顾吉庆
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随着经济社会的进步以及建筑业的发展,人们对建筑物的功能要求日益增多。但因为既有建筑物的使用寿命一般较长,且某些建筑物具有特殊的历史意义,拆除新建不仅会造成人力物力等的资源浪费,也会造成历史人文等精神内涵的流失。因此对既有建筑物进行富有适应性的改造,成为延长既有建筑物使用寿命,增加既有建筑物的使用功能,延续既有建筑物历史精神内涵的首选途径。
对钢筋混凝土建筑构件进行加固改造的主要方法之一就是增大截面加固法,该方法行之有效,应用广泛,但是在实际应用过程中仍然存在精准度不够、施工时间过长、实际操作困难等问题。这些问题限制了改造工程的施工进度,不利于建筑改造工程结构加固的快速推广与发展。
当前我国建筑改造加固行为存在一定的盲目性,前期的勘测检查工作并不充分,缺少相关的数据收集;也没有对建筑所处的自然环境和人为因素进行充分的调研,缺乏科学合理的分析和探讨,只是凭经验和构件现状盲目进行加固。使得建筑的结构加固位置不合理,采用的加固方法不合适,进而破坏了建筑原有的美观性和功能性,既浪费了人力、财力、物力,又破坏了建筑构件,得不偿失。
对厂房混凝土排架柱,采用增大截面加固法进行加固设计,并保证柱子下端嵌固于基础顶面。屋面桁架局部增设水平和竖向支撑体系,增加屋面的整体刚度,保证地震及风荷载水平力的有效传递。厂房外围护墙增设圈梁和构造柱,用于满足主厂房承载力和现行抗震规范的构造要求。采用在主厂房内新增独立的钢框架,悬挂建筑新增功能性房间的吊顶、设备及内隔墙,且钢框架与原有厂房主体结构完全脱开,保证主体结构的安全。对附楼采用混凝土围套加固原有独立砖柱,以增加独立砖柱的刚度及延性;局部增设抗震横墙,以满足《建筑抗震设计规范》对抗震横墙的间距不超过11m的要求。在西侧墙体、楼梯间对应的墙体采用钢筋网水泥砂浆面层加固法,以增加墙体的整体性及延性。在东侧外纵墙增设构造柱,以解决独立砖柱与后砌承重墙之间的竖向通缝问题。
置换混凝土加固法是一种强化技术,在此技术中,对于结构中约束不足或质量严重缺陷的混凝土构件,将移除压力厚度较低或质量缺陷的混凝土部分,然后将其替换为较高的混凝土或凹槽值。固定会将顶部贴附至原始零件,并在设计过程中计算和控制原始特征的承载力,然后再使用它,例如固定柱和加固墙。请注意,混凝土的替换剖面不能承受拉伸应力。如果无法执行此操作,请考虑梁的顶部以进行卸载。因此,此强度方法适用于压力区域中混凝土结构较大的建筑,或存在严重缺陷(例如建筑梁)的建筑。
粘贴钢板加固法又称钢板粘贴补强法,是指用专用胶结剂把薄钢板与混凝土构件表面粘贴在一起,使薄钢板与混凝土协同工作的加固方法。其主要优点在于不需要破坏被加固的原有结构物且几乎不会增大原有结构物的尺寸,可以提高构件的刚度,限制其裂缝的开展,且施工工艺简单,施工周期较短,一般构件加固3d后即可受力使用,适用于应急的加固工程。施工过程中的注意事项包括以下4条:①材料准备:粘贴钢板加固工程所用到的材料主要包括热轧钢板,胶粘剂等。②锚杆需放置在设计制定位置,严禁钢板打眼时撕裂损伤钢板。③涂胶粘剂后将钢板按设计位置布置并固定,专用结构胶结剂的胶层强度应高于混凝土的强度,胶结剂层与加固钢板的厚度不超过10mm,保证粘结的钢板能够与混凝土协同工作,共同承担荷载。④维修保养:该钢板加固长期使用的环境温度应该不高于60℃,后续做好钢板的防腐处理。
粘接方式是一种固定的方法,在这种方法中,用角钢、钢、结构钢或钢的安装将型钢固定在原始混凝土零件的表面、周围或两侧。构造块相对简单,工作量较小,但钢的使用非常广泛,花费较高的费用。因此,此强度方法仅适用于无法增加原始零件剖面框且需要大幅增加承载能力的混凝土结构。
碳纤维混凝土构件的插入原理是,纤维在加固冲击结构中具有拉伸应力,提高构件的承载力,增加剪力,限制裂缝的产生和发展,提高抗御能力,恢复抗御能力。设计时,请注意以下四点:①材料准备。碳纤维织物、JGN-P底胶、JGN-C粘浸胶。②利用机械打磨消除混凝土构件被粘贴接面上的灰浆、油污、松散的沙粒等,转角部位要倒角。③除去混凝土表面浮灰,并用酒精擦拭处理。将底胶用滚刷均匀地涂抹至粘接面,当指触干燥时即可立即进行下步施工。④将粘浸胶用滚刷、刮板蘸胶均匀涂抹到混凝土粘接面上,使用硬橡胶辊或塑料刮板往复碾压,不得留有气泡,外层碳纤维布表面应均匀涂刷一道粘合剂。
体外预应力加固法是通过施加体外预应力,使原结构、构件的受力得到改善或调整的一种间接加固法。该法可改变整个结构的内力分布,降低结构自身应力,消除新加杆件的应变滞后现象,对于采用一般方法加固效果不理想的工程,比如大型结构的加固时也会使用这种方法。缺点在于如果在有生产性热源并且表面温度在60℃以上时,很难进行防护处理,实际应用时预应力加固法需花费较高的费用。
旧厂房改造项目,往往因原设计与现行的规范要求不符,或原始布局因功能需要而进行调整等影响,导致加固工程的设计及施工存在诸多困难,本文介绍了旧厂房改造项目结构加固工程设计时方案的确定,其次分析了结构加固工程施工过程中的主要问题及解决方法,最后列举了加固工程具体施工要点,给类似项目的设计及施工提供了参考。