结构加固技术在房屋建筑施工中的运用沙鹤

结构加固技术在房屋建筑施工中的运用沙鹤

温州建设集团有限公司浙江省温州市325000

摘要:随着我国社会的不断发展,我国的建筑施工技术也有了突飞猛进的发展,有效地满足了现今生活条件下人们对建筑物功能的种种需求。但是建筑物在使用的过程中,经常受到风吹日晒等外力作用的影响,甚至还会遭受地震的破坏,为了保证建筑物的稳固性以及安全性,对其进行加固施工非常有必要的。因此,本文主要对建筑结构加固施工技术应用进行了简要的分析,希望可以为相关工作的人员提供一些参考。

关键词:结构加固;施工技术;应用

1建筑结构加固施工设计概述

在建筑施工过程中,若要科学合理对建筑结构进行加固,必须以正确的建筑结构加固施工设计为前提,同时必须有具有相应资质的机构对建筑结构加固进行评估,能够防止由于对建筑物的稳定性与安全性没有准确掌握,而导致的施工结构加固的质量问题发生。同时,结构加固施工的设计可以有效的对加固工程的施工进行控制,建筑施工时,按照设计好的图纸、施工前的施工组织设计及施工方案科学有序进行施工。

在建筑结构的加固设计中,要对两方面的问题进行考虑。(1)要从经济角度考虑建筑加固施工的可行性。需要进行加固改造的建筑物基本上都经受了长年累月的自然环境的侵蚀而出现结构失稳的问题,对于这类建筑物就要考虑加固改造的成本是否符合其经济效益,如果不符合,就要重新规划设计。(2)在进行加固设计之前要对建筑物进行全面调查,与原承建单位沟通协调,尽可能地减少加固改造对建筑物的破坏,最大限度地保留建筑原有的承重部分,以避免对建筑物造成二次破坏。如果该建筑原先的承建单位没有保存好原始的建筑档案,设计单位就要结合原有的设计图纸对建筑加固的现场情况进行综合考虑,给出科学合理地施工建议。

2建筑结构加固施工技术的应用分析

2.1增加截面加固法

这种技术已经相对成熟,具有施工工艺简单的特点,应用非常广泛,并且这一技术适用于多种情况。但此技术需要的作业时间较长,容易对建筑物的使用造成一定影响,只可对一般性的混凝土构件进行加固。

2.2粘贴钢板法

此方法在施工中不需要湿作业,而且具有工期短、加固时占用空间小、对原建筑造成的损害比较小等优势,但粘贴钢板法也存在一定的缺陷,例如受到胶粘工序的直接影响,其胶粘工序的好坏直接决定了施工的质量以及承载能力,在施工过程中胶粘的质量很难进行保证,所以通常情况下都是对静力状态下的建筑结构运用此加固方法。

2.3灌钢加固法

此方法实在钢筋混凝土梁、柱四周包以型钢的加固方法,在构件截面的四角沿构件通长或某一段设置角钢,横向用箍板或螺栓套箍将角钢连接成整体,成为外包于构件的钢构架,外包钢架可以完全代替或部分代替原构件工作,达到加固的目的。对于矩形构件大多在构件四个角包角钢,横向用箍板连接;对于圆形柱、烟囱等圆形构件多采用扁钢加套箍的办法加固,此方法优点是构件截面尺寸增加不多,加固后而构件承载力可以大幅提高,并且经加固后原构件混凝土受到外包钢的约束,原柱子的承载力或延性得到改善,此方法施工简便,工期短;缺点施工要求较高,焊工用量较大,外露构件应进行防腐防火处理。

3案例分析

3.1案例概述

某大学一座地下一层,地上六层的教学楼,属于装配式框架结构,总面积约5820平方米,各部分的混凝土强度等级分析如下:梁柱采用C30型号的混凝土,板采用预制圆孔板,基础采用筏板基础,埋深7.2米,该教学楼于1984年建成后开始使用。现在由于功能需要,按现行抗震要求改造并拟在原六层的增设200m3消防补水箱。

3.2增建的可行性分析

对既有建筑物进行抗震改造并拟在原六层的增设200m3消防补水箱需要满足以下要求:第一,满足地基强度、变形要求;第二,上部构件满足建筑承载力和正常使用极限要求;第三,处理好新旧面的结合连接,使新旧结构协同工作。这三方面要求要通过结构检测、结构计算分析和新型施工工艺来实现。结构计算可以使用软件来进行,在计算的过程中做出如下假设:

(1)不将楼梯间对整体结构刚度的影响考虑在内;

(2)新旧结构构件根据整体现浇模式进行考虑,抗震改造并之后各层柱梁等大部分构件其承载力都不能够满足抗震要求;

(3)受到原六层的增设200m3消防补水箱新增使用功能的影响,部分楼面所承受的荷载较大,五层楼板梁的承载力不能满足要求,因此在加层的过程中,要对上述构件做出加固处理。结果表明:原建筑的梁、柱、板等构件的配筋数量和钢筋截面尺寸都应增加;并且混凝土构件外观的完整度比较好,地基没有出现不均匀沉降等问题,将其与结构计算结果进行整合分析,证明原有的建筑基础可以直接使用,不需要进行加固处理。

3.3加固方案

此项目进行加固施工共应用了四种施工技术:具体如下:

地下室~一层中间部位原结构柱采用增大截面积加固,将柱钢筋从基础筏板钻孔植筋引出,绑扎成笼,柱外浇筑无收缩高强灌浆料;一层~六层角柱,二层~六层中间柱采用包钢加固;一层~五层(除水箱间)梁采用粘钢加固;水箱间底主梁增大界面加固,底板采用粘贴碳纤维布的加固方法。具体方法如下:

(1)地下室~一层中间柱使用增大截面法进行加固,将柱截面从原有的650×650毫米增大到850×850毫米,纵向受力筋使用植筋技术,下部锚入基础的长度要大于20d,外露长度要大于40d,并在2000毫米以上,钢筋笼搭接绑扎。同时,沿柱的高度方向向四面进行锚拉筋的布置,其直径为10毫米,间距为600毫米,植入深度15d,浇筑灌浆料前先喷射新旧混凝土界面胶;

(2)一层~六层角柱,二层~六层中间柱采用包钢加固,将截面450x450矩形柱四角与角钢接触部位打磨碳化层,四角使用材质为Q235B,L125x5角钢,箍板采用材质为Q235B,-40x4扁钢,间距400mm,加密区200mm,同时沿柱高度方向四面设置箍板固定锚栓,锚栓为M12化学锚栓,间距同箍板居中设置,再用环氧胶泥将型钢与混凝土之间缝隙封堵严密,并在柱脚出预留注胶导管,从下至上灌注灌钢胶;

(3)一层~五层(除水箱间)梁采用粘钢加固,将截面350mmx650mm矩形梁底及箍板粘贴位置混凝土碳化层打磨,梁底设材质为Q235B,5mm厚通长钢板与梁同宽,U型箍板采用材质为Q235B,-50x4扁钢,间距400mm,加密区200mm,U型箍板端头设材质为Q235B,-100x5扁钢压带,每个U型箍板在端头、底中部位共设3个M12化学锚栓,加以固定。

(4)水箱间主梁增大界面加固,将截面为350mmx650mm矩形梁底除掉碳化层,梁两侧提出原结构箍筋80mm,将梁底纵向受力筋植入原结构柱内,U型箍筋与原结构箍筋焊接连接,浇筑无收缩高强灌浆料,结构高度增加至950mm,浇筑前喷射新旧混凝土界面胶;

(5)水箱间底板使用碳纤维加固方案对预制板进行加固,选择XEC系列的碳纤维片材,其弹性模量为2.35*105MPa,允许拉应变小于0.01,极限拉应变要小于0.015,单层厚度为0.167毫米,抗拉强度介于2500和3500MPa之间。通过以上方法对该教学楼进行加固处理,投入使用,经观察,加固效果良好,能满足稳定性和安全性的要求。

结束语

综上所述,建筑结构加固施工具有综合性和复杂性的特点,在施工的过程中,为了保证施工效果,针对具体情况选择合适的加固施工技术是关键。处理选用合理的施工技术之前,分析各种现场施工情况,选择具有针对性的施工材料,严格执行施工方案,以保证建筑加固施工质量。

参考文献

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[3]杨小芹.建筑结构改造设计和加固技术综合分析[D].河北工程大学,2013.

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