房屋建筑结构加固设计及施工技术应用
吴皋
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吴皋,. 房屋建筑结构加固设计及施工技术应用[J]. 中国设计,2023.1. DOI:10.12721/ccn.2023.157171.
摘要:
在建筑业不断发展的背景下,对建筑质量和结构稳定性提出了更高的要求,尤其是在年久失修、材料老化、火灾和地震等因素的影响下,建筑结构极易损坏,引发工程质量问题。如果不及时采取有效措施,将对建筑物的完整性和使用功能产生不利影响,危及人民生命财产安全。做好建筑结构的加固设计和施工,可以及时发现建筑结构的失稳,并科学采用加大截面、预应力、外包钢等方法进行加固处理,在延长建筑使用寿命的基础上,建筑结构稳定性也能得到有力保障。基于此,本文就房屋建筑结构加固设计及施工技术应用进行相关探究。
关键词: ​房屋建筑建筑结构加固设计施工技术技术应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157171
基金资助:

引言

近年来我国建筑业发展迅速,这与国民生活水平的提高密切相关。房屋建筑与人们的日常生活和工作密切相关。房屋建筑中如果出现质量问题,可能会导致严重后果,甚至威胁人民生命财产安全。同时,我国地形复杂,各地区水文地质条件不同,还是一个地震灾害频发的国家,各种不利因素对房屋建筑提出了挑战。房屋建筑可能会受到自然灾害的影响,导致稳定性不足,存在安全隐患。如果建筑工程建造初期存在问题,必然会威胁建筑的正常使用,为此,需要采取有效的加固办法,提高建筑结构的整体稳定性,提高房屋建筑应对不良因素的能力。

1 房屋建筑结构加固的重要性

(1)延长建筑物的使用寿命,建设项目从竣工到使用有一段时间,建筑物的使用寿命与建筑物结构的强度和质量密切相关。如果建筑结构施工中存在不合理的部位,不仅会对建筑的整体质量产生不利影响,还会降低建筑的实际使用寿命。通过对建筑结构的加固设计,及时发现建筑结构的不合理部位,经加固处理后,建筑结构能满足规定的使用要求,延长其实际使用寿命。(2)提高建筑物的耐久性,开展建设工程主要是为了满足人们生产生活的基本使用要求。但是,建筑交付使用后,不可避免地会受到自然环境和人为因素的干扰,对建筑整体质量产生负面影响,建筑结构强度也会呈现下降趋势。此时,建筑结构将得到加固,不仅可以有效地处理结构损坏的问题,还可以提高建筑的耐久性。(3)提高建筑物抗震性能。随着社会经济的不断发展,自然灾害问题越来越严重,尤其是暴雨、地震等极端天气,将对建筑物的整体质量和结构稳定性产生不利影响。当建筑物的抗震性能不能满足新时期建筑施工的要求时,有必要对其进行加固处理,以促进建筑结构的优化和改进,也可以显著提高建筑物的抗震性能。

2 房屋建筑结构加固设计及施工原则

2.1 鉴定优先原则

在采用加固施工技术之前,施工人员首先需要客观、全面地检查和评估建筑物的性能,总结存在的缺陷,并通过综合评估明确建筑物的坚固性,以确保对建筑物的性能和结构有更全面的了解,从而避免其他因素对建筑质量的影响,合理制定加固方案。

2.2 整体性原则

在建筑加固设计中要坚持整体性原则,充分发挥加固施工技术的价值。房屋建筑工程有很多专业内容和建设项目。从整体结构的特点出发,优化施工安全,提高加固施工质量,合理开展房屋建筑加固作业。如果施工人员没有从整体出发仅仅加固了某个部分,那么反而很容易出现房屋结构受力不均匀的情况,加固技术的作用难以充分发挥出来。所以,工作人员要坚持整体性原则,严格把控整体施工过程,及时处理需要加固的部分。

3 房屋建筑结构加固施工技术应用

3.1 加大截面法

加大截面法适用于受压和受弯的钢筋混凝土构件,即通过增加原构件的横截面积、增加钢筋或同时增加构件面积和钢筋来提高结构的承载力、刚度和稳定性。同时也可用于修补混凝土裂缝,提高耐久性。扩大截面法有单面加固、双面加固和周边包裹等不同形式。在相同钢筋厚度下,双面钢筋的承载力高于单面钢筋。扩大断面法施工工艺简单,适用范围广,经济效益好。但是作业量大,养护周期长,会增加结构自重并减少建筑物的使用空间,对周围环境影响较大。学者对加大截面法加固试件承载力进行研究,研究表明当加固前构件所受弯矩值和极限弯矩值比小于等于90%时,新增钢筋强度利用率较高,具有较大的安全储备。

3.2 碳纤维加固法

碳纤维加固法作为一种新的加固技术,在建筑工程混凝土结构加固中有着重要的应用。采用碳纤维加固法对建筑工程的混凝土结构构件进行加固,可以有效地限制混凝土的变形,保证混凝土结构的延性、承载力、抗震性能和耐久性得到显著提高,从而有效提高建筑工程整体结构的稳定性和安全性。与传统的增加截面和粘贴钢板加固方法相比,碳纤维加固技术的施工操作简单方便。无需在施工现场安装大型钢筋设备。加固后,结构面积不会增加,混凝土结构整体重量不会增加,不会对建筑物的使用空间产生任何影响;而且使用的是非金属碳纤维布材料,此种材料具有较强的耐腐蚀性和耐久性能,即使在外界化学腐蚀或者恶劣环境作用下,加固结构质量也不会受到任何影响。总的来说,在建筑工程混凝土结构中使用碳纤维加固法,可以提高加固施工效率,确保建筑物的使用质量和安全。

3.3 外包钢加固法

该方法主要是在混凝土构件上增加型钢,以提高混凝土构件的整体承载力。在具体施工中,工人需要加固混凝土结构的四个角。设计中角钢的长度应与钢筋横截面积的长度一致,角钢接头应采用螺栓边缘或环板完成。采用外贴钢筋加固法的主要目的是确保在钢筋工程施工过程中,原有的受力位置部分或全部被外贴钢结构所取代,从而达到提高建筑混凝土结构强度、增强混凝土结构约束和延性的效果。该施工方法的主要特点是工期短、施工方便、加固效果好。干式外贴钢和湿式外贴钢是两种主要的外贴钢筋类型。干式外贴钢加固法主要是在混凝土构件外部直接包裹型钢加固,通过这种处理可以分担原有构件荷载,工作人员在采用这种加固方法时要注意合理设计构件、型钢荷载比重。湿式加固法是在原始构件外的一定距离设置外包钢并且在间隙中填充环氧砂浆、乳胶水泥等材料,将两者粘合形成统一的整体,实现混凝土结构向外包钢的应力传递,制约型钢和混凝土结构,将混凝土可能发生的横向变形情况有效地控制,达到加固的目的。其中前者型钢和混凝土结构独立承担荷载,而后者型钢和混凝土结构共同承担荷载。

3.4 预应力加固法

预应力加固方法是在加固构件上预先施加一部分预应力或变形,以减少或抵消不必要的力和变形。根据加固对象,预应力加固方法分为预应力拉杆加固和预应力支撑加固。预应力拉杆钢筋适用于大型偏心受压构件。钢拉杆设置在受压构件的受拉侧。施加预应力后,可以减小构件的内力,提高构件的承载力。轴向受压和小型偏心受压构件应使用预应力支撑进行加固。轴压构件两侧和偏心受压构件受压较大一侧分别设置预应力钢支撑,可以改变结构的内力分布,降低结构的应力水平。预应力加固法主要适用于需大幅度提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占空间小的混凝土承重结构,尤其是高应力状态下的大跨结构,如钢筋严重锈蚀柱等。但这种方法的缺点是在施工时需要有专门的预应力设备,施工工序复杂,且不适用于混凝土收缩徐变过大的结构。

结束语

综上所述,目前,提高房屋建筑整体质量最简单有效的方法是加固技术,合理应用加固技术可以有效提高建筑物的稳定性和抗压能力。加固技术的应用减少了能源消耗,可以优化配置各种资源,符合未来节能型社会发展趋势。

参考文献:

[1] 顾晓晴,倪青 . 土木建筑工程项目的混凝土加固施工技术分析 [J]. 混凝土, 2020(5): 156-159.

[2] 林科明 . 土木建筑工程项目的混凝土加固施工技术分析 [J].工程技术研究, 2020(23): 115-116.

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