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淺談民用建筑的加固原則和方法!

發表時間:2019-01-12 14:26

  淺談民用建筑的加固原則和方法!

  近幾年來,民用建筑加固問題直接影響到社會的許多層面,加固技術在民用建筑中的應用也十分廣泛。通過對民用建筑加固方法的研究與探索,把需要加固改造的老民用建筑或者變更使用功能的新建民用建筑進行加固改造,使之成為安全可靠、功能合理的民用建筑,是當務之急。下面青海奧天建筑結構加固工程有限公司主要從以下三個方面對民用建筑加固的有關問題進行探討。

  1、民用建筑物的加固范圍

  1.1老民用建筑的加固

  建于解放前后的老民用建筑的抗震烈度至多按6度設計,這些建筑運行至今或多或少出現了一些結構上的問題,需要加固。而現在大部分地區現行規范規定新建房屋必須按8度抗震設計,因此對于這些老建筑就有一個鑒定和加固的問題。

  1.2新建建筑的加固

  某些新建建筑往往由于使用功能的變更,導致荷載的變化,需改變原先的結構,重新布置梁柱和樓板,因此結構上必須對梁柱或樓板進行加固以滿足工藝上的要求。

  2、民用建筑物加固的一般原則

  2.1方案制定的總體效應

  制定建筑物的加固方案時,除考慮可靠性鑒定結論和委托方提出的加固內容及項目外,還應考慮加固后建筑物的總體效應。制定加固方案時,應全面詳細分析整個建筑結構的受力情況。

  2.2材料的選用和強度取值

  首先,如原結構的材料種類和性能與原設計一致,按原設計值取用;當原結構無材料強度資料時,可通過實測評定材料的強度等級,再按現行規范取值。其次,加固材料的要求。加固用鋼材一般選用Ⅰ級鋼和Ⅱ級鋼;加固用水泥宜選取普通硅酸鹽水泥,標號不應低于42.5號。加固用混凝土的強度等級,應比原結構的混凝土強度等級提高一級,且加固上部結構構件的混凝土強度等級不應低于C20,加固用混凝土中不應摻入粉煤灰、火山灰和高爐礦渣等混合材料。加固所用粘結材料及化學灌漿材料的粘結強度,應高于被粘結構混凝土的抗拉強度、抗剪強度。

  2.3荷載計算

  一般情況下,當原結構是按TJ9274工業與民用建筑結構荷載規范取值時,鑒定階段對結構的驗算仍按原規范取值。一經確定需要加固時,加固驗算應按GB5000922001建筑結構荷載規范的規定取值。GB5000922001中未作規定的永久荷載,可根據情況進行抽樣實測后確定。抽樣數不得少于5個,以其平均值的1.1倍作為荷載標準值。特殊荷載應根據使用單位提供的數據取值。

  2.4承載力驗算

  進行承載力驗算時,結構的計算簡圖應根據結構的實際受力狀況和結構的實際尺寸確定。構件的截面面積應采用實際有效截面面積,即應考慮結構的損傷、缺陷、銹蝕等不利影響。驗算時,應考慮結構在加固時的實際受力程度和加固部分的受力滯后特點,以及加固部分與原結構協同工作的程度。對加固部分的材料強度設計值進行適當的折減,還應考慮實際荷載偏心、結構變形、局部損傷、溫度作用等造成的附加內力。當加固后使結構的重量增大時,尚應對相關結構及建筑物的基礎進行驗算。

  2.5抗震設防

  為了使以前設計的建筑物在遇地震時具有相應的安全儲備,制定承載能力和耐久性加固、處理方案時,應與抗震加固方案結合提出。

  2.6經濟性

  結構的加固應綜合考慮其經濟性,盡量不損傷原結構,并保留有利用價值的結構構件,避免不必要的構件拆除或更換。

  3、民用建筑物的加固方法

  3.1增大截面法

  增大截面法是用增大結構構件或構筑物截面面積進行加固的一種方法。它不僅可以提高被加固構件的承載能力,而且還可加大其截面剛度,改變其自振頻率,使正常使用階段的性能在某種程度上得到改善。這種加固方法廣泛用于加固混凝土結構中的梁、板、柱等。這種方法的主要缺點是會減小使用空間,當在梁板上做混凝土后澆層時,還會增加結構自重。3.2改變受力體系加固法

  改變受力體系加固法是通過增設支點去改變結構受力體系的一種加固方法。增設支點可以減小結構構件的計算跨度,降低計算彎矩,大幅度提高結構構件的承載力,減少和限制梁板的撓曲變形,從而減小撓度、縮小裂縫寬度。

  3.3外部粘鋼加固法

  構件外部粘鋼加固法是用粘結劑(建筑結構膠)將鋼板粘貼到構件需要加固的部位上以提高結構承載力的一種方法。該方法的應用研究始于20世紀60年代。與傳統加固方法比較,它具有以下特點:1)工藝簡便,只需對被加固構件的表面進行處理,用建筑結構膠將鋼板與加固構件牢固粘結成一個整體,使鋼板和原構件很好的共同工作;2)加固施工所需的場地、空間都不是很大,且鋼板粘到構件上一般3d后即可受力使用;3)粘鋼加固所用的鋼板厚度一般為2mm~6mm。所以,加固后不影響結構外觀,重量增加也不多;4)加固效果比較明顯。常用的膠粘劑以環氧樹脂為主配成。這種加固方法的優點是施工工期短,加固后幾乎不改變構件的外形和使用空間,卻能大大提高結構構件的承載力和正常使用階段的性能。采用外部粘鋼加固法時,通常是將鋼板粘于梁的受拉區,以提高梁的承載力。當在梁側粘貼鋼板時,還可提高梁的斜面積承載力。這種方法常被用來加固承受靜力作用下的混凝土(或型鋼)受彎、受拉構件,但是,它要求環境溫度小于60℃,相對濕度小于70%,并要求無化學腐蝕影響。除懸臂梁或多跨連續梁端部附近區域外,一般混凝土梁為底部受拉,做粘鋼加固部位一般在梁的底部,要求加固部位的混凝土具有良好的完整性和一定的強度(裂縫無妨),混凝土抗壓強度一般不低于15MPa,此外還要求梁的端部具有足夠的抗剪強度。外部粘鋼加固法非常適合在民用建筑加固中應用,方法簡單、施工周期短、成本低。

  3.4粘貼鋼筋加固法

  粘貼鋼筋加固技術簡稱粘筋加固,是將鋼筋粘貼在原有配筋表面或混凝土內部的一種加固方法。當鋼筋保護層脫落、脹裂或遭腐蝕破壞時,可將加固鋼筋直接粘貼在原有配筋表面,當保護層混凝土比較完好或原配筋位置不易測準時,可在混凝土表面切縫(10mm~25mm)或鑿槽,將鋼筋粘貼在縫內或槽內,從而達到加固的目的。粘筋加固適用于以下幾種情況:1)原構件混凝土遭受碳化或腐蝕,鋼筋嚴重銹蝕。2)因荷載改變而造成原配筋不能適應受力要求。3)施工原因造成的配筋位置不當。

  3.5碳纖維加固

  碳纖維加固是最近幾年發展起來的新技術,目前在民用建筑加固中的應用很少見。但隨著該技術的成熟,其發展前景十分廣闊。其加固機理是將碳纖維布采用高性能的環氧類結構膠貼于混凝土構件的表面,利用碳纖維材料良好的抗拉強度達到增強構件承載能力和剛度的目的。適用于新、舊混凝土結構的梁、板、柱及剪力墻以及特種構件的加固。