伴随着城市化进程的不断深入,高层建筑的情况比比皆是,对建筑安全的要求也不断提高。建筑结构加固对保证建筑安全可靠、提升建筑使用寿命起着至关重要的作用,建筑工程的加固措施往往是在建筑工程改造或工程问题出现后进行的。
由于建筑的不同,加固措施和建筑材料的选择也有一定的差异,根据建筑工程的实际需要,采取最安全、快速、经济的加固设计方案,实现最高的社会经济效益的结合。
结构加固技术是指在建筑工程中采取各种技术措施,提升建筑的可靠性,使建筑工程能够满足建筑设计的安全性、耐久性和适用性。提升建筑结构或构件的强度、刚度、稳定性,减少事故隐患,提升建筑应用寿命是建筑工程结构加固技术应用的主要目的。建筑结构加固的主要意义体现在以下几个方面:满足建筑结构的强度要求。根据建筑工程施工规范,建筑设计应按极限状态设计,混凝土结构应满足结构应用要求,确保其刚度、强度和耐久性符合设计要求。但在建筑应用中,可能会改变建筑功能,导致荷载分布和荷载值变化与设计冲突,导致建筑结构的刚度和强度不能满足应用要求,或施工质量不符合设计图纸要求,存在安全风险;在自然灾害或人为破坏下,容易造成建筑结构损坏、财产损失甚至人员伤亡。为此,需要采取建筑加固措施来满足其强度要求。此外,结构加固技术的应用可以满足建筑功能的需要。
在长期自然环境和使用环境的作用下,混凝土建筑结构的功能必然会逐渐减弱。为了充分有效地利用混凝土结构,经常采用混凝土外套法、预应力加固法、改变结构传力方式加固法和增加截面加固法。化学灌浆法、粘钢加固法、包钢加固法、碳纤维加固法是新技术、新材料、新工艺的应用
化学植筋技术等。
混凝土增加截面加固法主要用于混凝土柱和梁,通过增加混凝土截面来提高构件的承载能力。混凝土增加截面加固法仅适用于原构件为普通混凝土或砌体的工程;不得用于原构件为高强度混凝土的工程。施工工艺流程如下:混凝土截面处理定位植筋钢筋焊接绑扎支模浇筑混凝土拆模养护检查。
在混凝土结构裂缝中注入粘结性和粘结强度优越的化学浆液进行建筑工程加固的方法称为化学灌浆加固法。当裂缝宽度在0.05L以上时,化学灌浆加固法更多,因为化学浆固化后可以很好地恢复混凝土结构的整体应力状态。施工工艺流程如下:施工准备表面处理埋灌浆嘴密封裂缝密封胶灌浆密封检查验收。
1、粘钢加固法
粘钢加固法是根据加固设计图纸的要求,用建筑结构胶将钢板、型钢直接粘贴在需要加固的构件表面。粘钢加固法的施工工艺流程如下:粘钢表面处理、加压固定、卸载系统准备胶粘剂制备、粘贴固化、卸压固定系统的检验和维护。
2、包钢加固法
包钢加固法主要用于柱梁。施工工艺流程为:混凝土和型钢粘贴面处理角钢、装饰板生产安装边缘,埋胶嘴配置结构胶密封检查胶检查维护。
3、纤维复合材料加固法
纤维复合材料加固是一种相对较新的外粘高性能复合材料加固方法。目前,碳纤维片材用专用粘合剂(环氧树脂等)粘贴在构件拉伸区表面,使其与加固构件的截面一起工作,达到加固和加固结构的目的。该方法的显著特点是耐腐蚀、潮湿,几乎不增加结构的重量。轻质高强度能满足混凝土截面弯曲的粘贴要求,大大提高构件的抗震性能和变形能力,几乎不增加构件的刚度和截面积。缺点是要做特殊的防火处理,容易被人为损坏。如果粘合剂性能不够好或操作不当,加固效果会显著降低,而且由于该方法应用时间短,使用经验少。伴随着碳纤维生产技术水平的提高,碳纤维的价格也在逐渐下降,该方法具有广阔的应用前景。
结构工程加固所需的短、平、快、省特点,应根据需要加固的构件情况综合确定加固方案。由于以下原因,钢筋混凝土结构往往损坏、缺陷或隐含不安全因素,不能满足结构安全、适用性和耐久性的要求,需要识别和加固,如:
1.结构设计人为错误或材料选择不当,结构建成后,发现不安全的隐含因素;
2.未严格控制施工质量,出现裂缝等损伤、缺陷;
3.结构长期受环境影响,使用、维护不当,结构性能老化或损伤;
4.结构变化的使用性能,如加层、使用荷载变化等;
5.结构遭受火灾、风灾、地震等自然灾害。
建筑工程加固方案的设计应充分考虑加固部分的特点和不同加固方案的适用性,以及施工的便利性、加固的经济效益、加固质量等因素。具体来说,应考虑以下几点:
1.加固施工的便利性
建筑工程加固设计应充分考虑加固施工的便利性,并体现在方案设计中。例如,高层建筑框架柱的混凝土强度等级不符合设计要求,需要加固该层的框架柱。在这种情况下,有两种加固方法可供选择:增加截面法和外粘钢加固法。但增加截面加固法的技术要求略低,可通过机械化辅助作业进行大规模作业
加固施工完成后,效率和安全系数更高,施工方便性更突出。因此,在施工许可证的情况下,应优先考虑增加截面加固法。
2.建筑工程加固需要确定最优加固方案
现在建筑工程的加固方法越来越多,技术也越来越成熟,但具体到每种方法的特点和应用,需要根据建筑工程的实际需要来确定加固方法。梁的加固应首先选择碳纤维加固方法,其次是粘钢加固方法,最后是增加截面加固方法和预应力加固方法。柱加固中应用最好、最广泛的加固方法是外包钢加固法。
3.注意新技术、新工艺、新材料的应用
在建筑工程加固设计中,技术人员应考虑加固技术的发展,尽量应用新技术、新工艺、新材料,提升建筑工程的加固效果。
如今,建筑改造行业的地位越来越重要,建筑工程的加固也面临着重大的机遇和挑战。在建筑加固行业的发展中,应充分考虑新技术、新材料的选择,实现加固项目可靠性和经济性的最佳结合,为社会创造更好的经济效益和社会效益。