高层建筑结构加固方法研究 杨涛

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:杨涛
[导读] 摘要:近年来,建筑方案和建筑方式的改变导致建筑功能改变,在受到自然灾害的影响下,高层建筑结构变更提醒我们高层建筑加固已经变为必然选择。
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        摘要:近年来,建筑方案和建筑方式的改变导致建筑功能改变,在受到自然灾害的影响下,高层建筑结构变更提醒我们高层建筑加固已经变为必然选择。下文主要阐述了高层建筑需要加固的主要原因,以及加固的主要方法。
        关键词:建筑结构;加固;方法;改造
        引言
        地震灾害是人类面临的严重自然灾害之一。地震具有可预测性低,突发性强等一系列特点。我国属地震多发国家,近年来汶川、玉树等地震的发生给我国人民造成了巨大的的损失。因此,深入研究工程结构抗震设计理论及方法并将其应用于工程实际已是迫在眉睫。有效的抗震加固方法,能够在一定程度上大大减少地震给人们带来的影响,近年来在国内得到了广泛的应用及研究。本文回顾了结构抗震加固技术的发展历史和现状,总结分析了国内主要抗震加固方法的特点及规律,并针对我国结构抗震加固分析技术的发展趋势提出了相关的建议。
        1高层建筑发展概况
        建筑的结构体系很大程度上限制了结构的发展,为了满足结构安全性和适用性的要求,国内外专家学者不断进行研究,提出了一些新的结构体系,这些结构体系能够适应当今高层建筑的发展趋势,经过理论与实践的结合形成的这一系列结构体系,为以后高层建筑突破新高度提供了理论支撑,为高层建筑的后续发展创造了条件。由于地震的破坏力极大,而目前对于地震的预测能力有限,地震的突发性也给预防带来了较大的困难,容易造成大量的人员伤亡和财产损失。因此,抗震更加成为了紧迫的一个任务,提高建筑的抗震能力也很有必要。所以,从20世纪90年代起,建筑结构的抗震分析和抗震设计也已经成为了各个国家的建筑设计中很重要的一个步骤。特别是我国处于地震多发区,经过了一些地震带来的惨痛教训,高层建筑抗震设计更是在工程设计中不得不重视的重大迫切任务。
        2高层建筑加固的原因
        2.1自然因素
        高层建筑是完全暴露在空气中的,由于恶劣天气等各方面不稳定因素的影响,建筑结构很容易被破坏,太阳的暴晒,酸雨的侵蚀和雷电的击中都很有可能使建筑墙皮脱落或者内部材料受损等。即使不受恶劣天气的影响,木质材料使用在建筑中时间久了也会腐朽。所以我们要根据具体情况具体判断,选择最合适的加固方法。
        2.2人为因素
        基层施工人员素质低下,不能正确看待建筑工作安全与坚固问题是我国高层建筑需要加固的主要原因。即使国家一直在强调“安全第一”的主要思想,仍然会有很大一部分施工人员不以为然。况且我国的建筑工程大多数是以外包为主,必要时还会聘请临时工,这种工程的建设方式导致施工人员的技术参差不齐,他们的文化水平普遍不高,在工作中细节问题处理不好很容易出现工程质量问题。在现实生活中,做好建筑加固工作让人们的生命安全多了一份保障。
        3常用高层建筑结构加固方法
        3.1置换混凝土加固
        这种加固技术是要采用新的混凝土或者是新的加固材料来代替原来的性能较差的混凝土结构构件,这种方法具有和加大截面法类似的优点,但是由于没有改变截面尺寸,加固后也不会影响建筑物的净高,这样不需要增加建筑物的高度也能达到使用舒适度,从而降低了造价。但是这种方法同样存在施工周期长的问题,施工的湿作业时间长。这种方法适用于对受压区的混凝土强度太低达不到使用要求、或者是梁具有缺陷以及柱子等这些混凝土的承重构件进行加固。
        如果建筑物遭受了火灾,柱子的强度下降,导致了建筑物的承载力不足;或者是施工误差造成柱子强度偏低,都要对柱子进行加固。而很显然,增大柱子截面尺寸的方法并不是一个优选方案,而有时候采用对局部的加固就能满足要求的时候,可以优先考虑置换混凝土加固法。


        3.2加大截面加固(外包混凝土加固)
        这种技术是指在原来的混凝土构件的外边,再浇筑一层新的钢筋混凝土,这样就能增大这个构件的截面面积,并且增大它的配筋率,从而提高构件的承载能力和构件的刚度,还可以达到降低柱子长细比的目的。
        但是,这种采用钢筋混凝土加固的技术存在着一些问题。对于钢筋来说存在着锈蚀问题,而混凝土则存在着养护周期长的问题,所以,在一些有特殊要求的工程中,人们在不断地实践中采用了一些新型的材料来避免这些问题,同时,还研发了一些新的加固技术。例如,可以用无收缩的灌浆料来代替混凝土,利用高强钢绞线网-聚合物砂浆加固来代替钢筋混凝土加固。
        3.3外包型钢加固、粘钢加固、粘贴纤维片材加固
        这几种方法都是在建筑结构构件的四周外包或者粘贴某种材料来达到增加构件刚度,提高承载力的目的。它们适用于不宜加大截面尺寸、但是又需要对构件承载力进行提升的情况。出于对构件防腐性能的要求,这几种方法应根据材料的不同选用不同的涂料进行防腐处理。对于粘贴纤维片材进行加固的方法,由于碳纤维片材本身具有轻质高强的优点,故其不需要进行特别的处理就能应用在腐蚀、潮湿的环境中。它几乎不增加材料的自重,而且维护的费用比较低,也比较耐用,但是防火性能比较差。
        3.4预应力加固法与裂缝缝补
        预应力加固法主要是指通过施加一定的预应力,降低整体建筑结构的应力水平。这种加固方法的主要原理是将原建筑结构中的应力转移一部分到撑杆或者拉杆上,最终达到提高整体结构承载能力的目的。裂缝缝补是在混凝土出现裂缝时使用的加固方法,为了防止暴露在空气中的钢筋出现锈蚀,根据裂缝的不同形状和大小用不同的方式进行填补,以恢复其耐用性。
        4抗震加固基本原则
        结构抗震加固的实质是通过改变结构构件的受力途径及结构构件本身,以实现提高结构抗震能力的目标,减轻结构在地震作用下的破坏,以减轻震害作用下的人身及财产的损失。其抗震加固原则主要有如下几条:(1)结构抗震加固必须建立在结构抗震鉴定的基础之上,根据相应的抗震鉴定结果来确定结构抗震加固的方法;(2)在确定结构最终加固方案之前,必须深入调查结构现状,分析结构是否存在局部损伤,若存在局部损伤,则需进行专门的研究,并在结构抗震加固的过程中加以考虑;(3)结构最终抗震加固方案的确定,需与结构的总体变形能力和抗震能力综合协调;(4)在抗震加固的过程中,需根据不同的结构实际情况采用不同的抗震加固方案;(5)楼层的抗震能力在加固完成之后应不小于1.0,同下一楼层的综合抗震能力相比不宜超过其20%,如果出现超过的情况,则应将下一层的综合抗震能力予以提高;(6)在加固完成后,同样应避免产生强梁弱柱、短柱或短梁;(7)加固方案的确定不应该导致结构薄弱层发生转移,如果发生,针对新的薄弱层应采取相应的措施进行处理。
        结语
        高层建筑的发展显示一个国家建筑业的发展水平,也是国家综合技术水平的体现,随着我国建筑实力变得雄厚,高层建筑越来越多屹立在各个城市,但是由于环境和人为等各方面因素的影响,近年来,高层建筑的损坏问题变得越来越严重,为了保证其安全性,减少居民的安全隐患,减少国家资金的损失,高层建筑的加固改造成为建筑过程中的重要环节。为了更好的提高建筑的质量标准,各种加固方法逐一出现,为高层建筑的安全性多了一份保障。
        参考文献:
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        [2]黎伟林.探讨混凝土建筑结构的检测和加固[J].建材发展导向,2011(07).
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