引論:我們?yōu)槟砹?3篇古建筑結構設計范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
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引言
在園林的規(guī)劃建設以及古城區(qū)的建設施工過程之中,仿古建筑有著相當重要的地位。相關項目作為一種較為特殊的設計類型,當前綜合了不同的設計手段和施工技術,并且采用了全新的混凝土框架施工結構。故在設計方案的研究與分析制定過程之中,還需從工程建設本身的需求著手,對建筑的結構進行準確估量和計算,結合建筑特點,設計出不同形式的仿古建筑類型,以充分的滿足城市建設發(fā)展的需求,為城市的進步創(chuàng)建出良好的基礎。
1.仿古建筑結構設計特點分析
針對仿古建筑的結構設計特點加以分析,是促進設計工作實現(xiàn)新的轉變的關鍵點,故應當加以重視。我國古代的建筑多半是以木的結構為主要設計原則,其平面的布局講究的是含蓄,注重多層次的分布和不同布局之間的靈活轉變,并且對于均衡性相當重視。所以,在仿古建筑設計之中應當對維護結構以及承重結構進行重點的設計,應當確保其有著明確的分工并且有著不同的體系結構。諸如在我國的古代建筑斗拱設計形式之中,就相當充分且全面的運用了不同的色彩裝飾和突出的結構設計要點,使得整個建筑的設計呈現(xiàn)出了一種較為莊重的造型,而在外觀方面,則顯得相當的華麗。這一點是我國古代建筑的一個核心理念。在當前的仿古建筑設計之中,多半的項目也采用了類似的設計形式,很好的繼承并且發(fā)揚了我國古代建筑的獨特結構樣式,在實踐的設計工作之中,還可以借鑒當前時代的全新的設計結構形式,使得其可以與傳統(tǒng)的設計理念相互融合,將構件以及模數等進行重新的定型,進而實現(xiàn)從整體至局部的不同設計形式,在造型以及細節(jié)部位的尺度方面也有著相當詳細的規(guī)定。
我國古代建筑設計之中常用的穿斗式設計形式、跌梁式的設計形式等,都得到了較好的應用和改良,而其中的不同設計原則,也被廣泛的運用在了實踐的設計工作之中,進而使得當前的仿古建筑呈現(xiàn)出了全新的色彩,整個設計項目的藝術效果和價值均得到了較大的提升。
2.仿古建筑結構設計要求及原則
在仿古建筑設計之中,明確相關設計原則和基本的設計理念,對于設計項目的穩(wěn)定開展有著相當重大的價值和意義,故應當引起高度的重視。由于防震以及防腐蝕性等多方面的需求,當前階段的我國古代建筑設計之中已經普遍的采用混凝土設計結構的形式很好的替代了傳統(tǒng)的木結構設計樣式。而采用混凝土鋼筋的設計,進而仿古建筑的建設,可以使得外觀的藝術效果和內部的穩(wěn)定性均得到較大程度的提升。要想保證外部的油漆效果與木結構的相類似,還應當對仿古建筑設計之中的相關準則和規(guī)定進行嚴格的掌控,兼顧多方面的影響因素和建筑自身抗震的設計需求。
在建筑的設計過程之中,應當嚴格的按照仿古建筑的基本模數結構和模型體系進行建設和施工,保證整個體系的完善性和科學性,在結構設計過程之中各個受力的構件規(guī)格應當進行嚴格的掌控,充分的滿足建筑自身的需求。各個構件的施工應當符合力學體系的傳力標準,針對外形和尺度的把控也應當完全的參照古代建筑之中梁柱的設計樣式進行執(zhí)行。此外,在仿古建筑設計之中還應當采用多種不同的結構體系,采用組合的形式以充分的滿足仿古建筑的屋面設計需求。由于仿古建筑的屋面設計有著較大的特點,在設計過程之中屋面的變化較為顯著,其對造型的要求較高,并且整個設計的難度較高,所以針對體系的設計應當按照舉架等設計的理念原則進行處理,這樣就可以使得整個屋面的設計呈現(xiàn)出一種緩慢上升的趨勢,并且體現(xiàn)出優(yōu)美的設計曲線,充分的滿足當前仿古建筑的設計標準和建設需求。
一般情況之下,仿古建筑結構設計之中相關構件起到裝飾的作用,其有著獨特的設計藝術效果,同樣需要加以重視。其中最具有代表性的是斗拱,其屬于我國古代建筑設計之中的一種特殊的設計形式,具有很好的傳導屋面荷載并且降低整個屋頂橫梁跨度的作用,故對應于整個仿古建筑結構設計有著相當重大的意義。由于我國當前相關設計項目多半采用的混凝土鋼筋的結構形式,其建筑的設計一般是由主體框架進行承擔,所以斗拱已經逐步的退化成為了裝飾性的物品,而不再有相對應的承重效應。所以,在設計過程之中還需要對上述內容加以明確,以更好的實現(xiàn)建筑設計效果和水準的改進。
3.實例分析
針對仿古建筑之中的相關設計實例加以分析,是促進設計效果提升并且完善設計理念的核心環(huán)節(jié),應加以重視。在仿古建筑的結構設計過程之中,應當嚴格的遵循傳統(tǒng)布局模式和設計的結構樣式,并且很好的與現(xiàn)代的技術進行融合,以開創(chuàng)出仿古建筑的新局面,實現(xiàn)技術的不斷改進。在實踐的設計過程之中應當取長補短,需要在掌握設計規(guī)范的基礎上,根據自己的經驗積累對計算機結構計算結果進行合理的調整,對傳統(tǒng)的設計技術進行細致的改良和創(chuàng)新,采用混凝土的主體結構設計形式,吸納現(xiàn)代化的結構設計精髓,進而達到仿古建筑設計的施工效果。
位于南寧青秀山風景區(qū)的觀音禪寺擴建工程在原禪院的舊址上改建,擴建后更名為萬壽觀音寺,占地面積約15畝,是原有面積的三倍。寺院內有大雄寶殿、藥師殿、觀音閣、臥佛殿、法物流通處、素菜館等布置,整體仿唐宋建筑風格。
在大部分主體結構為鋼筋混凝土的仿古建筑中,斗拱和雀替是作為純裝飾構件,不考慮其受力,與主體結構分別澆筑成型。屋檐荷載通過斗拱上方的現(xiàn)澆混凝土桃尖梁、斗拱中間的現(xiàn)澆混凝土剪力墻傳給剪力墻下方的額枋斗和拱,雀替采用鋼筋混凝土預制構件,通過主體結構澆筑時留設的預埋件與額枋和檐柱焊接連接。但是在本方案中,選用了裝飾性構件和受力構件結合的設計及施工方式。雀替采用鋼筋混凝土預制構件通過預埋件焊接連接。采用斗拱作為受力體系,既實現(xiàn)了對出檐的處理,也減少的撩檐檁的斷面高度。在角科斗拱的老角梁處理上,設置了暗梁,與斗拱寬度一致,這樣不僅僅實現(xiàn)了長梁的出挑,也控制了受力均衡,加強了結構體系的穩(wěn)定性。所以,根據上述的分析,在實踐的設計項目之中應當對設計的細節(jié)部位加以重視,以增強設計的水準,促進效益的提升。
4.結束語
正如上文所分析到的,相關項目作為一種較為特殊的設計類型,當前綜合了不同的設計手段和施工技術,并且采用了全新的混凝土框架施工結構。綜上所述,根據對當前我國仿古建筑施工項目之中結構設計的基本需求和設計過程當中應當重點予以把控的部位進行深層次的論述,從實際的角度出發(fā)研究了仿古建筑的設計原則。同時,通過對實例進行綜合性的分析,旨在明確設計的重難點,明確設計工作的核心理念,以更好的完善設計的缺陷部位,實現(xiàn)對現(xiàn)有工作的轉變改革,真正意義上增強了仿古建筑的設計水準,以全新的理念促進設計規(guī)劃工作邁向新的高度。
參考文獻
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中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
現(xiàn)在加固的構件主要還是針對構造和承載能力薄弱的構件,在對建筑加固完成以后要考慮到加強以后的構件對加強部位以致整個結構整體的影響。否則有時加固改造后會適得其反。例如:對連續(xù)梁某一段采取增大截面法進行加固后由于剛度的變化會引起相鄰跨梁、柱的內力重分布;對多層磚混結構的某一層墻體采取夾板墻加固,使得該層墻體的剛度大幅度增加,形成與相鄰樓層的剛度差,對結構的抗震不利。此外還有加固后構件的承載能力提高,防火等級大幅度下降等問題。在建筑物進行加固的同時要從建筑的整體有總體上的把握,加固以后要符合現(xiàn)代結構設計理念和現(xiàn)代的建筑規(guī)程要求。
1 加固改造鑒定步驟
已建工程在加固改造前均需要由專業(yè)技術人員對其進行調查鑒定。一般步驟是:
1.1 收集資料。調查了解該項目的狀況(包括:設計圖紙、竣工資料、使用維護日志、使用環(huán)境等)和準備改造的內容(使用功能、條件等)。
1.2 現(xiàn)場調查、測試。在現(xiàn)場收集建筑材料資料(主體結構和維護結構材料的損傷情況等)和建筑結構(結構變形、裂縫等)資料。
1.3 根據項目實際情況和要求的加固改造方案進行結構驗算分析,以及進行相應的構件或模型試驗,對加固改造方案加以驗證。
1.4 加固改造工程一般應由具備相應資質并有經驗的單位來施工完成,在這期間設計、監(jiān)理單位應嚴格審查施工方案,并配合相關部門做好質檢工作。
2 加固改造的有效措施
2.1 根基的加固
房屋的基礎加固實施比較困難和復雜。建筑物經過幾年的自然降已經達到了沉降的相對穩(wěn)定,這時在進行加固的時候,肯定會造成原有基礎的附近土壤松動,從而影響了新的加固基礎的根基穩(wěn)定狀態(tài)。基礎加固一般有兩個方面,一方面是在原有的基礎上增添原有基礎的橫截面積以達到接層以后的抗壓力,這種加固方法一般適用于獨立型建筑的加固基礎。另一方面就是在原有基礎的旁邊增設基礎,在通過構件的相互轉換將承載壓力傳至到各個基礎上去,來分擔原有建筑的荷載。樁基礎經常采用這種加固方式。
在對建筑的加固基礎的過程中,要盡量避免對原有建筑的基礎的破壞,這是由于原有基礎仍然要受到原有建筑的承載壓力。同時也要根據現(xiàn)場的實際情況對結構主體產生的破壞和主體容易滑動的地方采取臨時加固的措施。在進行加固過程的設計時應該考慮接層以后新基礎的沉降會不會對建筑的主體產生影響,并建議加固基礎時采用減小沉降的相關地基處理方法,可以在地基的局部應用換土、壓實等辦法已達到降低沉降的目的。
2.2 原有構件的加固措施
建筑的加固結構框架的加固部位大多是指梁和柱。柱不符合承載力的要求,主要是因為柱軸壓比不符合規(guī)范要求,即橫截面積或者是混凝土的標號不符合標準。在建筑的加固過程中主要是對柱的截面積來實現(xiàn)的。一般來說有兩種方法,一種是在通過在原來混凝土上面包裹一層混凝土,使它們成為一個整體,以實現(xiàn)柱面積的增加來實現(xiàn)目的。另外一種就是在原有鋼筋混凝土的外表面用鋼結構進行加固,從而分擔原鋼筋混凝土的上部壓力荷載。加固使用的梁一般不滿足承載力的要求,這是由于梁的下部配筋不能滿足荷載作用下的要求。而且在加固的過程中和柱的加固方法類似都是在原有混凝土的表面增加混凝土的截面積來增大荷載能力。加固過程也可以運用鋼結構對梁進行加固,增強其抗彎抗剪能力。在加固過程中對墻體承載力和抗震構造而加固的一般采用磚混結構加固,磚混結構墻體的質量好壞可以直接影響整個建筑的抗震的是否牢固。
2.3 混凝土結構的加固改造
當前建筑行業(yè)應對混凝土結構進行加工改造的方法主要包括了一下幾點,筆者進行了詳細地分析。
2.3.1 外包鋼加固法。該方法的特點在于:將型鋼設置在混凝土構件的附件,使其和混凝土協(xié)調工作,以提升承載力。主要方式包括了干式、濕式兩大類。主要適用于:構件截面加大受限制,需大幅度增加高承載力。在使用化學灌漿外包鋼時需將型鋼表面的溫度控制在60℃以下,對于具有腐蝕性介質的環(huán)境需要制定相應的防護措施。
2.3.2 加大截面法。該方法的特點在于,利用不斷加大原結構材料的構件截面來提升建筑的承載力。主要適用于普通構建,如:梁、柱、板、墻等。
2.3.3 增設支點法。該方法的特點為:通過增加支點數量,實現(xiàn)構件的減少來計算長度和變形,提升承載力。主要分為剛性、彈性支點兩種,主要適用于:凈空不受限的梁、板、桁架等。
2.3.4 預應力加固法。該方法的特點為:結合預應力的鋼拉桿及撐桿作用,對原結構實施加固改造,從而將原結構承受的荷載轉至加固結構上。主要適用范圍:需要提升承載力、剛度、抗裂性,且保證較小的占用空間,在于梁、板、屋架等方面的施工較為常用。
2.3.5 繞絲法。該方法的特點為:將鋼絲包混凝土構件附近,使其與混凝土協(xié)調工作,提升承載力。主要適用于混凝土結構構件斜截面承載力較弱,以及要對受壓構件施加橫向約束力的條件下。
2.3.6 碳纖維織物加固。此方法的特點為:將碳纖維織物粘貼在混凝土表面來提升承載力。主要適用于一般的結構加固改造施工中,其優(yōu)勢在于抗腐蝕、耐潮濕等,但要采取必要的防火處理。在計算碳纖維織物加固混凝土梁正截面承載力時,需要參照平截面假定的混凝土梁受彎基本理論,運用等效鋼筋面積法來保證計算結果的有效性,當等效鋼筋面積計算結果出來后,可利用鋼筋混凝土梁受彎構件的正截面承載力設計公式展開計算。
2.3.7 粘貼鋼板法。該方法的特點為:將鋼板粘貼在混凝土表面來提升承載力。主要適用于:受彎、受拉構件(梁、板)。通常在60℃以上的環(huán)境中不采用此方法,若處于腐蝕性介質環(huán)境時需要采取一定的防護措施。
2.4 鋼結構加固改造
鋼結構加固改造是較為常見的加固方式,其主要分成以下兩大類型:
2.4.1 加大構件截面。鋼梁和鋼柱的加固當否能夠利用焊接或高強度螺栓連接來完成。對施工條件進行了全面的分析,需要對施工條件、加固構件的應力分布時等要素進行研究,重點分析由于焊接加固引起的殘余應力和變形對加系數K(軸心受力的實腹構件:K=0.8;偏心受力和受彎構件以及格構式構件:K=0.9)。
2.4.2 轉變結構計算簡圖。這種加固方式是運用添加支撐系統(tǒng)變一榀一榀的排架結構為空間結構;通過添加支撐改變構件長細比來加強穩(wěn)定及承載能力;將鉸接轉化成剛接,降低構件計算長度。
2.5 砌體結構加固改造
2.5.1 磚砌體中常見的問題有磚砌體承載力及穩(wěn)定性達不到要求,可通過扶壁柱法和鋼筋網水泥法進行加固改造。
2.5.2 適用于磚柱的加固方法包括了增大截面法、外包型鋼法兩大類。在磚砌體結構中出現(xiàn)裂縫問題后應該根據實際情況制定處理措施。具體為:因溫度引起的裂縫,可利用填縫封閉和加筋錨固方法;若裂縫形狀小且數量多,可在裂縫穩(wěn)定時期進行灌漿補強;若裂縫由結構因素引起,需要先進行加固處理,再解決裂縫問題。
3 結束語
隨著現(xiàn)代社會的經濟快速發(fā)展,民用建筑已成為特別建筑。因為它要被使用幾十年或者永遠的保留下來,但現(xiàn)在社會發(fā)展對建筑產生了新的外觀要求。為此,目前建筑工程加固的建筑也在逐漸增多,這次改進不僅改善了房屋戶型,有的也對建筑的樓層進行了添加,改善了其使用性能。為了使建筑跟進潮流的現(xiàn)代城市相匹配,實現(xiàn)城市規(guī)劃和房屋使用的新標準。也有一些建筑是由于長久失修導致房屋質量出現(xiàn)問題需要進行維修或維護使房屋得到相關的性能改造。所以,對房屋的加固改造對建筑工程具有重要的建筑意義
參考文獻:
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強調概念設計的重要,主要是因為現(xiàn)行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性,比如對混凝土結構設計,內力計算是基于彈性理論的計算方法,而截面設計卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設計方法,這一矛盾使計算結果與結構的實際受力狀態(tài)差之甚遠, 為了彌補這類計算理論的缺陷, 或者實現(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計, 都需要優(yōu)秀的概念設計與結構措施來滿足結構設計的目的。
二、混凝土結構加固改造的技術
1、植筋技術。系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術;可植入普通鋼筋,也可植入螺栓式錨筋;已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程。
2、托換技術。系托梁(或桁架)拆柱(或墻)、托梁接柱和托梁換柱等技術
的概稱;屬于一種綜合性技術,由相關結構加固、上部結構頂升與復位以及廢棄構件拆除等技術組成;適用于已有建筑物的加固改造;與傳統(tǒng)做法相比,具有施工時間短、費用低、對生活和生產影響小等優(yōu)點,但對技術要求較高,需由熟練工人來完成,才能確保安全。
3、裂縫修補技術。根據混凝土裂縫的起因、性狀和大小,采用不同封護方法進行修補,使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復的一種專門技術;適用于已有建筑物中各類裂縫的處理,但對受力性裂縫,除修補外,尚應采用相應的加固措施。內部修補法。內部修補法是用壓力泵把膠結材料壓力混凝土裂縫中,結硬后起到補縫作用,并通過其膠結性使原結構恢復整體性,該方法適用于裂縫寬度較大,對結構的整體性和安全性及耐久性等有影響,或有防水防滲等要求的裂縫的修補。
三、砌體結構加固方法
1、增設扶壁柱加固法。該法屬于加大截面加固法的一種。其優(yōu)點亦與鋼筋混凝土外加層加固法相近,但承載力提高有限,且較難滿足抗震要求,一般僅在非地震區(qū)應用。
2、鋼筋混凝土外加層加固法。該法屬于復合截面加固法的一種。其優(yōu)點是施工工藝簡單、適應性強,砌體加固后承載力有較大提高,并具有成熟的設計和施工經驗;適用于柱、帶壁墻的加固;其缺點是現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長,對生產和生活有一定的影響,且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
3、鋼筋水泥砂漿外加層加固法。該法屬于復合截面加固法的一種。其優(yōu)點與鋼筋混凝土外加層加固法相近,但提高承載力不如前者;適用于砌體墻的加固,有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉。
4、無粘結外包型鋼加固法。該法屬于傳統(tǒng)加固方法,其優(yōu)點是施工簡便、現(xiàn)場工作量和濕作業(yè)少,受力較為可靠;適用于不允許增大原構件截面尺寸,卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固;其缺點為加固費用較高,并需采用類似鋼結構的防護措施。
四、技術處理
混凝土結構的加固分為直接加固與間接加固兩類,設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術。
1、加大截面加固法。鋼筋混凝土受彎構件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層,可增加截
面有效高度,擴大截面面積,從而提高構件正截面抗彎,斜截面抗剪能力和截面剛度,起到加固補強的作用。在適筋范圍內,混凝土彎變構件正截面承載力隨鋼筋面積和強度的增大而提高。在原構件正截面配筋率不太高的情況下,增大主筋面積可有效地提高原構件正截面抗彎承載力。在截面的受拉區(qū)加現(xiàn)澆混凝土圍套增加構件截面,通過新加部分和原構件共同工作,可有效地提高構件承載力,改善正常使用性能。加大截面加固法施工工藝簡單、適應性強,并具有成熟的設計和施工經驗;適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土的加固;但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長,對生產和生活有一定的影響,且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
2、粘鋼加固法。鋼筋混凝土受彎構件外部粘鋼加固是在構件承載力不足區(qū)段表面粘貼鋼板,這樣可提高被加固構件的承載力,且施工方便。該法施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè),對生產和生活影響小,且加固后對原結構外觀和原有凈空無顯著影響,但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平;適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構件的加固。
3、有粘結外包型鋼加固法。外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構件的外邊,外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應采用濕式外包法,即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構件粘結成一整體,加固后的構件,由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高,因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。該法也稱濕式外包鋼加固法,受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小,但用鋼量較大,且不宜在無防護的情況下用于60℃以上高溫場所;適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。
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2抗震鑒定的內容與鑒定方法
在進行建筑結構抗震設計時,首先需要確定結構的抗震等級,包括考慮結構形式,建筑物高度以及結構重要性等級等。其次要根據結構的抗震等級進行結構設計,包括截面尺寸,材料強度以及配筋設計,并且需要根據抗震等級采取相應的抗震構造措施。同時,在進行建筑結構抗震設計之初,還需要在結構概念設計中,對整體結構提出一定的設計要求,包括結構設計形式合理,受力分布均勻,傳力途徑明確,減小附加地震效應,并考慮多道抗震防線等等。基于建筑結構的抗震設計,在進行抗震鑒定時,也同樣需要考慮上述多個方面的因素,以下從抗震鑒定的主要內容、要求和方法做簡單介紹。
2.1抗震鑒定的主要內容在對建筑物進行抗震鑒定的過程中,主要包括以下幾方面內容:1)檢查建筑結構的基本情況。主要包括建筑結構的布置以及建筑結構的形式;建筑抗側力系統(tǒng)的布置情況;結構的支撐與連接構造情況;細部尺寸等相關參數。2)調查建筑結構的使用條件。主要包括建筑結構的作用;建筑物周圍的環(huán)境;建筑的歷史使用情況等。3)檢查建筑的地基基礎情況。主要包括建筑的場地種類與地基土情況;建筑地基的穩(wěn)定情況;對地基進行原位測試與力學性質測試;地基的變形情況以及其反映在上部結構中的表現(xiàn);地基基礎與樁的情況等[2]。4)分析檢測建筑的材料性能。主要包括結構構件、結構連接以及其他相關材料的性能。5)檢查建筑的承重結構情況。主要包括建筑結構構件與連接情況;建筑結構的支撐情況;建筑的裂縫數量與分布情況;建筑結構的整體情況;建筑結構的位移與變形情況;建筑結構的動力特性等[3]。6)檢查建筑的維護系統(tǒng)情況。
2.2建筑抗震鑒定的要求對建筑進行抗震鑒定需要滿足以下要求:1)收集被鑒定建筑的原始資料,如設計圖紙、勘察報告、竣工驗收報告等,如果資料不全面,需要進行相應的補充實測。2)對被鑒定建筑的現(xiàn)狀進行調查,評估其是否與原始資料中的數據相符,評估建筑的質量與維護情況,明確建筑的非抗震問題。3)以不同建筑的結構為基礎,對其特點、布置、構造、承載力等情況進行鑒定,運用相應的方法,分析建筑的綜合承載力。4)評價被鑒定建筑整體性的抗震性能,如果建筑不符合抗震要求,則需要提出有針對性的處理對策與意見[4]。
2.3建筑抗震鑒定的方法建筑的抗震鑒定主要可以分為兩個級別:1)主要以構造鑒定與宏觀控制為主;2)主要以抗震驗算為主。其中,對A類建筑進行抗震鑒定的過程中,如果被鑒定建筑滿足一級鑒定中的所有要求,建筑便可以被定義為鑒定合格,不需要進行二級鑒定;如果被鑒定建筑不滿足一級鑒定的某些要求,就需要進行二級鑒定[5]。圖2為A類鋼筋混凝土建筑的二級鑒定。對B類建筑進行抗震鑒定的過程中,需要對建筑的抗震措施進行檢查,并判斷建筑的抗震承載力。如果前者較低而后者較高時,可以運用構造影響系數判定建筑的抗震性能;如果前者較高而后者較低,但不低于95%時,可以不進行加固。
3常見的加固設計思路與措施
對于在抗震鑒定中被判為不合格的建筑結構,就需要采取相應的措施進行加固。在進行工程加固設計中,根據抗震鑒定結果,需要明確加固到何種程度,同時需要考慮新舊結構的協(xié)同工作、原有結構在長期荷載作用下所引起的受力形式的改變,以及其使用和美觀要求。常見的加固方式有:采用預制樁和灌注樁進行地基加固,通過增加截面面積和外貼鋼材以及復合材料進行混凝土結構加固等,而對于砌體結構,往往通過設置壁柱,配置鋼筋砂漿以及套箍方式進行加固。針對鑒定不合格的被鑒定建筑,具體可以運用以下幾種方式進行加固:1)以抗震鑒定結果為基礎,從建筑結構特點出發(fā),需要運用的加固設計方法有:如果建筑結構的不合理程度較大,可以運用增設構件的方法來加固,或者運用可以同時將變形能力與承載能力提升的方法,來滿足加固要求。如果建筑需要提升結構剛度,可以運用擴大原截面、增設套箍等方式進行加固。如果建筑需要提升整體連接性能,可以適當的增加建筑結構的變形能力[6]。如果建筑的局部構造存在問題,可以對局部進行處理,也可以通過改變傳力途徑的方法進行加固。如果建筑的次要非結構構件不合格,可以只加固有可能倒塌的部分。2)對于多層磚混結構的建筑,在鑒定過程中可能會出現(xiàn)一些不太明確的不合格現(xiàn)象,如傳力線路模糊、整體性差、橫墻間距過大、房屋與窗間寬度不夠等。因此,對于多層磚混結構的建筑來說,可以運用減層降高、設置夾板墻、縮小門窗洞口、壓力灌漿、圈梁壁柱、使用鋼拉桿等方式進行加固。3)雖然有很多加固措施可以運用到鑒定不合格的多層磚混結構中,但在實際操作時還會遇到一些容易被忽視的問題,如果對這些問題沒有給予足夠的重視,就會在很大程度上降低加固效果。如后加的圈梁需要將伸縮縫切斷,且閉合伸縮縫的兩側,只有這樣才能更好抗震;后加的壁柱需要設置基礎,搭接長度需要嚴格遵循相關要求;在對建筑進行加固設計時,要盡可能的減少對原有建筑墻體或其他部分的損傷,尤其在打眼時不能破壞建筑結構的原有鋼筋。在對新舊墻體接槎部分進行處理時,需要先洗干凈,并加強對墻體的養(yǎng)護工作,以確保新舊墻體的統(tǒng)一性。另外,在建筑加固的過程中,砂漿強度是非常關鍵的,能夠在很大程度上控制砌體強度,也關系到加固之后的建筑能否通過抗震鑒定,所以,在加固過程中可以選用比原有建筑強度高一級的砂漿。
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隨著各方面的提升,對房屋建筑結構加固設計以及施工技術的要求也逐漸提升。為了提升建筑物結構的穩(wěn)定性,減少人員的傷亡和財產的損失,我們應該對房屋建筑結構的設計進行改進,改良房屋建筑結構的施工技術。
一、房屋建筑結構施工中的問題
1、房屋建筑結構施工的設計不合理
房屋建筑結構施工要想提高質量,按時竣工,就必須依靠作為建筑工程靈魂的工程設計。周密合理的工程設計是建筑施工的首要因素。建筑施工工作能否按期正常進行,施工質量質量能否提高,都必須以建筑施工的工程設計作為先決條件。在建筑施工過程,有關技術人員對建筑工程性質和內容了解不夠深入和透徹,也未到建筑工地進行考察,和相關工作人員及時進行交流和討論,導致設計出的建筑方案不切實際,如同廢紙一張,不能很好地對建筑工程進行指導。這使得建筑工程從根本上就存在問題,對大到建筑的內部結構和裝修風格,小到建筑材料,施工場地等帶來很嚴重的后果,極大的減慢了工程的進度,導致建筑工作中諸多問題的出現(xiàn),影響建筑施工質量。
2、房屋建筑結構施工人員專業(yè)技術水平和素質不高
在建筑施工時,對勞動力的需求相當大,因此,施工人員的技術和素質問題是影響建筑施工質量的最重要的指標,建筑施工人員的專業(yè)技術是否精湛,綜合素質是否重影響著建筑施工質量。然而,由于聘用的勞動力需求很大,因此在技術和質量方面難免會有所差別。再加上科學技術的飛速發(fā)展,這就對施工人員的技術要求越來越高了,但是施工單位并不能達到社會所要求的那樣,這就造成了相關技術人員并不能充分了解有關施工設計的要求,對選用的建筑施工新材料的材質和使用方法了解也不夠,更有甚者完全不了解新興的建筑施工技術,其低下的建筑施工技術嚴重推遲了建筑施工的工程進度,給建筑施工的后續(xù)工作帶來很多不利的影響。另外,有些技術人員雖然技術很好,但對建筑施工工作的責任心不夠,在施工中偷工減料,詢私舞弊,對建筑施工質量帶來很大的安全隱患。因此,加強對施工人員的技術培訓,培養(yǎng)他們的綜合素質,是建筑結構施工首先應該關注的問題。
3、房屋建筑結構中所使用的鋼結構設計不合理
在房屋建筑結構施工中通常會采用鋼結構,這是由鋼結構的特殊特點所決定的。在對鋼結構進行設計時,對于鋼結構的選型以及布置是十分重要的。特別是對于分析難以精確的內容以及對沒有規(guī)范過的問題進行規(guī)范時,更應該加強重視,通過查閱相關資料,分析相關的力學關系以及出現(xiàn)的破壞機理或試驗現(xiàn)象去構思新的設計。
二、房屋建筑結構比較常見的一些加固技術
(1)增加鋼筋截面法
類似于混凝土的加固方法,以增加了截面積的方式來加強房屋的堅固度,此應用己經非常成熟,適應范圍廣,具體操作方面也是必較容易的。但是,更換混凝土加固方法,操作需要很長的時間,所以影響建筑物的使用。此外,這種加固方法后,建筑物內的凈空面積會有所縮小。此方法適用于一般混凝土結構的建筑。
(2)有粘結外包型鋼加固法
該方法具有良好的加固作用,建筑的優(yōu)點就是施工的環(huán)節(jié)相對較少,由于這種方法對鋼筋的需求量太大,導致更高的成本和費用。因此不適合使用在加固一般的建筑物上,主要用于結構強度高的建筑物,同時需要被加強的區(qū)域不能擴展等的建筑上。使用鋼板的緣故,這種方法并不適用于加固高溫場所的建筑結構。
(3)粘貼纖維加強塑料加固法
鋼筋加固法顧名思義與粘貼有關,與粘貼鋼板加固的方法有些許類似,但也存在一些差異,主要是材料方面。用于進一步加固材料是塑料的,所以不用擔心相對濕度和腐蝕性,由于材料本身重量比較輕,而且成本比鋼低得多。然而,塑料材料具有明顯的缺點,溫度不能太高,容易出現(xiàn)火災。因此,使用過程中這個方法應該使結構堅固并妥善處理高溫易燃的問題。
三、實施中的施工技術
一切準備工作就緒之后,就可以考慮施工時到底該做些什么了。工程實施中也要有很多的注意點,要掌握技術要點和施工方法。
(1)對原有舊鋼結構考察、取樣、實驗、評定,這些工作看起來簡單,其實非常的重要,所以這個工作一定要認真的對待,盡量做的細致一些。而且必須要有專業(yè)的實驗室對原舊鋼結構以及新鋼材進行取樣實驗,出具權威評定報告,明確出符合條件的原料、需采購新鋼材、焊條規(guī)格型號、焊接連接工藝的技術。
(2)對原舊鋼結構進行噴砂除銹、除去在舊鋼表面殘留下來的所有氧化層和渣物,然后根據這些鋼結構的使用年限和損毀程度,與設計一起研究,通過一系列專業(yè)的計算和討論,整理出切合實際并且能夠實施的處理、加固方案。
(3)原有舊鋼結構只要生銹或者有一定的殘渣等就會逐漸的被破壞下去,所以一定要將鋼銹及在舊鋼表層殘留的腐蝕氧化層及渣物清除干凈,用空壓機連接專用的噴砂除銹機來進行徹底的清除工作,個別腐蝕嚴重的部位要提高警惕,必要的話可以投入相應的勞動力,人工用工具進行鑿、磨工作。此外用來噴砂除銹的砂子應采用中細黃砂,并且在施工前一定要曬干。
四、房屋建筑結構加固施工時應注意的問題
(1)盡量減少破壞原有結構,充分利用原有結構的承載能力。在建設工程設計制造時應充分考慮鋼筋目前的情況,確定鋼筋加固方案,盡量保留建筑的原有結構,以盡量減少損失和傷害,盡量減少甚至取消拆除,這更適合原配的就是最好的這一原則。應該認真分析和探索現(xiàn)有的結構應,經過適當的測試和結構可靠性分析測試,準確判斷原有房屋的結構和承載能力,以盡可能保持原貌或者保留它不應該忘記的地方,盡量按照原來的工程設定加固的特點,不要使得新舊之間有很大差距。
(2)加強改造過程中,經常使用的加固連接技術的是植筋和錨栓技術,這種技術對于混凝土結構的建筑來說簡單而有效的。按照《混凝土結構加固設計規(guī)范》的明確規(guī)定,對于一般的梁柱等構件,難以滿足的錨所需要的厚度寬度長度,采用植筋錨栓技術時需要注意最小邊距和最小距離,還要注意的是原有構件鋼筋密集部位鉆孔和定位的可能性,盡量小心,不要損壞原來的截斷和構件。
(3)在前期工作在,需要認真調查,檢測,分析工程設計的細節(jié),并與施工單位積極協(xié)調和配合,共同設計出實惠,安全,合理,可行的和適當的加固方案,并選擇可行的替代品,以避免重復設計,加強監(jiān)督檢查工程,加強執(zhí)行力度,并消除任何風險,以確保項目的順利進行。
五、結束語
綜合全文來說,房屋建筑結構加固是一項系統(tǒng)性的工程,本文中講到的是加固方法、設計及施工技術方面。除此之外還應該從根本上找問題,加強施工管理,提高工程質量也是可以有效避免損壞的發(fā)生。總之,在正常情況下建筑都會老化,在自然災害的影響下會造成有較高程度的破壞,尤其是在多地震的國家,因此,加強房屋和其他建筑物的穩(wěn)定性顯得十分重要。加固住房的結構,需要高技術,只有居住在穩(wěn)定性好的住宅內,確保住房建設安全性,才能真正促進中國建筑行業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
篇6
引言
在我國,眾多是建筑結構的穩(wěn)定性都是比較不錯的,而且在設計的風格和藝術上也越來越體現(xiàn)比較高端的水平,但是由于我國現(xiàn)代建筑設計與施工技術起步的比較晚,因此存在好多的建筑需要在建筑完后需要進行一定加固,當然,加固的除了一般的建筑之外還有就是你年代有點久的建筑的加固,都是涉及一般的工業(yè)和民用的建筑加固。一般的工業(yè)以及民用的建筑的結構是比較簡單的,主要強調的是實用,而不是尋求某種美感作為一種追求的建筑,因此加固建筑并不是一件特別強調沒干的事情,但是,強調是實際上的效果的絕對。本篇文章主要講的就是一般的工業(yè)與民用建筑加固的問題的探討和研究。
建筑結構加固的概念
工業(yè)
所謂的工業(yè)建筑加固的概念就是主要涉及通過一定工業(yè)原材料以及工業(yè)建筑的加固需要的設計來對于工業(yè)的建筑進行一定加固處理的過程,其中主要涉及的就是應用一定的建筑學方面的而知識,具體到工業(yè)建筑的設計特點、工業(yè)建筑的的施工特點以及工業(yè)建筑的加固的方法等。所以,對于工業(yè)建筑的加固是比較困難的,因為對于工業(yè)建筑來說質量的要求是很高的,工業(yè)建筑涉及了一定的工業(yè)方面的產業(yè)結構以及一些特殊化學元素的影響等,這都是在建筑加固的考慮范圍之內的。
民用
民用建筑加固主要涉及的就是強調了一種風格和質量的結合,但是在風格和質量的要求上又不是很強調,但是具體化比較強,也就是說民用建筑的加固會很多一部分注意建筑的細節(jié)之處,例如是否注意到加固的材料影響了民用建筑的美觀,會不會影響到民用建筑的功能等的具體方面。但是,對于民用的建筑的加固實際上不會用到太多的專業(yè)的知識,而是用到的藝術類的知識比較多,加固的方法是是細化的,也是具體的,更是具有還原性質的。民用建筑還在整體的風格上有所要求。
比較
相對于工業(yè)建筑的建筑加固,民用的建筑加固在一定的程度上體現(xiàn)了建筑風格的特點的不同,從建筑加固的特點上,工業(yè)建筑要求是堅固為主,效果最重要,而民用的建筑要求的卻是在質量的基礎之上強調了一定的美感與整體性,因為從人的角度來說,自己的房子之必須是要美觀的。從加固材料上來看,工業(yè)建筑要求的是簡單、純粹,而民用的建筑加固要求的就是要材料多樣而豐富。
總的來說,無論是工業(yè)建筑還是民用建筑的加固都離不開質量的保證的問題,所以,加固是一件比較費時費力的事情的,但是,較之設計建筑的原貌藍圖是比較輕松的。
建筑加固的重要性
建筑加固的重要性是不言而喻的,建筑的加固其實是一項堪比建筑原先在建筑設計以及建筑施工時要同等重要的,因為在建筑加固的過程之前,建筑的危險性已經是很高的了,人們在有危險的建筑中生活是非常危險的,所以,我們必須要重視建筑的重要性以及原因所在。
建筑加固的重要性體現(xiàn)在安全角度上
需要加固的建筑一般的危險性都是比較高的,加固與翻修是不一樣的,翻修主要是對建筑的外形、主要的承重墻以及主要的材質進行一定更新等的情況。而建筑的加固卻是有很大的不一樣的,主要是涉及建筑因為老化或是人為或是自然的原因導致的建筑的損壞等后果等,然后對建筑進行一定加固。建筑的加固從安全性的角度來說都是必須要的,建筑加固是對建筑本身的安全性的極大的補充,是對建筑安全性的最好的補充。
建筑加固對于建筑資源的一種節(jié)約
建筑的加固需要的不是需要很多的建筑材料和資源的,所以在很多的程度上建筑的加固就是對于建筑材料的節(jié)省,雖然在很大的程度上加固的建筑的質量上不如新的建筑更好,但是,節(jié)約的資源確實是給建筑的材料的節(jié)約做出了一定的貢獻。建筑的加固在很多情況下,是出于一種對于建筑本身的喜歡或是有紀念的價值。
3、建筑加固的數據的采集的簡便
建筑加固的陳舊的建筑在建筑節(jié)能設計計算的墻壁,屋頂和地板類型的軟件提供了大量不同的絕緣系統(tǒng)訪問的范圍和特點的各種絕緣系統(tǒng),并完成所有相關的專業(yè)計算,并且根據數據計算出的形狀系數和窗的數據,在建筑設計中的各種門、窗、墻、屋頂、柱子,室內設計參數,并按照標準的節(jié)能設計的。
建筑加固的節(jié)能設計計算,以驗證是否符合國家和地方的監(jiān)管要求,建筑加固的節(jié)能設計和輸出的地方所需要的節(jié)能材料,最終通過不同的計算方法和以不同的方式評價建筑加固來確定的節(jié)約的建筑材料。
混凝土加固的方法的分析
混凝土結構的加固分為直接加固與間接加固兩類,設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術。[1]所以,我們對這些方法進行一定分析。
(一)直接加固方法
1、加注的加固建筑橫截面積
鋼筋混凝土受壓區(qū)的受彎構件,加上現(xiàn)澆混凝土層,增加橫截面的有效高度,擴大截面面積,從而提高部件的彎曲斜截面受剪承載力和截面剛度,起到加固的作用。適當筋的混凝土受彎構件承載力的鋼筋面積和強度增加和完善。加強原來的彎曲率不是很高,可以有效地提高抗彎承載力,增加主筋面積的最初的建筑加固。
置換混凝土加固法
這種方法的優(yōu)點是加大截面法類似的加固方法,不影響混凝土加固建設,但也有缺點就是加固的工作很困難。這種方法適用于受壓區(qū)混凝土強度降低,但是,其他承重構件鋼筋混凝土會有時候存在的嚴重的缺陷。
3、有粘結外包型鋼加固法
外包鋼筋或鋼板加固,外包鋼筋混凝土梁一般應大幅濕外包粘鋼加固構件作為一個整體,即使用環(huán)氧樹脂灌漿的設備的擴張鋼筋橫截面面積,大部分承載能力和截面剛度都會大大得提高,另外,鋼筋經過壓縮。這種方法也被稱為濕鋼筋方法,該方法是通過一個可靠的、簡單的結構,這也是個較少的工作現(xiàn)場。4、粘鋼加固法
該法屬于傳統(tǒng)加固方法[2]。還有一種方法就是應用鋼筋混凝土受彎構件外部粘鋼加固承載力不足的能力,在構件截面(正截面受拉區(qū),正截面受壓區(qū)或斜截面)表面粘鋼,它可以提高承載能力的加強件,者有利于建筑的施工方便。快速建設的規(guī)律,現(xiàn)場的工作作或只有少量的工作是影響生產或是生活的。
(二)間接加固的一般方法
1、預應力水平拉桿加固。
預應力混凝土受彎構件和額外的外部負載,搭配軸向拉力、桿端錨的力量,通過偏心力給相關的構件中間的儀器受壓,以克服外部負載彎矩的作用,減少外部負載的效果,從而提高構件的抗彎能力的。杠桿傳遞給組件的壓力使構件的高速發(fā)展,最終以緩解剪切的強度也隨之增加。
預應力下?lián)卫瓧U加固法
鋼筋混凝土構件的使用在預應力支撐桿上進行一定的加固定,最終形成了一個復合的加強構件和支撐小車超靜定的結構體系,并且通過桿軸向心力產生的外部負載以及通過結合點加強構件的應對力,以抵消一些外部負載,改變原有構件的橫截面應力的結果,從而提高了承載能力的構件。這種方法可以減少加固構件的應力水平,不僅強化了最終的效果,但總的來說也有較大幅度的結構,提高整體的承載能力的效果。
結語
我國的工程結構,特別是建筑物則因為特殊的歷史和發(fā)展方式,在許多方面更需要對既有建筑物進行加固與維修改造[3]。,建筑的加固是一個存在很多爭論的話題,因為建筑的加固是為了建筑的更好的維持一定的時間存在,但是在另一方面來說,如果建筑需要加固的話就說明了該建筑的質量存在了問題或者至少是該建筑的危險性大大增加了,因此也就沒有必要的在加固了,不利于人們的再使用了,但是實際上,生活中存在很多的這種情況的,因為建筑的加固的成本遠比在建要少很多的了。所以,這就需要我們謀求更好的加固的方法來提高建筑的方法的安全性。
參考文獻:
[1]康寧,王友亭,夏吉安等.建筑工程的防排水.北京:科學出版社, 1998.
篇7
建筑結構的加固補強技術是一種綜合性較強的技術,面對一棟需要進行加固補強或改造的建筑時,首先應采用適當的現(xiàn)場檢測評定方法,確定加固補強或改造的局部結構及構件的現(xiàn)狀,然后根據工程特點、現(xiàn)場條件、使用環(huán)境等選用可靠的加固補強方法,并按照國家現(xiàn)行有關設計規(guī)范標準進行分析計算,直至制定出具有可操作性的加固補強設計方案。
1 在加固設計之前應對建筑結構進行必要的檢測和鑒定。
在加固設計之前應采用多種檢測手段和科學的分析方法,全面地分析加固結構的安全狀況,為加固改造提供了可靠的設計依據。目前,對建筑物可靠性鑒定、質量評估的方法基本上是建立在以宏觀調查為主的基礎上,以現(xiàn)場檢查、結構驗算為主,按設計規(guī)范、憑經驗進行評價,缺少定量的數據分析。因此對建筑結構進行檢測和鑒定應是以國內現(xiàn)行的各種工程建筑設計、施工安裝規(guī)范規(guī)程為依據,運用專業(yè)技術理論和必要的科學手段,通過現(xiàn)場的調查、測試、檢驗和大量的分析、核算等工作,從建筑環(huán)境的間接和直接作用,工程材料、結構體系、地基基礎、圍護系統(tǒng)等內外各方面做全面、系統(tǒng)、綜合的分析研究,對建(構)筑物的構件、體系以及整體進行認識,從而做出對該建(構)筑物(可能是單項工程,也可能是多項綜合工程)綜合總體的評估,為其進一步使用、維護、改造和管理提供科學依據。
混凝上強度檢測對保證鋼筋混凝上結構的安全性是至關重要的,檢測時必須按照有關規(guī)范的要求進行操作,以盡可能真實準確地反映現(xiàn)場混凝土的質量狀況。在國內目前常用的混凝土強度檢測方法中,回彈法、超聲回彈綜合法和鉆芯法在技術上已較成熟,從操作到計算都有明確的行業(yè)或協(xié)會標準。而對鋼筋的檢測現(xiàn)在可以采用電磁法、雷達法、超聲法進行混凝土構件中鋼筋配置情況的檢測, 一般先用電磁法和雷達法測定鋼筋位置, 再用超聲法測定保護層厚度, 對于鋼筋的直徑和連接情況目前還不能較準確測定。
在實際工作中,對建筑結構進行檢測和鑒定這部分工作,都由業(yè)主委托有資質的工程質量鑒定部門完成檢測,由設計單位負責對結構進行整體復核驗算,并對結構需加固的部位或構件提出加固要求。
2 分析建筑結構的缺陷成因和調查缺陷的情況是建筑加固設計的一項重要工作
對鋼筋混凝土結構而言,最常見的主要缺陷是裂縫。長期以來,建筑工程裂縫問題令許多工程技術人員感到棘手,產生裂縫的原因主要有以下幾方面。
2. 1 施工過程的裂縫
1)初期干燥裂縫。通常容易發(fā)生在表面上, 是不規(guī)則的, 寬度小。這種裂縫雖非大的缺陷, 但在容易遭受凍融的部位, 將會成為混凝土破壞的間接原因。
2)下沉裂縫。混凝土澆灌后比重大的材料將下沉, 但由于鋼筋所阻, 使材料下沉不均勻, 致使被阻部位的構件表面出現(xiàn)裂縫。
3) 水泥水化、硬化時的裂縫。
4)模板支撐松動及拆模引起的裂縫。當混凝土處于硬化過程, 由于模板支撐不牢, 或在混凝土未硬化前就拆模, 致使混凝土產生裂縫。
5)因施加預應力產生的裂縫。通常在垂直于預應力的方向上產生拉應力, 使混凝土發(fā)生裂縫。在預應力構件的固定端, 因支點壓應力也會產生裂縫。
2. 2 完工后的裂縫
1) 因溫度變化、干燥收縮產生的裂縫。由于混凝土用水量過大, 或由于構件變形受到約束時, 混凝土雖達到一定的強度, 仍會因水化熱及硬化時的收縮而產生裂縫。
2) 結構裂縫。鋼筋混凝土結構承受荷載后, 在彎矩大的部位可能發(fā)生結構允許出現(xiàn)的裂縫。這種裂縫較細( 一般小于0. 2 mm) 。
3) 超負荷或因混凝土抗拉強度不夠而產生裂縫。
4) 設計不恰當引起的裂縫。當主筋計算出錯, 或加強筋配筋不合適, 使混凝土產生裂縫。
2. 3 對已出現(xiàn)的裂縫, 在進行處理前, 需作如下調查判斷及研究工作。調查裂縫情況主要包括:
1) 裂縫的寬度、深度、長度;
2) 裂縫是否貫通;
3) 有裂抹面層、保護層;
4) 從結構上看, 裂縫是否在到達彈性極限應力的位置;
5) 有無潮氣或漏水( 水質或水壓) 情況;
6) 裂縫內塵土、污泥、油脂等粘附程度;
7) 工程地點的氣象環(huán)境條件。按上述調查結果, 再根據耐久性或防水性判斷是否需要處理。
3 建筑結構加固方法的選擇, 是一個反復權衡, 反復論證的過程
鋼筋混凝土結構加固的方法很多, 常用的有加大截面加固法、外包鋼法,增加支點加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法等等。不同的加固方法適用于不同的加固范圍, 達到不同的加固目的。各種方法都有其各自的特點及適用范圍。在加固設計前,應綜合考慮多種因素,最主要的是根據工程的具體情況和施工條件,選擇其適合的加固方法。下面簡單介紹下最常用的結構加固的方法的特點。
3. 1 加大截面加固法主要特點是加固效果好,施工工藝簡單、經濟,適用于板、梁、柱、基礎、屋架等。其缺點是現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護期較長 ,增大截而有時影響建筑物的外觀和使用功能。
3. 2 外包鋼法對提高構件承載力效果顯著,受力可靠,施上也簡便。適用于截而尺寸不允許加大或需要大幅提高承載力的結構構件,一般用于梁、柱的加固。當用化學漿液外包鋼時,型鋼表而溫度應低于60度,當環(huán)境有腐蝕性介質時,應有可靠的防腐措施。
3. 3 外部粘貼鋼板法優(yōu)點是構件的截面面積和荷載均增加不大,可大幅度提高構件的抗裂性,抑制裂縫開展,提高承載力,且施工周期短,一般用于受彎、受拉構件。該方法對施上和粘接膠的要求均高,且環(huán)境溫度不高于60 度,相對濕度不大于70% ,當環(huán)境有腐蝕性介質時,應采取防護措施。
3. 4 碳纖維加固法碳纖維加固是一種新興的結構加固技術。它是利用結構膠將碳纖維織物(布)粘貼于構件表而,從而達到提高構件承載力的加固方法。其優(yōu)點是高強高效,可充分利用碳纖維材料優(yōu)異的物理力學性能,利用其高強度、高模量的特點來提高構件的承載力和延性,改善其受力性能,同時又不增加構件的自重及體積,便于施上。適用于梁、板、柱的加固。其缺點是對施上及粘接膠的性能要求高,造價稍高。
3. 5 增加支點加固法它是在結構構件中增設支點來減小結構跨度和內力或改變其受力狀態(tài),提高其承載力的一種方法。其優(yōu)點是受力
明確,簡單可靠,適用于梁、板、析架、網架等水平結構的加固。其缺點是有時可能會給使用空間帶來一定限制,影響建筑外觀。
4 工程應用實例: 頤和山莊沿街商住樓(即現(xiàn)名頤和中心)加固改造設計
4. 1工程概況:本工程位于中山市興中道北端,為改續(xù)建工程,原有建筑為商住樓,施工完基礎及部分地下室后停工至今,現(xiàn)甲方擬利用原有基礎,柱網,抗震墻,在其上續(xù)建為商場、辦公、酒店、會所的大型商業(yè)綜合體。根據原有柱網布置以及新設計的功能劃分為主樓和會所,主樓地下一層為車庫,地上十五層為商業(yè)及寫字樓,建筑主體高56.35米,會所首層為車庫,地上五層為餐廳及會所,建筑主體高24米。
該工程地下室和部分首層施工后于1997年10月停建至今,由于建筑功能和結構布置的改變,必須對已完成結構(墻柱和基礎)進行改造加固。另外,由于原地下室頂板及部分樓面經風雨長期侵蝕,也必須進行滿足結構耐久性的修復。 要求加固處理后,確保建筑物在使用年限內的安全可靠,并滿足國家現(xiàn)行設計規(guī)范、規(guī)程的要求。
4. 2分析建筑物需加固部位
根據甲方提供的原結構安全性鑒定報告和原設計圖紙,在加固設計前對原結構進行大量的踏勘和調查,經分析,影響結構安全性的主要問題如下:
1)部分框架柱軸壓比超限
2)部分框架柱配筋,箍筋不足;
3)部分框架梁配筋不足;
4)經檢測部分框架柱,框架梁強度實測值過低。
4. 3確定加固設計原則和加固方法
1)對軸壓比超限的框架柱采用加大截面或粘貼型鋼的方法進行加固。如圖一:
2) 對框架柱縱筋,箍筋不足的框架柱采用粘貼型鋼或包碳纖維箍的的方法進行加固。
3)對配筋不足的框架梁采用加大截面或粘貼鋼板的方法進行加固。如圖二:
4)對混凝土強度實測值低于C20的結構構件采用高強復合砂漿鋼筋網的方法進行加固。
4. 4加固效果
該加固工程目前已使用將近三年時間,經多次觀測,該工程加固工程效果良好,表明通過本文提供的加固方法達到了對建筑物進行安全可靠加固的目的。
篇8
做好前期的設計和準備工作后,進入正規(guī)的實施階段,工程實施中也要有很多的注意點,要掌握技術要點和施工方法。(1)對原有舊鋼結構考察、取樣、實驗、評定,這些工作看起來簡單,其實非常的重要,所以這個工作一定要認真的對待,盡量做的細致一些。而且必須要有專業(yè)的實驗室對原舊鋼結構以及加固用的新鋼材進行取樣實驗,出具權威評定報告,明確出符合條件的原料、需采購新鋼材、焊條規(guī)格型號(或螺栓)、焊接連接工藝的技術。(2)對原舊鋼結構進行噴砂除銹、清除表面覆蓋的所有腐蝕的氧化層及渣物,然后根據這些鋼結構的使用年限和損毀程度,與設計一起研究,通過一系列專業(yè)的計算和討論,確定實用可靠的處理、加固、改造方案。(3)原有舊鋼結構只要生銹或者有一定的殘渣等就會逐漸的被破壞下去,所以一定要將鋼銹、表面覆蓋的腐蝕氧化層及渣物徹底清除,用空壓機連接專用的噴砂除銹機來進行徹底的清除工作,個別腐蝕嚴重的部位要提高警惕,必要的話可以投入相應的勞動力,人工用鋼鑿、榔頭、砂輪機來進行鑿、磨工作。噴砂除銹的砂子采用中細黃砂,一定要提前曬干。
篇9
Keywords: building structure; Strengthening plan; Optimization design
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一、建筑工程加固概述
自從人類有建筑以來,就出現(xiàn)了結構加固這個傳統(tǒng)行業(yè),但在過去,人們習慣于把加固和維修完全等同,因而技術水平提高不快,沒有形成一門科學近十余年來,結構鑒定和加固改造技術在我國得以迅速發(fā)展并已初具規(guī)模,其作為一門新的學科正在逐漸形成。
已有建筑物的加固較新建建筑物復雜,它不僅受到己有建筑物原有條件的種種限制。而且這些建筑物往往還存在著各種各樣的問題。這些問題的起因往往錯綜復雜,有的無案可查有的則相當隱蔽。另外,已有建筑物所采用的材料因年代不同,經常與現(xiàn)狀相差較大。一般情況下,在確定已有建筑物加固方案時,應周密考慮,嚴格遵循工作程序和加固原則。
二、改進層次分析法的基本原理
層次分析法是通過分析問題、建立層次分析模型、構造判斷矩陣、層次單排序和層次總排序等步驟來計算各層次評價指標的相對權重以及各層次評價指標對總目標的組合權重,從而得出不同方案的綜合評價排序。
加固方案的設計一般可以分為①方案構思階段②方案初步設計階段③方案詳細設計階段,傳統(tǒng)的層次分析法一般將方案的評價和比選放在③階段之后。而筆者認為可以將層次分析法的幾個步驟分開來,依次介入方案設計的三個階段:在方案設計的①階段可以進行評價指標的初選,并將初選結果反饋給方案設計者。在方案設計的②階段,根據設計的情況最終確定指標構成,然后由專家確定各指標的權重,并將結果反饋給方案設計者。在方案設計的③階段,獲取各備選方案的詳細信息,對各個方案的各項指標進行評價,確定評價值。最后由評價值和指標權重綜合得到各備選方案的綜合價值系數。
三、工程實例
某建筑結構加固工程有三個方案進行綜合優(yōu)選。方案一采用加大截面加固法,其優(yōu)點是總價最低,直接加固費用較少,施工工藝好,進度適中,有一定的優(yōu)惠條件。但是維護費用高,檢測鑒定及加固設計工作一般,人員素質及設備狀況一般,對使用功能無大影響;方案二采用外包鋼加固法,其優(yōu)點是人員素質良好,設備先進。但維護費用偏高,總價居中,直接加固費用與方案一差不多,施工管理一般,對使用功能無影響。方案三采用碳纖維加固法,其特點總價最高,但維護費用最低。施工進度合理,注重環(huán)境藝術,人員素質及設備狀況一般、施工對使用功能有一定影響。三個方案各有優(yōu)缺點,試對其進行綜合評價,從中優(yōu)選一個方案。
3.1評價指標體系的確定
對于施工方案的選擇,不同的決策者會根據企業(yè)的設備情況、資源以及自己的偏好等因素得出不同的結果。因而施工方案多目標評價決策指標體系要盡可能涵蓋施工方案多目標評價決策中的各種因素。然而.施工方案設計是一個創(chuàng)造性的過程,粗略地可以分為方案構思、初步設計、詳細設計三個階段,不同的設計階段設計評價有不同的特點,對評價指標也有不同的要求;另外,隨著各種新材料、新設備、新技術和新工藝的應用,使得這些評價指標本身也在不斷變化。所以一個固定的、不能進行修改.、調整的評價指標體系,將不能滿足施工方案多目標評價決策的要求。因此本文構建了動態(tài)的評價決策指標體系框架,用以動態(tài)地、全面地建立包括影響施工方案多目標評價決策的各種因素。
該指標體系框架具有以下幾個特點:
(1)動態(tài)性。方案評價者可以根據實際需要增加、刪除、修改、重命名指標體系中的每一個指標(除目標層),并且能進行保存,便于下次調用。
(2)靈活性。該指標體系框架結構靈活,具有可擴展性。
(3)層次性。該指標體系中每一個指標都可以由若干個子指標構成,這樣可以盡可能全面地描述某項評價指標的復雜內容。考慮到指標體系越復雜,進行評價決策的難度更大,可操作性差,因而在本系統(tǒng)中,限定了最大層次數為3層。
(4)唯一性。該評價指標體系中的評價指標都具有唯一性,即指標體系中任一被編輯的指標都不允許重復出現(xiàn)在同一個評價指標方案中。評價指標體系體現(xiàn)了方案評價者的意圖和實際需求。如果評價準則發(fā)生變化,則衡量方案的性能指標體系所做出的評價結果也將隨著發(fā)生改變。指標體系通常是通過層次分解的方法,首先確定總目標,然后將其分解為各個性能指標,性能指標還可再劃分為子指標,逐層細分。其結構實際上反映了滿足功能需求的評價準則與達到評價準則的解決方案之間的一種映射關系。從前面介紹的施工方案多目標評價決策指標體系的建立原則可知,各個設計準則之間的相關性應盡量小,即準則之間應具有一定的獨立性。
3.2建立評價層次結構模型
1、確定總目標
以“選擇最優(yōu)加固方案”為目標層A。
2、根據對該結構工程加固方案的細分,確定三種方案作為實施方案層P,具體方案如下:
(1)加大截面加固法
(2)外包鋼加固法
(3)碳纖維加固法
3、建立準則層
建立評判指標體系時,不是從具體的影響因素出發(fā),而是以評判標準為出發(fā)點,先建立一級評判標準,再把一級評判標準進行細分,建立相應的二級評判標準,其指標輸入值是專家綜合打分的結果。在改進的層次評判法中,首先根據評判目標A(最佳加固方案)建立一級評判指標:工程進度、工程造價、安全與質量和施工因素;在各一級評判指標的基礎上建立相應的二級指標。
3.3確定指標權重向量
在最終確定指標構成以后,就要確定各指標的權重。在這里采用了改進的權重確定方法:首先由專家們對指標進行層次單排序,得到排序值,然后,結合排序結果進行指標間的兩兩比較,并用指數指標賦值。經過對賦值的整理和計算就得到指標相對權重。要說明的是,以上做法僅針對定性指標。定量指標不設定相對權重(分目標層出外)。得到每一位專家的意見后,對全部專家的結果再此歸一化。
四、結論
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1、結構加固的技術及方法分析
1.1 加固方案具有良好的施工性
加固方案和施工在進行結構施工時顯得尤為重要,根據不同建筑物的情況制定不同的施工方案和方法對建筑物進行加固。是否具有施工作業(yè)的可行性是加固工程的必要條件,阻礙建筑結構加固的一個重要因素是沒有良好的施工性。某些施工方法雖然理論是具有解決問題的能力,但是施工難度較大,造成勞動力使用量大、安全性低以及工期較長,使得加固質量受到了影響。
1.2 加固工程和加固方法
間接加固和直接加固是的兩種類型,我們實際中根據使用要求以及實際條件,采用合理的技術和方法。我們應該根據實際工程條件,進行方案的比選進行加固方法的選用,同時我們也要考慮技術的可靠性和經濟的合理性。對于構件加固和體系加固同時存在的情況,我們首先應該考慮體系,然后考慮構件。針對不同的構件進行加固是,我們首先考慮的是重要的結構和關鍵的構件。對于單一方法有效性不穩(wěn)定時,我們采用綜合法。
介紹加大截面加固法。受彎構件的受壓區(qū)增加現(xiàn)澆層,這樣可以擴大受壓區(qū)的截面尺寸,層架截面的高度,從而增大結構斜截面的抗剪能力、正截面的抗彎能力以及整個截面的剛度,對結構起到了補強加固的作用。鋼筋強度和面積的加大提高了混凝土構件正截面的承載力,其前提是在適筋的范圍內。有效提高正截面的抗彎能力可以增大主筋的面積,條件是原構件截面配筋不高。通過在受拉去的截面增加現(xiàn)澆混凝土圍套課增加截面。為了提高構件的承載力以及改善使用性能,我們可以通過原構件和新加部分共同協(xié)調工作。次加固法具有成熟的設計和施工經驗,同時工具簡單、適應性強,可以用于一般構造物包括板、柱、墻的混凝土加固,缺點是具有長時間的濕水作業(yè),對生活和生產有負面影響,并且對建筑物的凈空有影響。
置換混凝土和預應力加固。此種方法和加大截面法的優(yōu)點是一樣的,相對優(yōu)點是對凈空的影響較小,缺點是同樣存在較長的濕作業(yè)時間,在有嚴重缺陷以及受壓區(qū)混凝土強度低的梁、柱等的適用。在新增外部荷載以及預應力的共同作用下,預應力水平拉桿內會產生軸的拉力,通過桿端的錨固偏心傳遞到構件上,此時偏心受壓作用在桿件中,緩解并控制了構件裂縫的發(fā)展,同時提高了斜截面的抗剪承載力。
運用外粘型鋼進行加固。在用外粘型鋼進行加固的條件下,在梁截面的四隅貼角鋼,在梁的受壓區(qū)有樓板或是翼板是,用鋼板替代梁頂面的兩隅。使用粘貼鋼板加固方面計算斜截面以及正截面的承載力,在計算時用角鋼的截面面積額代替鋼板截面的面積。
采用粘貼纖維復合材加固的方法。為達到加強加固改善受力情況,我們利用膠結材料將纖維復合片粘貼于構件的表面,纖維復合物理材料的優(yōu)點:具有耐久性和耐腐蝕性;強度高,其為鋼材的十幾倍;化學性質比較穩(wěn)定,不會與鹽堿等化學物質發(fā)生化學反應。
2、工程加固設計的必要性
2.1 現(xiàn)實需求
由于現(xiàn)實需要,建筑設計人員在熟練掌握新建筑的結構設計基礎上,對房屋的改造好加固設計工作也要掌握。現(xiàn)實生產中很多方面造成加固的必要性,有些建筑為了增加使用面積,在原有的基礎上進行加層;被迫與相關規(guī)定,樓層的周邊凹凸部分進行補平改造;抗震要求進行加固;遭受超載,火災以及不均勻沉降等相關原因要進行加固等。
2.2 鑒定及檢測的必要性
為了保證建筑結構的耐久性、安全性和適用性的要求,鑒定和檢測是改造前必須進行的一項工作,同時,對其可靠性做出合理的評價。檢測過程中,我們要根據具體的特點和情況對重點內容進行檢測,鋼筋配筋、混凝土碳化深度混凝土強度等級等是著重檢驗構件。
2.3 建筑結構的改造、加層加固設計必要性
首先,既有建筑物進行改造加固設計實施后,安全性和耐久性的責任有承擔此任務的實際單位承擔,未參與改造的原單位不為此負責,所以研究單位和設計單位承擔改造加固設計。
其次,要與施工單位進行配合,施工單位的水平以及經驗,有助于確定更加有效的實施方案。如果在設計時并不能確定施工的單位,開工之前應該針對設計中結構的是施工要求以及做法與施工單位進行討論以及交底,同時必要時對施工方案進行修改設計,保證工程最低造價和質量。
3、施工實施中的技術要點及施工方法
首先,對原來的鋼結構進行取樣、考察、實驗的工作一定要認真落實,有專業(yè)權威的實驗室對原來的鋼材就行取樣實驗,做出具體的報告,從而確定所需要的新鋼材的焊條規(guī)格型號和材質等。
其次,對現(xiàn)場原來的就鋼就行清除表面所存在的氧化層,并對鋼結構進行噴砂除銹,完成后確定使用可靠地改造、處理以及加固方案。
最后,對于腐蝕氧化層以及渣物的清理要徹底,使用專業(yè)的空壓機連接專用的噴砂除銹機進行處理,對于腐蝕嚴重的部分,可以使用榔頭等進行處理。曬干噴砂除銹機中的細黃沙,在施工時要做好施工人員的防護工作,同時搭設環(huán)境保護設施。
4、總結
總而言之,建筑結構的加固是建筑工程的一項十分重要的環(huán)節(jié),我們應該從源頭上抓起,提高工程技術水平,加強工程管理水平,除此之外,我們要掌握加固方法、設計及施工技術等方面的知識。受作者水平所限,針對文章中的不足之處,希望同行之間相互指正,我們會吸收各個方面的批評意見,保持著積極向上的科研態(tài)度,為我國建筑結構加固方面做出自己最大的貢獻。
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篇11
當前的房屋建筑結構的設計和施工質量,直接決定了房屋建筑工程的整體穩(wěn)定性和耐久性。我國當前的房屋建筑工程中,老舊混凝土結構開始出現(xiàn)諸多問題,嚴重威脅了房屋建筑結構的穩(wěn)定性與安全性,如不能及時采取處理措施,勢必嚴重影響居住者人身安全,因此,采用合理的混凝土結構加固技術至關重要。
2建筑工程中的混凝土結構加固設計
2.1基本原則
建筑施工中,通常需要綜合運用多種科學技術,而混凝土結構加固技術的運用就是其中之一,在結合大量先進技術、材料、施工方法的情況下,有效提高了混凝土加固的實際效果,提高了工程建設的經濟效益。在設計混凝土加固工程時,也需要綜合考慮相關的技術指標、經濟指標等因素,從而確保工程設計能夠具備相應的科學性與先進性。在實施混凝土加固時,通常選用強度相較于加固對象更高的混凝土材料,并注意做好加固結構、加固對象連結等細節(jié)施工,保證加固件與加固對象能夠維持協(xié)調的運作,從而維護建筑結構整體上的一致性。如果將混凝土結構加固技術應用于由于高低溫、化學反應、機械震動等因素所造成的建筑結構破損問題,應當結合破損的實際原因,選擇相應的處理方法,以減輕甚至消除破損原因,達到提高建筑結構安全穩(wěn)定性的效果。衡量一項工程活動整體質量的重要指標之一,在于其經濟效益的評價,在實際的工作中,混凝土加固施工應當盡可能避免影響到原建筑的正常使用,從而減少加固施工可能對原建筑帶來的負面影響,因此建議盡可能以原本建筑條件為基礎,降低加固施工的成本。
2.2常見建筑結構加固方法的缺陷
直接加固法缺陷直接加固法中有置換混凝土加固法,這一方法的使用不會影響到建筑物凈空,但施工需要花費非常多的時間,將嚴重影響到混凝土強度,并使梁、柱混凝土承重加大,影響建筑結構穩(wěn)定性;還有一種大截面加固法,這一施工方法現(xiàn)場濕性作業(yè)時間長,影響到正常生產與生活,還會使凈空減少;粘結外包型鋼加固法現(xiàn)場需要使用大量鋼筋,需要將混凝土結構強度增大,加固效果與膠黏工藝水平相關,在濕度環(huán)境下會使構件出現(xiàn)彎曲或者變形;黏貼纖維增強塑料加固法的使用需要設置防火層,不適合應用在所有的建筑構件中;繞絲法的不足與截面法相似,需要對構件施加較大約束力;錨固法需要對構件混凝土承重改造。
3房建結構新型加固技術
3.1間接加固技術
間接加固技術,通常是根據房屋建筑工程實際的受力情況,合理選擇的加固技術。如果混凝土構件出現(xiàn)受力不均的情況,將會破壞房屋的結構,必須采取相應的調整措施,進行房屋結構的加固設計,例如,通過對受彎混凝土構件采取預應力加固的方法,有效限制外荷載可能對混凝土構件造成的損壞,從而達到防止荷載過大致使房屋結構破壞的目的;或者通過降低外荷載效應的方式,提高混凝土結構本身的抗彎能力。間接加固法中,最為常用的是預應力水平拉桿加固技術,其主要是在混凝土結構上施加預應力,以改善工程混凝土結構抗裂性能,限制裂縫寬度、長度,進而改善混凝土構件的施加預應力,延長房屋結構的使用壽命。另外,預應力拉桿加固技術也是常用的間接加固技術之一,在房屋建筑混凝土結構加固中的應用通常采用臥式組裝,該種方式具有很強的抗壓性和穩(wěn)定性。
3.2直接加固技術
3.2.1增大截面加固法
當混凝土材料處于三向應力狀態(tài)時,三向應變將受到約束,進而將混凝與承載力增強;當側向壓力增大時,約束混凝土構件也會出現(xiàn)橫向變形的增大,促使結構承載力增大。按照三向受力原理,新、舊混凝土結合構件將共同受力,使構件剛度與強度增大,進而使整體承載力增強。這種加固方法優(yōu)勢是能夠在構件外表面增加一個鋼筋混凝土套箍層,進而將原來的混凝土強度與延伸性增強,提升混凝土抗壓性能。
3.2.2外貼型鋼加固法
外貼型鋼加固法具有現(xiàn)場工作量少、受力穩(wěn)固、工期短的特點,能夠對原有構件除銹以后應用,濕性作業(yè)減少,構件在加固后的1d時間內都可以應用;外貼鋼技術受環(huán)境與截面面積影響,能夠將剛度與承載力提高,并且使用成本較低。黏貼過程中對粘結強度與彈性模量有較高要求,如果周圍環(huán)境有腐蝕介質時需要使用可靠的耐久性防護措施。
3.2.3黏貼碳纖維復合材料加固法
使用碳纖維復合材料加強混凝土構件穩(wěn)定性能使新、舊構件后期強度增大,并提升加固速度,加固以后的結構構件會有更高耐腐蝕性與耐久性,對結構影響小,幾乎不會使截面面積增加,耐久性良好,大大提升結構構件受力性能。碳纖維加固技術使用的越來越多已經漸漸取代了粘鋼加固技術,鑒于碳纖維彈性模量低,一般在220GPa左右,高彈性模量在340~560GPa之間,將碳纖維復合材料外貼會使構件加固效果提升.
3.3鋼絲網砂漿加固技術
鋼絲網砂漿加固技術優(yōu)勢在于自身含有較高鋼材與復合水泥砂漿,并且砂漿具有較強的分散性。研究證明,當鋼絲網水泥砂漿含鋼量達到300kg/m3時,會比普通的水泥砂漿更容易增強砂漿特性。鋼絲網砂漿加固使用的材料彈性好、抗拉強度大、抗?jié)B性與抗裂性好。在實際工程中使用普通鋼筋混凝土構件容易出現(xiàn)開裂、斷裂等問題,并使預應力構件自重降低,延性較弱。而使用鋼絲網水泥復合砂漿則能增強混凝土構件的整體承載力,增強結構穩(wěn)定性。
3.4注漿加固法
注漿加固法主要針對的是混凝土結構物開裂問題,原理是利用環(huán)氧樹脂粘合劑或密封劑,實施加固修補,以不影響實際生產為基本前提,盡可能達到預期的強度要求,從而延長結構使用壽命,效果安全可靠。這種方法主要有以下特點:①灌漿時應延續(xù)且慢速,保證樹脂盡量都注入開縫的部位;②這種方法可控制注入量,在需要時也能及時增加灌漿料;③可以依據注入的需要、開裂的大小調整注漿壓力;④能直接用肉眼觀察到注入的情況以及注入量。這種方法主要適用于隧道、橋梁等混凝土結構建筑物的開裂修補上。
4建筑混凝土結構加固工程實例分析
4.1工程概況
某高校體育場占地面積約為11562.2m2,附屬建筑面積達4532.72m2,建筑耐火等級為2級,建筑使用年限為40年,結構類型為框架式結構,抗震度為Ⅶ度,其結構布置如圖1所示。鑒于設計出現(xiàn)變更,原有結構的穩(wěn)定度與鋼筋混凝土承載力不能滿足標準。該工程需加固鋼筋混凝土柱,高為8.2m,另有一根長度在11.2m的鋼筋混凝土框架柱,如圖2所示。
4.2混凝土結構加固設計
工程使用了外貼鋼加固法,在混凝土構件外貼一層型鋼,與原有混凝土構件一起工作,受力整體均勻,進而將建筑結構的抗彎性能與抗剪性能增加。在使用外貼鋼加固法以后,使混凝土構件剛度與承載力明顯增強,減少了配筋量,使用膠黏劑與黏貼工藝,增強了黏貼穩(wěn)固性。本工程是一個看臺結構,使用兩個柱作為加固構件,使用外貼型鋼將構件加固,造價低廉,高分子材料使用比套箍加固法少。此外,本工程還使用了套箍加固技術,將原有鋼筋量輸入,使用PKPM軟件對參數分析,加固原配筋面積為3562.2mm2,在不改變截面面積情況下需要加固的配筋面積為1230.63mm2,使用套箍加固技術間距控制在120,考慮到厚度,需要在原有截面面積上增加配筋量。使用PKPM軟件中混凝土構件加固設計軟件,對混凝土構件進行驗算。取中間纖維的設計拉應變取值;縱向受鋼筋極限設置為0.02,單層纖維厚度為10mm直徑。使用不同加固軟件對套箍加固技術進行分析。
5結語
房屋建筑工程中,混凝土結構屬于基本骨架,因此其穩(wěn)固性將直接關系到整個建筑的堅固。在進行房屋混凝土結構設計的過程中,應當注意切實加強整個設計過程中各個設計環(huán)節(jié),嚴格按照相應設計文件開展施工,充分保證房屋建筑的施工質量水平,滿足房屋建筑建設的相應功能。
作者:劉笛 單位:中機中聯(lián)工程有限公司
參考文獻:
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1建筑框架結構的應用范圍和特點
框架結構可以設計成無鉸框架、超靜定的雙鉸框架或靜定的三鉸框架。混凝土框架結構可適用于辦公樓、學校和民用住宅等;鋼結構框架可以用于特殊用途的建筑物、多層工業(yè)廠房和跨度較大的公共建筑,如輕工業(yè)車間、造船廠、火車站、商場、劇場等。框架結構建筑具有很多優(yōu)點,自重較輕、空間可以靈活分割,節(jié)省建筑材料;可以比較靈活的配合建筑的平面布置,便于安排較大的建筑空間結構;框架結構中使用的柱、梁等構件易于定型化和標準化,縮短建筑施工工期;現(xiàn)澆混凝土框架結構的剛度較強,整體性較好,合理的框架結構設計能起到良好的抗震作用,能根據設計需要將柱或梁的截面澆注成各種形狀
2建筑框架結構的設計要求和原則
2.1建筑框架結構設計時應當滿足以下要求
(1)梁和柱的截面尺寸
框架結構中梁的截面寬度應≥200mm,截面的寬高比應≤4,截面的高與凈跨比應≥4;柱的截面寬度和高度應≥300mm,圓柱的直徑應≥350mm。
(2)梁和柱的鋼筋配置
梁端縱向受拉鋼筋的配筋率應≤2.5%,一級梁端截面的頂面和底面縱向鋼筋配筋量的比值應≥0.5,二級或三級應≥0.3。梁端加密區(qū)的箍筋肢距一般≤200mm,二級和三級箍筋肢距應≤250mm,四級箍筋肢距應≤300mm。柱端縱向受拉鋼筋的配筋率應≥0.2%,二級框架結構中柱的箍筋直徑應≥10mm,箍筋肢距應≤200mm。三級框架結構中柱的箍筋直徑應為6mm,四級框架結構中柱的箍筋直徑應≥8mm。如果剪跨比和支柱比不大于2,箍筋間距應≤100mm。
2.2建筑框架結構的設計時應當遵循以下原則
為了起到良好的抗震效果,建筑框架結構可以設計成雙向的梁柱體系,采用剛接連接;大跨度的陽臺或雨篷等框架結構設計時,應充分考慮梁的抗扭性;出屋面的樓梯間或電梯間不能采用磚混框架結構;電梯井壁的框架結構以粘土磚砌筑為宜,不能使用磚墻承重的框架結構;電梯井處的柱可做成L型,或將柱外移,柱構件不能向電梯井處伸出。
2.3在進行設計時需要考慮的情況大致有以下幾點:
(1)房屋在建造時采用什么樣的構造以及其設計的整體造型應該如何;建造房屋的用途,比如是用于學校,用于辦公,用于商場、超市還是其他情況等等;建造的房屋可以投入使用的年份是多少,什么時候開始維修;房屋所處的地理位置,如是否處于地震多發(fā)區(qū),是否處于洪澇多發(fā)區(qū)等,根據這些情況需要對房屋進行加固設計;而所需要的材料應該用多大密度,房屋的堅固程度,等等這一系列的需要從結構上進行規(guī)劃的問題要在這一階段進行嚴密的分析,尋找到具體的解決方案。
(2)在設計房屋時,房屋設計需要多少的高度;各類管道的安裝和線路的安裝應該采用何種方式;房屋所能承受的重量;建造的地基堅固度和高度;是否會由于地表或地下其他一些因素影響房屋建造等的情況都要在地基建造之前考慮清楚。
(3)對于鋼筋和混凝土的要求。鋼筋要根據國家標準對于不同的建筑采用不同密度的鋼筋,充分考慮到建筑物的堅固耐用程度。而混凝土則要根據地域和地理環(huán)境的不同在設計和具體施工的過程中對于混凝土的抗壓能力,防水能力,堅固程度等等進行分門別類的進行選擇,以求建筑物的穩(wěn)固耐用達到國家規(guī)定的同時能夠符合人們的使用水平和要求。
(4)在設計建筑物時,火災也要在考慮范圍內。盡量避免使用易于燃燒的材料,提高房屋的耐水性、抗壓性的同時也要注意房屋的耐火程度。
(5)設計中,還要對開工建造后的具體實施階段提出一定的注意情況。比如某些材料應該如何應用,結構中應該如何進行各個工隊之間的建造的先后順序及他們的配合等等。
(6)在設計過程中,任何設計都要留有一定的余地,避免突發(fā)狀況的發(fā)生。
3提高建筑框架結構加固設計水平的技術策略
加固設計方法可以有很多種。其中包括對于混凝土進行加工,對房屋的砌體結構進行加固改造,對所用的鋼料進行加固等方面。一般來說,加固的途徑有以下幾種:
3.1基礎平面圖和詳圖的設計
地基較軟或不均勻的建筑適合選用柱下條基。如果節(jié)點基礎下有枯井或防空洞時,可以使用較大的厚板跨過。混凝土的節(jié)點基礎下應當做墊層,如果基礎下有防水層,應充分考慮防水層的厚度。如果建筑物的地下室外墻是混凝土,對應樓層的基礎梁可以取消。沉降縫兩側的墻體基礎必須分開,地面以下的伸縮縫和抗震縫等不能設縫,應加強與地面的連接。如果新建的建筑物周圍有建好基礎,建筑物的基礎應當淺于周圍建好基礎。基礎之間的凈距離應當大于兩者高差的1.5倍或2倍。
3.2梁詳圖的設計
如果梁上有挑梁端部或次梁處,應當在梁上附加吊筋和箍筋,優(yōu)先考慮附加箍筋。梁上的水箱和小柱下,不用加附加箍筋,在結構設計的總說明處畫對應的節(jié)點。當建筑物的外部梁之間跨度較小是,各個梁高應相等。當建筑梁底與外窗頂部距離較小時,應當將梁高加大至外窗頂部。建筑外部框架的梁外皮應與柱外皮平行,柱與梁之間的偏心應當大于柱寬的1/4,小于柱寬的1/3。
3.3柱詳圖的設計
如果建筑框架地上結構為圓柱,低下結構應改為方柱,便于施工。圓柱的縱筋數量應多于8根,箍筋采用螺旋箍,并在柱詳圖中標明柱端部的水平段。方柱的箍筋應選擇井字箍,并按照嚴格的規(guī)范要求加密。幼兒園內不能用方柱,防止方柱對兒童造成身體傷害。對于異型柱結構,一排梁縱筋的根數不應過多,柱端部的縱筋不能過密,避免節(jié)點處混凝土澆筑出現(xiàn)困難。柱構件應盡量選擇強度較高的混凝土,減少斷面處的尺寸。
3.4可以添加鋼料進行加工。
這種方法就是指在設計的過程中,為了達到加固房屋的目的,對于某些部分的鋼料使用或者對于整棟房屋在建造過程中的鋼料使用預算增加。或者也可以通過將某些部分用鋼料代替,如將鉸鏈接換成用鋼鏈接,或者改變材料原有的長度、寬度、增加受力面等,提高房屋的承載能力和承載水平。
3.5可以加大所使用的物理截面。
如通過對于建筑條件和建筑材料的考慮,使所應用的材料在可加固的范圍內應該盡量符合所處的地理環(huán)境和地質條件,同時在充分考慮材料的性能等的方面入手,在可利用的范圍內對材料進行焊接和其他加工,加大受力面積,同時避免材料在使用過程中出現(xiàn)的變形情況。
3.6提高設計人員專業(yè)素質
建筑框架結構設計人員應當結合建筑特點和設計要求,不斷提高自身的專業(yè)知識和實踐能力,滿足人們對建筑的要求。嵌固端樓板、嵌固端上下層剛度比和建筑結構抗震縫與嵌固端位置之間的協(xié)調性等問題,是技術人員和設計人員工作的難點,設計人員設計時應全面考慮各個環(huán)節(jié),以免對日后的施工工作和結構設計造成影響。
4.結構加固類型
加固設計原則上既要滿足結構抗震安全性及正常使用的基本要求,又要在加固改造后盡量不增加或少增加荷載,減少對原結構的損傷,同時滿足造價、工期、施工難度等的合理性。具體到工程,此工程為全建筑框架的結構,地上為6 層,地下 1 層。因為一些其他的原因此工程施工到第四層的時候停工,期間相隔兩年時間,防護措施不到位。現(xiàn)在準備重新開工,業(yè)主提出兩層西南角增設衛(wèi)生間、軸外雨棚板面能放置 4 只 3 匹空調室外柜機。二層局部結構如圖 1。施工之前進行相關檢測發(fā)現(xiàn),混凝土強度基本符合規(guī)范要求,然而在 2 層、3 層結構的部分梁底面出現(xiàn)了 0.5~1mm 間距不等的細小裂紋,結構存在著混凝土震搗不實,有脹模和跑模,還有局部鋼筋外露,有著銹蝕等現(xiàn)象,配筋也沒有嚴格按照規(guī)范要求進行
4.1懸挑梁的加固處理
懸挑梁XL2負載增加,需要加固處理,但加固處理不能采用梁上部的處理方法,因為這會出現(xiàn)超筋的情況。通過進行計算分析,為了改變其受力情況來進行加固,可以采取加腋方法來加固,其中鋼筋要與原梁柱進行錨固處理,最適合的方法就是鉆孔植筋方法,下圖是具體的處理方法及尺寸情況。
4.2柱“爛根”、錯位的加固處理
在框架底層中柱 KZ1 的柱腳(±0.00 米)處堆有部分建筑垃圾及雜質,這個部位的混凝土略顯酥松,還有部分鋼筋外露且出現(xiàn)銹蝕,縱筋不貫通,柱截面還有上下錯位的情況。為了能夠保證施工的便利性及保證加固質量,需進行柱截面的加固。具體措施是先將柱根周圍疏松的混凝土清除掉,在露出主縱筋后配以同原框架柱的鋼筋,之后再澆水濕潤,構件表面無明水情況下,澆筑高出原混凝土一個強度等級的新混凝土。在新澆筑的混凝土中插入接長的鋼筋,柱下端采用化學植筋,上端采用焊接連接,鋼筋的錨固長度要符合規(guī)定的要求。
4.3粘鋼加固處理
在粘鋼的選材方面要選擇 6mm 厚的鋼板,然后采用Q235 鋼板進行加固,再用冀研牌 SKY- I 型粘鋼結構來將鋼板粘結在一起。在用粘鋼加固處理的過程中也需要進行卸荷處理,處理的方法與使用碳纖維加固的工藝相同。在卸荷處理后,也需要對黏貼面的平整度進行修整,避免進一步損壞原結構墻體,開鑿部位必須要用靜力水鉆密布切割,再清除掉表面的污垢和雜質,保證平整。
4.4碳纖維加固處理
對于工程中出現(xiàn)的細小裂紋,則灌縫處理后進行局部粘貼碳纖維布。在采用碳纖維進行加固的時候,一般最常用的材料是進口的 30 型碳纖維材料。膠水也要使用與其相配套的膠,對于碳纖維的要求也有相應的規(guī)定,寬度大概在 100~200mm 之間。為了保證其加固效果,在進行加固處理的時候還需要進行卸荷處理,這就需要借助數顯液壓千斤頂來卸除某些荷載。進行處理過后,還需要對構件的表面進行平整和清潔,有必要將構件表面的污垢以及雜質清除干凈,對于不平整的地方要進行修補或者打磨,使得結構粘貼面能夠保證平整。粘結施工的質量好壞對碳纖維加固的效果有著很直接的影響,其加固處理必須按照一定的流程來進行施工,也就是構件表面處理加固構件卸荷配制粘結劑涂敷結構膠粘貼碳纖維養(yǎng)護固化。
5結語
框架結構設計的加固設計對于提高房屋的抗壓能力和抗震能力很有效果,對于我國南方或者一些地震多發(fā)區(qū)的房屋也十分適用。房屋的堅固度的提升,可以避免人們在遭遇自然災害時,很多人因為房屋不堅固而被砸死、砸傷,同時給救援隊提供更多的救援時間。
6.參考文獻
[1]王锏.論述建筑框架結構設計的有效性問題[J].中國科技縱橫,2011(21):218-219.
篇13
一、鋼結構建筑的概況
鋼結構建筑一種新型的建筑體系有可通房地產業(yè)、建筑業(yè)、冶金業(yè)之間的行業(yè)界線,集合成為一個新的產業(yè)體系,這就是業(yè)內人士普遍看好的鋼結構建筑體系。鋼結構建筑相比傳統(tǒng)的混凝土建筑而言,用鋼板或型鋼替代了鋼筋混凝土,強度更高,抗震性更好。并且由于構件可以工廠化制作,現(xiàn)場安裝。因而大大減少工期,由于鋼材的可重復利用,可以大大減少建筑垃圾,更加綠色環(huán)保。因而被世界各國廣泛采用,應用在工業(yè)建筑和民用建筑中。目前鋼結構建筑在高層建筑上的運用日益成熟,逐漸成為主流的建筑工藝,是未來建筑的發(fā)展方向。其優(yōu)點主要包括以下幾點:
1、大大節(jié)約施工時間,施工不受季節(jié)影響;
2、增大住宅空間使用面積,減少建筑垃圾和環(huán)境污染;
3、建筑材料可重復利用,拉動其他新型建材行業(yè)的發(fā)展;
4、抗震性能好,使用中易于改造、靈活方便,給人帶來舒適感等等;
5、強度高、自重輕,構件安全富裕度稿,降低建筑物造價;
6、符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,低碳、綠色、環(huán)保、節(jié)能燈是國家重點支持的產業(yè)。
7、耐熱但不耐火,需要表面涂裝防火涂料;
8、表面需涂裝防腐涂料,減少或避免腐蝕,提高耐久年限。
二、鋼結構選型與結構布置設計
建設部、國家冶金工業(yè)局聯(lián)合組織建筑用鋼技術協(xié)調組制定《國家建筑鋼結構產業(yè)"十五"計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》。綱要中明確闡述:鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費用省、占地面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等一系列優(yōu)點,此外,鋼結構建筑還具有良好的空間感,可設計成大量開放型辦公室圍繞著空中花園、中央天井加上合理的電梯設計可達到最低的能源消耗。因此鋼結構又是環(huán)保型和節(jié)能型建筑結構。與混凝土結構相比它是環(huán)保型和可再次利用的、易于產業(yè)化的結構,發(fā)達國家在房屋建筑中廣泛采用鋼結構。在鋼結構設計的整個過程中都應該強調的是概念設計,它在結構選型與布置階段尤其重要,對一些難以作出精確性或規(guī)范規(guī)定的情況,可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系,破壞機理,震害,試驗現(xiàn)象和工程經驗所獲得的設計思想,從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施,運用概念設計可以在早期迅速有效地進行構思,比較與選擇,所得結構方案往往都易于計算,概念清晰,定性正確,并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算,同時,它也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。
鋼結構通常是框架、平面架、網架、索膜、輕鋼、塔桅等結構形式,其理論與技術大都成熟,亦有部分難題沒有解決,或沒有簡單適用的設計方法,結構和選形式,方應考慮它們的特點,基本雪壓大的地區(qū),屋面曲線應有利于積雪滑落,而屋面覆蓋跨度較大的建筑中,可選擇構件受拉力為主的懸索結構體系。
結構的布置要根據體系特征、荷載分布情況及性質等綜合考慮。一般說要剛度均勻,力學模型清晰,盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍,使其以最直接的線路傳遞到基礎,柱間抗側支撐的分布應均勻,其形心要盡量靠近側向力(風震)的作用線。否則應考慮結構的扭轉,結構的抗側應有多道防線。框架結構的樓層平面次梁的布置,有時可以調整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁,但是這會使主梁截面加大,減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時會吃不消,此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。
三、建筑鋼結構的加固方式
鋼結構加固的主要方法有:減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當有成熟經驗時,亦可采用其它加固方法。
1、改變結構計算圖形
改變結構計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質和邊界條件,增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結構進行加固的方法。 (1)改變結構計算圖形的一般加固方法為對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固: 如增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算;加設支撐增加結構剛度,或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性;增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩(wěn)定性;在排架結構中重點加強某一列柱的剛度,使之承受大部分水平力,以減輕其它柱列負荷; 在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。
(2)對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固。如改變荷載的分布,例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載;改變端部支承情況,例如變鉸接為剛結;增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續(xù)結構;調整連續(xù)結構的支座位置;將結構變?yōu)閾螚U式結構;施加預應力。
(3)對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固。增設撐桿變桁架為撐桿式結構; 加設預應力拉桿。
2、加大構件截面的加固
采用加大截面加固鋼構件時,所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。
3、連接的加固與加固件的連接
鋼結構連接方法,即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇,應根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件,并考慮結構原有的連接方法確定。
鋼結構加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接,有依據時亦可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當采用焊縫連接時,應采用經評定認可的焊接工藝及連接材料。
4、裂紋的修復與加固
結構因荷載反復作用及材料選擇、構造、制造、施工安裝不當等產生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時,應設法修復。在修復前,必須分析產生裂紋的原因及其影響的嚴重性,有針對性地采取改善結構實際工作或進行加固的措施,對不宜采用修復加固的構件,應予拆除更換。
四、結束語
綜上所述,隨著經濟的發(fā)展,鋼結構在建筑加固工程中的應用日趨廣泛,鋼結構是以鋼材為材料制成受力構件的結構,鋼結構住宅以其能使建筑更富有功能化,預工程化程度高,建設成本降低,自重輕,安裝容易,環(huán)保節(jié)能,抗震性能好等綜合優(yōu)勢而受到各方面的重視。
參考文獻:
[1] 吳耀華,張煜,肖偉,黎文. 廈門國際會展中心大跨懸臂鋼結構設計[J]. 鋼結構. 2000(02)