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浅谈民用建筑的加固原则和方法!

发表时间:2019-01-12 14:26

  浅谈民用建筑的加固原则和方法!

  近几年来,民用建筑加固问题直接影响到社会的许多层面,加固技术在民用建筑中的应用也十分广泛。通过对民用建筑加固方法的研究与探索,把需要加固改造的老民用建筑或者变更使用功能的新建民用建筑进行加固改造,使之成为安全可靠、功能合理的民用建筑,是当务之急。下面青海奥天建筑结构加固工程有限公司主要从以下三个方面对民用建筑加固的有关问题进行探讨。

  1、民用建筑物的加固范围

  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度设计,这些建筑运行至今或多或少出现了一些结构上的问题,需要加固。而现在大部分地区现行规范规定新建房屋必须按8度抗震设计,因此对于这些老建筑就有一个鉴定和加固的问题。

  1.2新建建筑的加固

  某些新建建筑往往由于使用功能的变更,导致荷载的变化,需改变原先的结构,重新布置梁柱和楼板,因此结构上必须对梁柱或楼板进行加固以满足工艺上的要求。

  2、民用建筑物加固的一般原则

  2.1方案制定的总体效应

  制定建筑物的加固方案时,除考虑可靠性鉴定结论和委托方提出的加固内容及项目外,还应考虑加固后建筑物的总体效应。制定加固方案时,应全面详细分析整个建筑结构的受力情况。

  2.2材料的选用和强度取值

  首先,如原结构的材料种类和性能与原设计一致,按原设计值取用;当原结构无材料强度资料时,可通过实测评定材料的强度等级,再按现行规范取值。其次,加固材料的要求。加固用钢材一般选用Ⅰ级钢和Ⅱ级钢;加固用水泥宜选取普通硅酸盐水泥,标号不应低于42.5号。加固用混凝土的强度等级,应比原结构的混凝土强度等级提高一级,且加固上部结构构件的混凝土强度等级不应低于C20,加固用混凝土中不应掺入粉煤灰、火山灰和高炉矿渣等混合材料。加固所用粘结材料及化学灌浆材料的粘结强度,应高于被粘结构混凝土的抗拉强度、抗剪强度。

  2.3荷载计算

  一般情况下,当原结构是按TJ9274工业与民用建筑结构荷载规范取值时,鉴定阶段对结构的验算仍按原规范取值。一经确定需要加固时,加固验算应按GB5000922001建筑结构荷载规范的规定取值。GB5000922001中未作规定的永久荷载,可根据情况进行抽样实测后确定。抽样数不得少于5个,以其平均值的1.1倍作为荷载标准值。特殊荷载应根据使用单位提供的数据取值。

  2.4承载力验算

  进行承载力验算时,结构的计算简图应根据结构的实际受力状况和结构的实际尺寸确定。构件的截面面积应采用实际有效截面面积,即应考虑结构的损伤、缺陷、锈蚀等不利影响。验算时,应考虑结构在加固时的实际受力程度和加固部分的受力滞后特点,以及加固部分与原结构协同工作的程度。对加固部分的材料强度设计值进行适当的折减,还应考虑实际荷载偏心、结构变形、局部损伤、温度作用等造成的附加内力。当加固后使结构的重量增大时,尚应对相关结构及建筑物的基础进行验算。

  2.5抗震设防

  为了使以前设计的建筑物在遇地震时具有相应的安全储备,制定承载能力和耐久性加固、处理方案时,应与抗震加固方案结合提出。

  2.6经济性

  结构的加固应综合考虑其经济性,尽量不损伤原结构,并保留有利用价值的结构构件,避免不必要的构件拆除或更换。

  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结构构件或构筑物截面面积进行加固的一种方法。它不仅可以提高被加固构件的承载能力,而且还可加大其截面刚度,改变其自振频率,使正常使用阶段的性能在某种程度上得到改善。这种加固方法广泛用于加固混凝土结构中的梁、板、柱等。这种方法的主要缺点是会减小使用空间,当在梁板上做混凝土后浇层时,还会增加结构自重。3.2改变受力体系加固法

  改变受力体系加固法是通过增设支点去改变结构受力体系的一种加固方法。增设支点可以减小结构构件的计算跨度,降低计算弯矩,大幅度提高结构构件的承载力,减少和限制梁板的挠曲变形,从而减小挠度、缩小裂缝宽度。

  3.3外部粘钢加固法

  构件外部粘钢加固法是用粘结剂(建筑结构胶)将钢板粘贴到构件需要加固的部位上以提高结构承载力的一种方法。该方法的应用研究始于20世纪60年代。与传统加固方法比较,它具有以下特点:1)工艺简便,只需对被加固构件的表面进行处理,用建筑结构胶将钢板与加固构件牢固粘结成一个整体,使钢板和原构件很好的共同工作;2)加固施工所需的场地、空间都不是很大,且钢板粘到构件上一般3d后即可受力使用;3)粘钢加固所用的钢板厚度一般为2mm~6mm。所以,加固后不影响结构外观,重量增加也不多;4)加固效果比较明显。常用的胶粘剂以环氧树脂为主配成。这种加固方法的优点是施工工期短,加固后几乎不改变构件的外形和使用空间,却能大大提高结构构件的承载力和正常使用阶段的性能。采用外部粘钢加固法时,通常是将钢板粘于梁的受拉区,以提高梁的承载力。当在梁侧粘贴钢板时,还可提高梁的斜面积承载力。这种方法常被用来加固承受静力作用下的混凝土(或型钢)受弯、受拉构件,但是,它要求环境温度小于60℃,相对湿度小于70%,并要求无化学腐蚀影响。除悬臂梁或多跨连续梁端部附近区域外,一般混凝土梁为底部受拉,做粘钢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强度(裂缝无妨),混凝土抗压强度一般不低于15MPa,此外还要求梁的端部具有足够的抗剪强度。外部粘钢加固法非常适合在民用建筑加固中应用,方法简单、施工周期短、成本低。

  3.4粘贴钢筋加固法

  粘贴钢筋加固技术简称粘筋加固,是将钢筋粘贴在原有配筋表面或混凝土内部的一种加固方法。当钢筋保护层脱落、胀裂或遭腐蚀破坏时,可将加固钢筋直接粘贴在原有配筋表面,当保护层混凝土比较完好或原配筋位置不易测准时,可在混凝土表面切缝(10mm~25mm)或凿槽,将钢筋粘贴在缝内或槽内,从而达到加固的目的。粘筋加固适用于以下几种情况:1)原构件混凝土遭受碳化或腐蚀,钢筋严重锈蚀。2)因荷载改变而造成原配筋不能适应受力要求。3)施工原因造成的配筋位置不当。

  3.5碳纤维加固

  碳纤维加固是最近几年发展起来的新技术,目前在民用建筑加固中的应用很少见。但随着该技术的成熟,其发展前景十分广阔。其加固机理是将碳纤维布采用高性能的环氧类结构胶贴于混凝土构件的表面,利用碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力和刚度的目的。适用于新、旧混凝土结构的梁、板、柱及剪力墙以及特种构件的加固。