建筑混凝土结构工程的加固设计策略探析

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年第7期   作者:孙侃
[导读] 目前,混凝土结构仍是应用最广泛的建筑结构形式
        孙侃
        天元建设集团有限公司 山东临沂 276000
        摘要:目前,混凝土结构仍是应用最广泛的建筑结构形式。然而,许多既有建筑的结构和功能已不能满足人们的需求,面临着维修、改造和加固的问题。部分建筑物因建筑质量差、需加层或改变原有用途等原因需要加固。另外,由于现行抗震规范的更新,一些混凝土结构也需要抗震加固。
        关键词:建筑;混凝土结构;加固设计策略
        引言
        目前,在我国建筑业可持续发展的过程中,对混凝土结构的施工技术要求不断提高。混凝土作为建筑的重要组成部分之一,其施工质量直接影响到整个建筑。同时,在工程建设中,混凝土也是一种常见的材料,是最常用的建筑材料。然而,随着社会的不断发展和各方面需求的不断增加,普通混凝土结构已不能满足一些工程实际施工的需要。因此,为了促进工程建设的顺利进行,在工程建设过程中,必须采取合理的措施对混凝土结构进行合理的改进,提高混凝土结构施工的整体质量,有助于建筑业的可持续发展。
        1工程概况
        本文以某地区的老旧商城改造工程项目为例,该建筑项目建立于20世纪90年代初,总建筑面积超过20000m2,主体建筑共计5层,其中地上4层地下1层,每层高度约为3m,建筑总高度超过15m。建筑结构采用典型的混凝土结构,由于建筑从正式投入使用至今已将近30年,仅依靠原有的建筑设计显然已经无法满足现如今的建筑多样化使用功能需求,并且在原建筑结构中因长时间的使用而产生诸多安全隐患。因此业主提出需要对原建筑混凝土结构工程进行加固改造设计。在有效增强建筑结构安全可靠性与坚固度的同时,使得建筑各项使用功能及其应有效用均可以得到充分发挥。
        2混凝土结构加固基本要求
        (1)充分掌握结构的力学特性。混凝土结构加固前,应对原结构进行全面检测,通过计算充分掌握原结构的力学特性。然后,根据试验结果并结合实际需要,对混凝土结构进行配筋设计,尽量避免配筋过程中的失误。(2)混凝土结构配筋材料要求。由于混凝土结构加固对钢筋材料的要求很高,在充分研究钢筋材料的特性和采用的加固方法的基础上,有必要对拟建混凝土结构的钢筋材料进行优化。(3)混凝土结构的结构要求。在加固混凝土结构时,既要注意相关构件的承载力和安全性,又要充分考虑混凝土结构加固部分与原结构结合的合理性和整体协调性。采用的加固方法应符合有关力学原理和规范中有关构造措施的要求。
3建筑混凝土结构工程加固设计策略
        3.1隔墙加固
        在这个建设项目中,由于占地面积小,一些原有的商铺可以摆放的商品非常有限。为了有效利用空间资源和土地资源,一些小商铺需要合并,因此需要拆除一些墙壁。在加固设计过程中,工作人员先搭设满堂脚手架支撑上层,待满堂后再凿墙。在原有楼层,部分现浇混凝土梁标准拆除后,施工人员需注意加强对原有钢筋的保护,防止其在凿毛作业中损坏和断裂。最后在原混凝土柱内直接植入一根新梁主筋,直至混凝土强度达到规定要求后,再逐一拆除楼板临时支撑。针对建筑隔墙等结构构件在施工或前期出现裂缝的情况,工作人员还应迅速采用灌浆技术进行加固。根据压力与否,注浆技术可分为压力注浆和常规注浆两种。对于本建筑工程,当隔墙和其他建筑结构构件的裂缝宽度不超过0.3mm时,工作人员需要使用化学糊。当裂缝宽度达到0.3~1mm时,工人需要使用由水玻璃砂浆和单液水泥浆组成的混合浆液。当隔墙或构件裂缝宽度超过10mm时,工作人员应使用上述砂浆或砂浆将裂缝填实,然后将其抹平。


        3.2原梁加固
        在建筑混凝土结构工程加固设计中,工作人员认真遵循安全、经济、实用的原则,考虑到在旧商场加固改造施工中,现有建筑结构二、三层楼梯间需封闭加板。而为了实现楼板的合理荷载传递,防止板跨超过允许值,相关工作人员设计在两主梁顶部依次加一次梁,并通过植筋将主梁和次梁与主筋连接起来。所有钢筋种植作业完成后,要求工作人员严格按照相关标准要求进行拉拔试验。试验合格后,在新梁、新楼板处同时支模,一次浇筑。楼内原有楼梯间周围的混凝土梁受此影响,很可能难以承受新板厚度的荷载,因此相关工作人员需要对楼内原有梁进行安全加固。在加固建筑混凝土梁时,常用的加固设计方式包括加大截面、外包钢加固等等。本建筑混凝土结构工程中,工作人员通过充分参考施工现场的实际情况,并与原建筑结构特点进行充分考量下,选择在原结构管道周围的混凝土梁加固中运用粘贴碳纤维加固法。该种加固方式主要是运用抗拉强度设计值可以达到1000~2300MPa的高性能碳纤维材料,借助树脂类材料在建筑结构或构件表面上直接牢固粘贴碳纤维,由此构成一种复合材料体CFRP。在与结构或构件相互配合下有效增强其安全稳固性,提升结构构件受力性能。根据相关数据显示,相较于钢材,碳纤维抗拉强度是其5~10倍,其弹性模量可以达到1.4×105~2.3×105MPa,碳纤维应用范围较广,在普通建筑受拉构件以及轴心受压等当中均可以有效应用以达到加固效果。本工程中,工作人员设计采用两层的200g碳纤维布,将其牢固粘贴在原建筑混凝土梁的底部,在其侧面则依照净距离200mm,将一层宽度为200mm的300g碳纤维布牢固粘贴其上,同时将一层宽度为150mm的300g碳纤维压条,直接牢固粘贴在原混凝土梁侧面上部位置处。待粘贴完所有碳纤维布后,工作人员通过均匀地将浸渍树脂涂抹在碳纤维布表面上,而后再将一层粗砂粘贴其上,最后均匀涂抹一层厚度为15mm的纤维砂浆充当防护层即可。针对该建筑的另一根原梁,工作人员则选用加大截面的方式对其进行有效加固。原梁的截面尺寸在250mm×750mm,增加截面后其截面尺寸扩大为250mm×850mm。工作人员采用4根准20的4级钢筋,将其设置在原梁的下口位置处,在其保护层处,则设计使用焊接工艺,在不改变原相邻箍筋间距的情况下,将原箍筋和新增加的箍筋进行牢固焊接。待焊接结束后,需要施工人员及时对截面被加大的新混凝土和旧混凝土的交界面,进行凿毛处理,及时将残留其上的突出、灰尘以及杂物等彻底清除干净。使得新混凝土可以与既有混凝土实现有效结合。最后,要求相关工作人员先均匀将一层高标号水泥浆均匀刷涂在旧混凝土结合面上,再进行混凝土直接浇筑,由此有效达到加固原混凝土梁的效果。
        结语
        混凝土结构的加固方法很多。在实际工程中,在选择加固方法和确定加固施工方案时,应综合考虑结构特点、可靠性鉴定、加固效果、施工方便性和经济性等因素。同时,施工质量也关系到加固结构的安全性能,因此也要加强施工技术和工程质量,严格控制施工质量管理,并按现行有关规范进行施工,确保加固工程质量。建筑工程的稳定发展离不开创新,新时代下, 企业长足发展,不是靠自己单打独斗,要积极学习先进技术,学习先进管理模式,结合本地区实情,将先进技术、模式加以合理运用,才能实行自己长足的发展。在新的时代背景下,可持续发展理念是需要始终坚持的方向。要稳步推进工作进程,协调国家发展方向,把保护生态环境摆在更加突出的位置,确保经济效益和社会效益并举。
        参考文献
        [1]姜文成. 高层建筑中混凝土结构的优化设计研究[J]. 科技与企业, 2013(23):236-236.
        [2]陈琼. 关于建筑钢筋混凝土结构设计的思考[J]. 建筑工程技术与设计, 2014(36).
        [3]沈华, 袁广林. 混凝土结构加固设计专家系统的研究[J]. 工程建设与设计, 2005, 03(3):34-34.
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