摘要:在改革开放的新时期,经济在快速发展,社会在不断进步,随着城市用地的日益紧张,城市建筑逐渐向着多高层方向发展。多高层建筑施工工序复杂程度较高,存在较大施工难度,在结构设计与加固措施等方面表现得尤其明显。近年来,板柱结构凭借着平面布置灵活性强、施工简单、具有框架结构优势等特点,在多层建筑结构中有着越来越广泛的应用。一般情况下,板柱结构在厂房、仓库与商场等多层建筑中有着较强的适用性。本文就结合具体事例,对建筑板柱结构改造加固设计进行研究与分析。
关键词:建筑;板柱结构;改造设计;加固设计
引言
随着时间的推移,日照雨淋,以及居住人的人为破坏,建设的房屋慢慢地会出现破旧,墙面出现裂口或者是房顶出现裂开的缝隙。为了避免因为这些情况而导致不好的事情发生,这时候就需要对出现以上情况的房屋进行补修,以达到加固的效果。在加固的过程当中,要遵循一个原则,不能改变原有房屋的结构,在面对一些房屋出现一些小问题时,可以采取简单的方法进行修补加固,如果是属于多年未住,问题比较严重的房屋,在加固之前,可以先对房屋出现的问题进行全面的分析,然后制定一个十全十美适合房屋本身的方案。
1建筑结构类型分析
就建筑结构加固工程而言,在设计加固方案期间要对建筑本身的结构进行系统的分析,确保每一类建筑工程都能够被独立区分出来。在实际开展分类工作的过程中,要根据加固类型进行分类,并根据不同建筑结构划定加固等级,确保加固施工能够凸显出对不同建筑结构的针对性。在实际开展建筑结构分类工作的时候,要充分结合建筑图纸,并合理地利用BIM软件,对建筑工程的结构进行系统的分析工作。BIM软件最大的优势在于,工作人员将建筑图纸中的参数输入模型中,可以自动生成立体模型,设计人员可以直接在模型上进行分析和评估工作,更为直观,对建筑结构的分类也更加明确。为了切实保障建筑结构分类工作的质量,设计人员利用软件进行完分类工作之后,还要再次结合建筑设计图纸进行讨论,才能够切实保障整个加固方案的可靠性。为了切实提高设计工作的质量,首先,需要设计人员保证结构设计变量的科学性,以实际参数作为其变量设计标准;其次,在确定目标函数时,应以实际建筑尺寸与钢筋材料面积等参数为基础,通过多方对比实践,降低建筑施工成本;再次,在建筑结构设计过程中,科学的规范管控是必要的。建筑整体的实用性、有效性及安全性等都需要通过科学计算考察得出,这对建筑结构设计而言是不可缺少的质量保障。
2加固方案设计
2.1基础传力
在对桩型进行有效选择之后,需要保证基础传力的有效性,即要保证上部结构增加的荷载能够顺利且有效的传递到新的静压桩之上,以此对基础加固进行有效地保证。一般情况下,基础传力主要存在着两种方式:第一,在原桩承台的周围对新增的桩进行有效的设置,并在此基础之上对原桩承台的面积与厚度进行一定程度的增加,这样一来,上部结构的荷载会通过柱传递到承台之上,再由承台将荷载传递至新设置的桩上;第二,同样是将增加的桩柱设置在承台的周围,同时采用包柱式承台将荷载向新桩进行一定程度的传递。结合工程的实际情况,本工程原基础采用了桩承台,但是并没有基础连梁,基于这一方面的考虑,如果对桩承台的面积与厚度进行增加,便会出现承台底部钢筋难以通长或者承台底部开挖难度增大的情况。由于原基础承台之间缺少基础连梁,其基础的整体性相对较差,因此设计时决定将桩布置在新增的基础梁下方,并在此基础之上将基础梁的纵横全部拉通,这样一来,就可以形成一个类似于无板的桩筏基础。在设计的过程中,尺寸设置为800mm×800mm,基础梁受弯剪较大。
以这种方式进行处理具有诸多优势,主要表现在如下几个方面:①在对新增桩位进行布置的过程中相对简便,且可以对新桩与原桩之间的桩间距进行合理有效的控制;②在这种设计之下,新基础量的宽度要大于加大截面面积后的柱大,因此大部分的梁纵筋均可以顺利通过柱侧,而对于无法通过的少量纵筋,则可以采用植入的方式使其通过;③新基础梁将柱根完全包裹在内,使得基础传力更为科学而合理;④在新增的剪力墙之下不需要再对基础进行另外设置,基础的整体性得到了很大程度上的增强。
2.2注浆加固法
这种加固方法目前是建筑行业使用最为广泛的加固方法。相对其它的加固方法而言,注浆加固法是一种比较成熟的加固方法,它的优点就是能对大型的建筑物进行整体性的加固,一般建筑物处于搭建阶段时,施工队通过对建筑物的模型建构,再利用注浆的方法对建筑物进行整体性的加固,对于建筑物的断层和裂缝,利用注浆加固法可以快速有效的加固,目前注浆加固法唯一的不足点就是需要耗费的时间过长,只有在大型工程上才会使用此类加固法。
2.3截面的加固法
截面技术的加固法因为使用年代比较久,所以这个技术还算是比较成熟的,这个方法的适用范围比较广,但是施工的时候却比较复杂。由于该作业需要湿作业工作,工作量比较大,很浪费时间。这个方法使用的时候需要将混凝土的一边或者是两边加入混凝土,这样可以增大混凝土的截面面积。这时候他的承受力比较大,还需要加入一定量的钢筋。这种方法更适用于比较常见的混凝土建筑。
2.4置换混凝土材料
对于建筑工程内部的各类建筑结构而言,不同结构在建筑当中的承载力会出现一定差异,如果采用同一种混凝土材料,随着时间的推移,承载力较大的建筑结构就容易出现裂纹,进而会对建筑本身的稳定性造成一定的影响。而在原有的施工体系中,基本上没有根据建筑结构的不同,而使用不同的混凝土材料。
2.5柱帽与新增墙的连接设计
在进行工程设计的过程之中,为了对剪力墙纵向钢筋的贯通进行一定程度的保证,需要注意如下几个方面的设计要点:①首先,对剪力墙截面范围之内的原楼板混凝土进行清除处理,但需要保留原先的钢筋,这样一来,就能够对楼板范围之内的剪力墙钢筋贯通施工的便捷性进行一定程度的提高;②其次,柱帽一共分为两个部分,分别为上节与下节,一般情况下,上节的厚度相对较小,但平面尺寸稍大;而下节的厚度相对较大且平面尺寸较小。基于这一情况,为了对结构的安全性与施工的便利性进行保证,需要对柱帽的上节部分进行按板处理,将剪力墙截面范围之内的混凝土进行有效清除,保留原先的钢筋,而下节保持原来状态,禁止将其破坏。这样一来,就可以对大部分剪力墙纵向钢筋的贯通性进行保证。其中,会存在柱帽下节的剪力墙纵向钢筋难以进行有效贯通,但这部分钢筋的数量相对较少。对于剪力墙水平钢筋而言,全都采用植筋锚入柱内,同时需要对柱的截面进行一定程度的增加,以此进行有效的加固。
结语
本文主要结合具体工程对建筑板柱结构改造加固设计进行研究与分析。首先从桩型的确定与基础传力两个方面对加固方案设计进行了一定程度的阐述,然后在此基础之上从柱帽与新增墙的连接、柱帽与新增梁的连接、柱帽与上部加层接长柱的连接以及柱帽自身的加固处理四个方面重点分析了柱帽节点的处理。综上所述,板柱结构凭借着平面布置灵活性强、施工简单、具有框架结构优势等方面的特点在多层建筑结构中有着十分广泛的作用。在实际的设计过程中,应当充分结合实际情况,综合考虑各个方面的影响因素,保证设计的科学性与合理性。实践证明:该改造工程投入使用后,沉降稳定,运行状况良好。
参考文献
[1] 张来龙.建筑板柱结构抗震设计分析[J].中国房地产业,2017,(2):98.
[2] 刘军.板柱结构抗震加固改造设计[J].城市建筑,2016,(6):97.