加固改造房屋的结构设计的措施分析刘琦

发表时间:2020/6/16   来源:《工程管理前沿》2020年3月7期   作者:刘琦
[导读] 随着现代社会的经济快速发展,民用建筑已成为特别建筑。
        摘要:随着现代社会的经济快速发展,民用建筑已成为特别建筑。因为它要被使用几十年或者永远的保留下来,但现在社会发展对建筑产生了新的外观要求。为此,目前建筑工程加固的建筑也在逐渐增多,这次改进不仅改善了房屋户型,有的也对建筑的楼层进行了添加,改善了其使用性能。为了使建筑跟进潮流的现代城市相匹配,实现城市规划和房屋使用的新标准。也有一些建筑是由于长久失修导致房屋质量出现问题需要进行维修或维护使房屋得到相关的性能改造。基于此,本文主要对加固改造房屋的结构设计的措施进行分析探讨。
关键词:房屋;加固;改造;结构设计;措施分析
       
1、前言
        随着当代建筑行业的逐渐发展,建筑行业逐渐兴起。由于建筑工程的增加,建筑的加固改造成了施工过程中的主要技术手段且发挥着重要作用。房屋建筑工程结构加固改造过程涉及的因素较多,施工过程较复杂,通过科学合理的运用加固改造技术,可有效的保证房屋建筑的安全,充分发挥建筑物的使用功能和作用,避免大拆大建带来的巨大浪费,进而达到建筑环保的积极作用。
       
2、加固改造的有效措施
        2.1根基的加固
        房屋的基础加固实施比较困难和复杂。建筑物经过几年的自然降已经达到了沉降的相对稳定,这时在进行加固的时候,肯定会造成原有基础的附近土壤松动,从而影响了新的加固基础的根基稳定状态。基础加固一般有两个方面,一方面是在原有的基础上增添原有基础的横截面积以达到接层以后的抗压力,这种加固方法一般适用于独立型建筑的加固基础。另一方面就是在原有基础的旁边增设基础,在通过构件的相互转换将承载压力传至到各个基础上去,来分担原有建筑的荷载。桩基础经常采用这种加固方式。
        在对建筑的加固基础的过程中,要尽量避免对原有建筑的基础的破坏,这是由于原有基础仍然要受到原有建筑的承载压力。同时也要根据现场的实际情况对结构主体产生的破坏和主体容易滑动的地方采取临时加固的措施。在进行加固过程的设计时应该考虑接层以后新基础的沉降会不会对建筑的主体产生影响,并建议加固基础时采用减小沉降的相关地基处理方法,可以在地基的局部应用换土、压实等办法已达到降低沉降的目的。
        2.2原有构件的加固措施
        建筑的加固结构框架的加固部位大多是指梁和柱。柱不符合承载力的要求,主要是因为柱轴压比不符合规范要求,即横截面积或者是混凝土的标号不符合标准。在建筑的加固过程中主要是对柱的截面积来实现的。一般来说有两种方法,一种是在通过在原来混凝土上面包裹一层混凝土,使它们成为一个整体,以实现柱面积的增加来实现目的。另外一种就是在原有钢筋混凝土的外表面用钢结构进行加固,从而分担原钢筋混凝土的上部压力荷载。加固使用的梁一般不满足承载力的要求,这是由于梁的下部配筋不能满足荷载作用下的要求。而且在加固的过程中和柱的加固方法类似都是在原有混凝土的表面增加混凝土的截面积来增大荷载能力。加固过程也可以运用钢结构对梁进行加固,增强其抗弯抗剪能力。在加固过程中对墙体承载力和抗震构造而加固的一般采用砖混结构加固,砖混结构墙体的质量好坏可以直接影响整个建筑的抗震的是否牢固。
        2.3混凝土结构的加固改造
        当前建筑行业应对混凝土结构进行加工改造的方法主要包括了一下几点,笔者进行了详细地分析。(1)外包钢加固法。该方法的特点在于:将型钢设置在混凝土构件的附件,使其和混凝土协调工作,以提升承载力。主要方式包括了干式、湿式两大类。主要适用于:构件截面加大受限制,需大幅度增加高承载力。

在使用化学灌浆外包钢时需将型钢表面的温度控制在60℃以下,对于具有腐蚀性介质的环境需要制定相应的防护措施。(2)加大截面法。该方法的特点在于,利用不断加大原结构材料的构件截面来提升建筑的承载力。主要适用于普通构建,如:梁、柱、板、墙等。(3)增设支点法。该方法的特点为:通过增加支点数量,实现构件的减少来计算长度和变形,提升承载力。主要分为刚性、弹性支点两种,主要适用于:净空不受限的梁、板、桁架等。(4)预应力加固法。该方法的特点为:结合预应力的钢拉杆及撑杆作用,对原结构实施加固改造,从而将原结构承受的荷载转至加固结构上。主要适用范围:需要提升承载力、刚度、抗裂性,且保证较小的占用空间,在于梁、板、屋架等方面的施工较为常用。(5)绕丝法。该方法的特点为:将钢丝包混凝土构件附近,使其与混凝土协调工作,提升承载力。主要适用于混凝土结构构件斜截面承载力较弱,以及要对受压构件施加横向约束力的条件下。(6)碳纤维织物加固。此方法的特点为:将碳纤维织物粘贴在混凝土表面来提升承载力。主要适用于一般的结构加固改造施工中,其优势在于抗腐蚀、耐潮湿等,但要采取必要的防火处理。在计算碳纤维织物加固混凝土梁正截面承载力时,需要参照平截面假定的混凝土梁受弯基本理论,运用等效钢筋面积法来保证计算结果的有效性,当等效钢筋面积计算结果出来后,可利用钢筋混凝土梁受弯构件的正截面承载力设计公式展开计算。(7)粘贴钢板法。该方法的特点为:将钢板粘贴在混凝土表面来提升承载力。主要适用于:受弯、受拉构件(梁、板)。通常在60℃以上的环境中不采用此方法,若处于腐蚀性介质环境时需要采取一定的防护措施。
        2.4钢结构加固改造
        钢结构加固改造是较为常见的加固方式,其主要分成以下两大类型:(1)加大构件截面。钢梁和钢柱的加固当否能够利用焊接或高强度螺栓连接来完成。对施工条件进行了全面的分析,需要对施工条件、加固构件的应力分布时等要素进行研究,重点分析由于焊接加固引起的残余应力和变形对加系数K(轴心受力的实腹构件:K=0.8;偏心受力和受弯构件以及格构式构件:K=0.9)。(2)转变结构计算简图。这种加固方式是运用添加支撑系统变一榀一榀的排架结构为空间结构;通过添加支撑改变构件长细比来加强稳定及承载能力;将铰接转化成刚接,降低构件计算长度。
       
3、房屋建筑工程结构加固改造施工中注意事项
        在既有建筑改造中,结构加固有重要意义,是延长建筑寿命的重要手段,为保证施工质量,必须要注意以下内容:不同时期和不同属性的建筑物都有着不同特点,在做建筑物设计和规划时要考虑到这些因素;要做好施工准备工作,施工前首先要准备齐全设计及施工图纸等技术资料,然后对房屋建筑结构开展检测工作,要对原有建筑的各项性能指标进行逐一的验算,主要工作内容包括检测材料性能、验算承载力、结构加固的相关计算及验算、结构加固后的建筑的结合构件的刚度与强度验算,逐项检验这些指标后,再依据检测结果进行加固改造的方案设计;这些初步工作结束后,为取得良好的加固效果,要对现场的房屋建筑的钢结构表面开展清理锈蚀工作,根据锈蚀的程度不同,采取机械除锈或手工除锈,通常以机械除锈为主,人工除锈为辅;在开展房屋建筑结构加固施工时,不可盲目的依据原定的方案进行施工,还要边施工边监测,如果发现原定的加固方案不满足实际的需要,要立即采取相关措施,以确保房屋加固改造的施工质量;因为建筑结构加固施工通常高空作业多,所以在施工前要对作业人员进行安全教育和技术交底,作业时施工人员要做好登高安全防护并佩戴安全帽,以防止产生人员伤亡事故。
       
4、结语
        随着经济社会的发展,原有建筑物已经不再满足人们的需求,在原有建筑上进在不破坏外观和本质的前提下进行加固和功能升级,充分保证了建筑物的稳定性,延长了建筑物的使用寿命,满足了人们更好生活需求。
       
参考文献:
[1]四川省建筑科学研究院.混凝土结构加固设计规范:GB50367-2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.
[2]任文良.建筑结构加固改造技术研究[J].山西建筑,2014(19).
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