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一、房屋加固的作用
由于我们国家的安居项目不断的推广,同时住宅向着产业化的方向进步,此时使用者对于项目的品质以及使用性质等方面的规定越来越严格,如果对设计开展变更活动,或者是建设时期存在偏差,又或是出现了灾情等问题的时候,就要对之前的建筑进行加固活动,确保它能够体现出具体的作用。关键的体现为以下的几点:
**,此时的结构会再次的受力,在处理之前的时候早就受力尤其是对受力性较差而开展的加固面的应力等都要处在非常高的层次之中。不过,那些新加的区域在开展加固的时候,并不会即刻的分担力,是在新的力出现的时候才反应。此时,就会导致加固构造在再次受力的时候,一直处于一种应变滞后的状态。在房屋建筑受到破坏时新加部分可能会因为达不到自身的极限状态而无法发挥潜力。
*二,对于处理过的构造,其实质上是二次组合得到的,其两种结构很显然的要面对着怎样开展综合活动,和一起面对受力的内容。综合活动的重点就是结合区域的构造的处理以及建设措施。通常来讲,对于结合区域来说,其粘结强度要比混凝土自身要低很多。因此,在承担总的力的时候,受过处理的构造较之于**次的来说,相比的要低一些。加固构造有着以上的一些特征,在对多项构造开展运算的时候,不应该按照过去的那种思想来应对。
二、常见的房屋加固方法
1、基础的加固方法
1.1注浆加固基础法。 基础补强注浆适用于基础有裂缝时的加固,浆液一般可用水泥浆,水灰比可采用0.5―0.6,也可采用环氧树脂等浆材。设计施工方法:先在基础裂缝处钻孔,对单独基础每边不少于2孔,对条形基础可沿基础纵向每1.5m―2.0m 布置钻孔,并不少于2 排。注浆管直径约25mm,与水平面的倾角不小于30°,以利于流动。钻孔直径约28mm,并较注浆管大2mm―3mm。孔距0.5mm―1.0mm,注浆压力可取0.1MPa ―0.3MPa,影响半径约0.3mm―0.6mm。一般压力越大,注浆的有效半径越大。
1.2扩大基础底面积法。当地基或基础底面积不足时,可用混凝土套或扩大基底面积。当基底荷载偏心时则采用不对称套,中心荷载则用对称套。灌注混凝土前应将原基础涂上混凝土界面剂或凿毛洗净后铺一层相同强度等级的水泥浆,以增强新老混凝土的粘结。对加宽部分的地基应铺设垫层,材料和厚度与已有部分的垫层相同。素混凝土套的台阶高宽比应符合地基基础规范的要求。沿高度方向应设置锚固筋以加强新老部分连接和抗剪。钢筋混凝土套亦须在新旧混凝土间设钢筋、锚栓或灌环氧。条形基础加宽时可沿纵向分段进行,分段长度为1.5m―2m。扩大的宽度部分地面不低于原有基底。该方法适用于埋深相对较浅的独立基础、条形基础,对筏基、箱基、桩基适用性差。
2、预应力加固方法
预应力加固主要是采用外加预应力钢拉杆对结构进行加固,钢拉杆的方式是多种多样的,主要由分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆或撑杆等几种。这是一种可以显着降低被加固构件应力水平的加固方法,也可以大幅度提高墙体正截面和斜截面的承载能力。
3、结构构造性加固法
结构构造加固主要用于砌体的承载力严重不足,或者是用于应对砌体发生严重碎裂可能会导致倒塌等情况时。对砌体结构进行构造性的加固时主要可以采用以下几种方式:
3.1增加横墙。对于空旷房屋增加足够刚度的横墙,其间距不**过一定的标准,应该按照《砌体结构设计规范》所规定的标准进行,并且要将房屋的静力计算方案由弹性改为刚性。
3.2砖柱承重改为砖墙承重。砖柱承重的显着缺点是承载能力严重不足,应该改为砖墙承重。
3.3托梁换柱。托梁换柱主要用于应对独立砖柱承载力的严重不足状况的发生,需要在加设临时支撑后卸除砖柱荷载,然后,根据计算确定新砌砖柱的材料强度和截面尺寸,并在柱梁下增设梁垫。
3.4托梁加柱,主要在大梁下的窗间墙承载能力严重不足时使用。
4、混凝土结构加固方法
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
4.1 直接加固的一般方法
4.1.1 加大截面加固法
该法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
4.1.2 置换混凝土加固法
该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
4.1.3 有粘结外包型钢加固法
该法也称湿式外包钢加固法,受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600℃以上,高温场所;适用于使用上不允许显着增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承截能力的混凝土结构加固。
4.2 间接加固的一般方法
4.2.1 预应力加固法
该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下不能用于温度在600℃以上的环境中,也不宜用于混凝土收缩变形大的结构。
4.2.2 增加支承加固法
该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
4.3 与混凝土结构加固改造配套使用的技术
4.3.1 托换技术
托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墙,以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构**升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、*、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。
4.3.2 植筋技术
一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、**升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
4.3.3 裂缝修补技术
根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,应采用相应的加固措施。
结论
以上是房屋加固技术进行的简要介绍,还有其它结构以及更多更好的加固技术需要在今后工作中去不断学习、探讨、研究,使我们能够解决各种结构问题,保证房屋住宅的安全使用。
结构抗震加固需兼顾结构的安全、美观、实用和耐久。近年来随着抗震加固新技术、新材料和新工艺的出现,加固手段已发展成为多种方法并举的局面,不仅如此,常规加固手段的具体细部构造也较以往更为灵活和实用。
抗震加固按照加固的部位可分为整体房屋加固、区段加固、构件加固和与结构加固配套使用的相关技术,工程人员可根据鉴定的结果结合建筑功能改造选择相应的加固措施或修补技术。下面仅就抗震加固中的一些技术和方法加以介绍。
2.结构抗震加固新技术
(1)减能技术(隔震)
如果地震作用能减小,结构反应就必然减小。假设某一结构在8度地震时,只有抵抗7度地震作用的能力,如果采用某种方法,就能使地震作用减小到7度,甚至更低地震作用的水平,结构便能达到与采用其他抗震加固方法相同的加固效果。我国规范中,地震作用与地震影响系数a成正比。地震影响系数a在我国新编抗震规范中按从地震影响系数曲线可看出,当结构周期增大时,地震作用减小。较有效地使结构周期增大的方法是隔震技术,即使房屋上部结构与基础完全分开,在分开处放置隔震材料。较常用的隔震材料为叠合橡胶隔震垫,其作用是使地面水平地震加速度在隔震层处中断,或使向上传递的地震加速度大大减小。在设计计算中,其表现形式是上部结构周期加长,因而地震作用减小,结构反应亦减小,从而达到抗震加固的目的。该方法的原理很简单,然而用于加固时的技术难度却很大。首先必须将上部结构与基础完全切开,并放入有一定阻尼的叠合橡胶垫。其必要条件是上部结构整体性好,因此并非所有结构都能用此方法进行加固。目前国外已有采用此方法加固的建筑,如美国盐湖城**大楼(*前建成的12层砖石结构)。
(2)消能技术(增大阻尼)
如果结构反应在相对变形较大的部位,适当布置阻尼器,使结构阻尼加大,则地震作用必将会大幅度减少,从而使结构反应较小,达到抗震加固的目的。增设阻尼器后,结构反应减小,使结构满足抗震要求,亦可达到抗震加固的目的。如果降低后的结构处于弹性工作状态,结构将不会破坏;如果结构不在弹性阶段工作,就可用时程分析法求得结构反应。实践证明,其反应值也大大减小。
中国建筑科学研究院工程抗震研究所采用粘滞阻尼器加固了北京火车站*大厅、北京饭店、北京展览馆、中国革命历史博物馆等大型公共建筑,有些工程加固后在大震作用下,层间位移值达1/390,处于接近弹性阶段工作,收到了非常好的加固效果。
(3)增设剪力墙技术
结构刚度增大,有两个可能:一是刚度增大,结构周期缩短,根据反应谱方法,地震作用相应增大:二是刚度增大,结构变形减小,从而使内力减小。两者所起作用相反。因此,只要刚度取得合理,则地震作用虽然增加,但结构变形仍然减小。实践证明,大多数结构增设剪力墙后,将使结构变形减小,这时,地震作用主要由剪力墙抵御,框架结构中的内力与变形大大减小,从而达到抗震加固的目的。增设剪力墙加固技术,是常用抗震加固手段,中国建筑科学研究院工程抗震研究所采用此方法加固了全国政协礼堂、北京火车站、中国革命历史博物馆、农展馆等数十个大型公共建筑。
3.结构构件加固方法的改进
(1)砖砌体的混凝土板墙加固
砌体结构的抗震加固主要是增强结构的整体性,提高墙体的抗震承载能力和变形能力。唐山地震以后,人们发现采用钢筋混凝土外加柱连同圈梁和钢拉杆一起加固砌体房屋是一种简便易行的方法,并很快在全国推广。但近年来人们也意识到这一加固方法对建筑外观和城市风貌带来的负面影响,因此逐渐采用混凝土板墙加固法取代传统的加固方法。混凝土板墙加固类似于钢筋网水泥面层加固,具有较大的灵活性。首先,可根据结构综合抗震能力指数提高程度的不等增设不同数量的混凝土板墙。板墙可设置为单面或双面,甚至可在楼梯间部位设置封闭的板墙,形成混凝土筒。其次,采用混凝土板墙加固时,可根据业主的意图采用“内加固”或“外加固”方案。当希望保持原有建筑风貌时,可采用“内加固”方案;当需结合抗震加固进行外立面装修时,则可采用以“外加固”为主的方案。采用混凝土板墙加固可更好地提高砖墙的承载能力,控制墙体裂缝的开展。此外,在板墙四周采用集中配筋形式取代外加柱、圈梁和钢拉杆,提高墙体的延性性能和变形能力。这种处理方法对建筑外观和内部使用的影响很小。
(2)框架结构的剪力墙加固
框架结构的加固方法很多,但其中增设钢筋混凝土剪力墙仍是一种主流方法。利用新增的剪力墙承担主要的地震力,减小结构的变形,降低框架柱的配筋构造要求,从而使加固工作量大大减少。采用增设剪力墙加固时,需处理好新增墙体与原有结构构件的连接,如墙柱连接、墙梁连接。既要保证连接的可靠性,又要避免对原结构构件造成过多的损伤。新设剪力墙需有暗柱和暗梁,设计时有两种处理方法。
**种方法是利用原结构梁柱做其暗梁暗柱,这种方法不会对原有构件造成损伤,但外包部分的混凝土会影响室内观感和使用。近年来随着钻孔、植筋技术在结构加固领域中的应用,这一矛盾逐步得到解决。
*二种方法是新增墙体采用相对独立的暗梁暗柱体系,这种方法的特点是在新增剪力墙的两端设新暗柱(或称端柱),暗柱配筋按计算和现行规范构造要求配置,暗柱与原框架柱间用锚筋相连,即似连非连的构造措施。抗震墙竖向分布筋穿原框架梁时,其中一排筋从梁边穿楼板直接伸入上一楼层,另一排竖向筋则在原框架梁位置按等强度原则等代,减少穿筋数量,从而减少对原框架梁的损伤。此外,在原框架梁上下各做一道暗梁,与原框架梁连接为一体,既增强了新增抗震墙的稳定性,又保证了抗震墙的上下连续性。
(3)框架梁柱的加固
有时,由于受建筑使用功能的限制,无法采用剪力墙加固。消能减震技术也无法使用,在这种情况下,分别对原结构梁柱进行加固是较好的加固方法。
4.构件的一些常规加固方法
(1)增大截面加固法
(2)置换混凝土加固法
(3)外部粘贴加固法
(4)绕丝加固法
(5)高强钢丝绳网片―复合砂浆外加层加固法
(6)预应力加固法
(7)增设支点加固法
5.与结构加固方法配合使用的技术
(1)裂缝修补技术
主要有两类:一是以保护钢筋不受侵蚀、混凝土不渗漏为目的的表面封闭法和填充密封法。二是在保护钢筋的同时,还要求通过注入补强作用的胶粘剂以恢复混凝土强度的压力注浆法或注射法。
(2)锚固技术
主要指植筋技术和锚栓技术。
(3)阻锈技术
防治已有混凝土结构、构件的钢筋锈蚀,宜采用能有效抑制或阻断有害离子。
6.构件加固应注意的问题
对结构进行抗震加固涉及的因素很多,根据现有的研究成果,结合切身体会,我对在构件加固中应注意的主要问题初步归纳如下。