出现破损或者已经破损严重的位置,采取科学的技术手段展开加固处理,提高房屋建筑整体的稳定性。
3.加固设计程序
加固工程工作程序进行:原结构可靠性和抗震鉴定、加固方案选择、加固施工图设计、施工图审查、施工、竣工验收。
3.1 原结构可靠性鉴定
结构加固前,应收集现有设计图纸、计算书、详细的岩土工程勘察报告竣工验收原始资料等;调查建筑结构现状与原始资料符合程度、施工质量和维护状况、并进行必要的检测;当资料不全时,应根据鉴定的需要警醒补充和实测。
3.2 原结构抗震鉴定
按照建筑结构的特点、结构布置、构造和抗震承载力等因素,采用相应的鉴定方法,进行综合抗震能力分析并做出评价,对不符合抗震鉴定要求的建筑提出相应的抗震减灾对策和处理意见。
房屋结构改造加固3.3 加固方案的选定
加固方案应按照结构鉴定结论,结合结构特点及施工条件,按照安全性、可靠性、经济性合
理原则确定。结构的静力加固着重于提高结构构件的承载能力;抗震加固着重于提高结构的延性和增强房屋的整体性;地基基础加固成本较高,施工复杂,宜采取措施不动或少动地基础。
3.4 施工
加固施工应采取措施避免或减少损伤原结构构件。施工前应按设计要求及结构特点编制施工组织设计,施工严格按相应工艺标准进行质量控制。
4.加固设计计算原则
混凝土结构加固设计应采用线弹性分析方法计算结构的作用效应。设计加固混凝土结构时,需要进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计及验算。结构的计算模型应与实际受力和构造状态相符。结构、构件的尺寸,对原有部分应采用实测值;对新增部分,可采用加固设计文件给出的设计值。验算结构、构件承载力时,应考虑原结构在加固时的实际受力状况,包括加固部分应变滞后的特点,以及加固部分与原结构共同工作程度。加固后改变结构传力路线或导致结构质量增大时,应对相关结构、构件及建筑物地基基础进行必要的验算。
有抗震设防要求的结构、构件的加固,除应满足承载力要求外,尚应复核其抗震能力;不应存在因局部加强或刚度突变而形成的新薄弱部位;同时,还应考虑结构刚度增大而导致地震作用效应增大的影响。
5.加固方法
加固方法的选择应根据实际条件和使用要求,进行多方案比较,按技术可靠、安全适用、经济合理、方便施工的原则择优选用。混凝土结构常用的加固方法如下:
5.1 增大截面加固法
采用这种加固方法,其主要方式就是增大原结构构件的截面面积或增配钢筋,进而增强了构件的抗弯、抗剪、抗扭刚度,提高了其承载力能力和稳定性。该方法在墙、柱、梁、板及一般构筑物的加固中应用范围较广。增大截面加固法主要包括以下几方面应用优势:此法适应性强,施工工艺简便。另外,该法发展较早,具有成熟的施工经验。但是,在具体的施工中,也要注意这种方法的弊端,它施工工期长,属于湿作业,构件尺寸的增大会减少房屋的净空也会影响其他构件的受力性能。