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        淺談對已有建筑的加固改造

        作者:潘歌 發布時間:2023-12-27 瀏覽次數:472
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        摘要:參考發達國家土木工程發展過程,經歷了戰后重建、新建與加固改造并重和加固與現代化改造三個過程。通過加固改造建筑物的壽命得以延長,同時也大量節約了重建的資源,符合可持續性發展的要求。加固改造是新時期建筑發展的一個重大課題,是大規模新建和資源有限綜合在一起的產物,具有廣闊的應用和發展前景。

         

        關鍵詞:  建筑物  加固  改造

         

        一. 前言

        建筑物在使用工程中,因各種因素的影響在時間流逝、社會發展的推動下,其不可避免地會出現一些如病害、劣化、損傷等問題,進而造成建筑物使用功能下降、使用功能改變,甚至有些建筑物出現無法正常使用的問題。根據現狀情況對建筑物進行加固和改造已經成為延緩建筑物結構損傷過程、延長其結構使用壽命的重要的、有效的措施。目前諸多建筑工程設計人員和研究團隊已將設計重心、重點轉移到結構加固和改造領域。通過對建筑物進行加固改造可實現“舊建筑,新功能”的目標。

         

        二. 建筑業發展史

        近代建筑業的發展大致可以分為三個時期,第一個發展時期為大規模新建時期。第二次世界大戰后,世界各國特別是歐洲面臨著繁重的重建任務,以滿足人們基本的生產和生活需要,建筑業迎來了前所未有的大規模新建時期,這一時期建筑的特點是規模大但標準相對較低。第二個發展時期是新建與維修改造并重時期。在此期間,一方面為滿足社會發展的需求,新的建筑在不斷的建設,同時由于人類生產和生活對建筑要求的提高,過去建造的低標準建筑經過數十年的使用后已不能滿足社會的需求,需要進行維修、加固和現代化改造,從而使建筑業過渡到新建與維修并重的發展時期,這在很大程度上推動了對在用建筑物進行正確的鑒定,有效加固技術方面的課題研究。

         

        三. 建筑物加固與改造的主要內容

        建筑物加固與改造主要包括設計原因、施工原因及其他綜合原因引起建筑工程質量事故所造成損壞的加固、改造。

        1. 隨著科技進步、社會發展,某些建筑設計規范的修訂和設計標準在不斷提高,導致某些按照原規范標準設計的建筑物將不能滿足設計標準的要求,在結構封頂,但尚未開始使用就得對結構進行改造、加固。

        2. 設計基礎資料和設計方法的不準確,導致設計出來的建筑物存在著安全性問題,對此類建筑物則需加固、改造。

        3. 設計單位所設計的施工圖紙經過圖審單位審查通過,并建筑物已經開始施工,建設單位施工圖紙進行大面積平面和使用功能進行調整,已施工的樓層不滿足設計要求,對已施工的樓層進行加固、改造。

        4. 尚未建成但由于施工質量問題、施工方法的錯誤、施工管理的不善以及施工單位的偷工減料等原因,使得建筑物存在質量問題,則需加固、改造。

        5. 原有建筑物使用功能和要求的改變,結構老化后無法滿足繼續使用要求需要對其進行改造、加固,包括:調整、改善房屋使用功能或目的,擴大使用面積,建筑物的增層改造,建筑物的移位與轉動,局部下沉或整體抬升等。

        6. 因災害引起的加固,由于高濕酸堿環境、溫差、凍融等影響以及地震、流沙等自然災害的作用,導致建筑物發生嚴重損壞。

        7. 建筑物因日常使用不當或有意無意的人為破壞所導致的損壞加固,如野蠻裝修,隨便拆除、破壞墻體或承重結構等。

         

        四. 建筑物加固改造的常用辦法

        關于建筑物結構加固或者改造的方法多種多樣,采取何種方法,需要根據建筑結構本身的問題所在進行判斷和選擇。下文主要是就--些常用的加固改造方法進行探討。

         

        1. 增大截面法

        增大截面加固法,也稱外包混凝土加固法,通過增大構件的截面和配筋,來提高結構的承載力、強度、剛度、穩定性及抗裂性。該方法施工工藝簡單,適用面廣,可廣泛用于梁、板、柱、墻、基礎、屋架等混凝土構件的加固。根據構件受力特點和加固的目的、構件幾何尺寸、便于施工等要求可設計為單側、雙側或三側和四面包套的加固?;炷潦軓潣嫾惺芾摻畈蛔闱覂艨詹皇芟拗茣r,可采用梁板底加大截面對原結構進行加固。

         

        2. 置換混凝土加固法

        本方法適用于承重構件受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的局部加固,采用本方法加固梁式構建時,應對原構件加以有效的支撐。當采用本方法加固柱、墻等構件時,應對原結構、構件在施工全過程中的承載力狀態進行驗算、觀測和控制,置換界面處的混凝土不應出現拉應力,若控制有困難,應采取支頂等措施進行卸載。

         

        3. 預應力加固法

        這種方法主要是通過外加預應力鋼拉桿,如分水平拉桿、下撐式桿和組合式拉桿,對結構進行加固,達到預期的加固效果。其優點在于,能夠在不改變使用空間的條件下,全面增強結構構件的正截面及斜截面承載力。通過預應力,可以有效的消除或減緩后加桿件的應力滯后的情況出現,確保后加桿件有效地參與工作,對建筑物的結構起到加固的作用。同時,預應力產生的負彎矩,也能夠消除部分荷載彎矩,降低原梁的撓度,縮減原梁的裂縫寬度。

         

        4. 外部粘型鋼加固法

        外粘型鋼加固法是鋼筋混凝土梁、柱四周包以型鋼的一種加固方法。例如,在構件截面的四角沿構件通?;蜓啬骋欢卧O置角鋼,橫向用箍板或螺栓套箍將角鋼連接成整體,成為外包于構件的鋼構架。外包鋼構架可以完全替代或部分替代原構件工作,達到加固的目的。外粘型鋼加固法優點是構件截面尺寸增加不大,而構件承載力可大幅度提高,并且經過加固后原構件混凝土受到外包鋼的約束,原構件承載力和延性得到改善。

         

        5. 粘貼纖維復合材料加固法

        本方法加固所用的纖維復合材料分碳纖維和玻璃纖維兩種。該方法的加固原理是纖維復合材料經配套的粘接膠粘貼于被加固的混凝土結構表面上,固化后能與被加固結構形成共同工作、變形協調的結構整體,分擔結構的二期恒載與活載,實現被加固結構各組成材料的應力、應變重分配,提高被加固結構的承載能力、抗震能力和結構延性及耐久性。

         

        6. 增設支點加固法

        增設支點加固法就是通過增加支撐點以減小受彎構件的計算跨徑,使得結構受力體系和受力狀況發生改變,從而提高結構的承載能力及剛度,減小結構效應,改善結構受力性能。

         

        7. 植筋加固

        植筋技術是一種新型的鋼筋混凝土結構加固改造技術,它是在需連接的舊混凝土構件上根據結構受力特點,確定鋼筋的數量、規格、位置,在舊構件上進行鉆孔、清孔、注入植筋膠結劑,再插入所需的鋼筋,使鋼筋與混凝土通過結構膠粘結在一起,然后澆注新混凝土,從而完成新舊鋼筋混凝土的有效連接,達到共同作用、整體受力的目的。作為一種新型的加固技術,他不僅具有施工方便、工作面小、工作效率高的特點,而且還具有適應性強、適用范圍廣、錨固結構的整體性能良好、價格低廉等優點。因而被廣泛應用于建筑結構加固及混凝土的補強工程中。

         

        五. 總結

        隨著社會的進一步的發展,人們生活水平進一步的提高,人們對建筑功能的要求越來越高,越來越感到已有建筑的規模和功能的逐漸減弱等引起的結構安全問題已開始引起人們的關注,但是由于昂貴的拆遷費用以及對正常生活以及環境的嚴重影響等問題阻礙了新一輪新建高潮的興起,于是人們把目光投向對現有房屋的維修加固和現代化改造,這種在保存原來建筑形體的基礎上,對其進行加固和現代化改造,即在提高結構安全性的同時使其內部設施功能現代化的加固改造措施,投資少、影響小、見效快,不僅有可觀的經濟效益,同時也具有巨大的社會效益。因此,在未來建筑業中對已有建筑物的加固改造將會成為主要發展趨勢。


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