王靓
(山东建筑大学工程鉴定加固研究院有限公司,济南 250000)
建筑的使用年限普遍较长,在使用过程中,建筑的稳定性会受到多种因素的影响,主要有以下几点:
1)建筑结构不合理。结构不合理主要是在建筑的设计过程中,部分设计师专业知识不充足,设计的建筑结构未从长期使用的角度考虑,脱离了实际,导致建筑在最终建造中经历了多次的改动,建筑结构衔接出现问题。
2)建筑施工过程中的不可控因素较多。建筑的施工过程和施工环境较为复杂,施工中可能会因为人为、天气等外部因素影响施工进度或施工过程,从而影响建筑的质量。
3)建筑使用中的不当行为。业主在使用建筑前会对建筑进行装修,而在装修过程中往往会忽视建筑结构的安全性,出现人为损坏建筑结构(如墙体拆除)的情况,这种现象是严重损坏建筑结构稳定性的行为,极易让建筑“减寿”[1]。
建筑结构在得到加固之后可以提高结构的承载力、稳定性,延长建筑的使用年限,为使用者的安全提供保障。
建筑也是建筑企业的作品,在建筑行业内不乏各类专业奖项,但除了这些奖项给予企业的名誉之外,建筑企业所建造的建筑更是企业的招牌,长时间使用且无任何安全隐患的建筑更能被人们认可。
若建筑在达到一定的使用年限或经过专业测试后确认建筑已经到达了使用终期,选择对这些旧建筑直接拆除重建将耗费巨大的精力和较长的时间,在经济上也是一笔不小的支出。但如果选择利用专业的方法对建筑进行加固,会节省大量的时间、精力和金钱,对比前者,建筑加固是不错的选择,并且建筑加固后能够降低安全事故发生的概率。
粘钢加固,即在建筑结构中粘贴钢板对结构进行加固的方法。建筑可能因为恶劣天气、地质灾害及其他因素的影响而受弯或受拉,对结构产生一定的破坏。粘钢加固法主要是将钢板粘贴在待加固结构表面,提升建筑结构的承载力,多适用于建筑内部构件发生变形的情况。该方法施工周期短、所需材料少、专业难度小,使用频率较高,并且粘钢加固法对建筑的影响较小,也是较为简单的建筑加固方法。但是,该方法存在较多的局限性,由于建筑结构和变形位置的影响,加之近年来人们开始重视城市建筑的外部观感,因此,该方法在建筑外部加固中的应用逐渐减少[2]。
改变结构传力是利用增设支点和托架的方式来增加建筑的受力点,进而保障建筑稳定性的建筑加固方式。该加固方法在应用中不需要繁杂的施工操作,也不会造成建筑结构的二次变形与扭曲,在加固之后能够长时间保障建筑的承载力。然而改变结构传力的加固方式需要将建筑内部的空间进行分割,计算支点和托架的安装位置,可能对建筑内部空间进行重置或更改;另外,在对建筑内部空间分割完毕之后,需要增设支点和托架,占用一部分建筑空间,因为这些均涉及业主的权益,所以,该方法的应用局限性较大。
粘贴纤维复合材料和粘贴钢板法对建筑加固的方法相似,但是,纤维复合材料相较于钢板来说是一种新型复合材料。粘贴纤维复合材料是由长纤维和聚合物树脂形成的一种复合材料,此类材料具有延伸性好、强度高以及韧性大的特点,在建筑加固中能提高建筑结构的承载力、延性和稳定性。粘贴纤维复合材料也适用于建筑内部构件受弯、受拉发生变形的情况。粘贴纤维复合材料和粘贴钢板的建筑加固方式在使用上有很多的相似处,比如,均会受到建筑变形位置的影响,但是在施工中难度较小,所以,在实际应用较多。
预应力是指为提高建筑结构承受压力的能力,在建筑施工过程中就对部分结构施加压应力,在建筑投入使用之后用于抵消其他结构对预应力结构产生的拉应力,以此来保护建筑结构。预应力加固法适用于混凝土结构较多的建筑。预应力加固法也可以通过后加应力拉杆和型钢撑杆的方式改变建筑内部压力,从而使得建筑结构的稳定性能够得到大幅提升,建筑在后续使用中也会降低出现结构变形的概率,故而预应力加固法在大型建筑中较常使用。
置换混凝土加固的方式是将建筑中混凝土脱落或者混凝土强度不符合要求位置的混凝土拆除,重新浇筑新的混凝土到建筑结构上,使得建筑结构完整,提高结构的强度。该加固方式能够有效缓解建筑结构的受压性能,同时,在与其他建筑加固方式结合使用的情况下,可有效加固建筑的梁板构件。
水泥复合砂浆是一种无机复合材料,在耐高温和抗腐蚀方面比其他材料略胜一筹,所以,该加固方式能够提升建筑的使用年限,同时,在发生火灾的情况下具有较强的防灾性能。水泥复合砂浆钢筋网加固法的施工流程较少,并且在加固之后不会改变建筑结构和外观,有效提升了建筑的质量和安全性。但在加固施工中要求进行湿作业,对建筑的施工场地有一定的要求。
该加固方式主要是在建筑结构的表面外包型钢,然后在混凝土结构表面与外包型钢之间灌注高强水泥砂浆或环氧树脂浆料,使其成为整体,提高结构的整体受力能力。外包型钢加固法多数是湿作业方式。从优势上来说,外包型钢加固法能够提供可靠的受力点,施工方式简单,工作量小。但是,从限制条件上来讲,其对钢材的需求量较高、成本大;其次,对施工场所的温度有较强的敏感性,现场温度较高时,需要做相关防护。
建筑的结构设计是一项涉及设计专业知识、建筑施工和建筑安全性多方面的工作,对保证建筑的安全性能至关重要。建筑的结构设计人员需具备多年的设计经验,在设计中要将设计工作紧密地与建筑的实际情况相结合,及时多次地对建筑所在地进行勘察,并且要根据当地的气候环境和地质特点综合考虑建筑的抗灾能力,同时,采取措施应对可能发生的意外事故,为建筑用户留出救灾和应急通道及场所。
在当前社会经济不断发展的同时,生态环境受到了严重的破坏,尽管目前多个国家均已认识到环境破坏带来的危害,也采取了有效的弥补措施,但仍然无法避免极端天气和灾害的发生。建筑在施工和使用中与环境密切相关,比如,沿海城市的建筑规范制度等均需考虑台风等强风天气可能给建筑带来的影响。在近年极端天气增加的情况下,建筑规范也需及时更新和完善,将恶劣天气和灾害的应对措施考虑在内,将建筑用户的安全放在首要位置。建筑规范也需要根据时代环境的变化及时更新。在当前创新浪潮的推动下,各类新型建筑材料出现在建筑市场,因此,建筑规范中也需要对建筑材料的选用标准进行及时的更新。
有关部门要对建筑进行定期的监测和检修,在经历重大灾害和事故之后,更要注重建筑的使用状况[3]。采用分析建筑物工作状态、检测建筑内部结构使用情况等方法对建筑物进行安全检测。建筑安全检测的方法也要与时俱进。
常见的结构加固措施包括粘钢加固法、改变结构传力、粘贴纤维复合材料、预应力加固法、置换混凝土加固法、水泥复合砂浆钢筋网加固法和外包钢加固法7 种,这7 种方法各有利弊,在应用中需要根据建筑的实际检测情况进行选择。另外,可以从提高建筑结构设计人员对安全性能的认识、不断更新完善建筑施工的规章制度和建筑规范、及时有效监测建筑结构使用情况3 方面来进一步提升建筑结构的稳定性。