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建筑加固的方法与前景
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1 建筑加固技术的简介
建筑加固分为对老建筑的加固以及对功能改变的新建筑的加固。老民用建筑的加固是指对于达到使用年限,由于自身老化、各种灾害和人为损伤等原因而存在安全隐患的结构进行加固。新建建筑的加固是指对于某些新建建筑由于使用功能发生改变而进行加固。（参考《建筑中文网》）
2 建筑加固技术的基本方法
建筑加固要针对不同的情况,选择合适的方法,这样才能取得经济、安全的效果。基本方法主要有:
(1)增大截面加固法:根据原结构构造和受力的实际情况,选用在受压区或受拉区增设现浇钢筋混凝土外加层。适用于梁、板、柱、墙和一般构造的混凝土的加固。当柱轴压比不满足要求时,应用较多。该法的优点是施工简单,应用面较广,适用性强;缺点是施工湿作业比较长,养护周期较长,截面增大对结构外观及房屋净空有一定影响。
(2)置换混凝土加固法:用强度高、韧性好的混凝土材料置换原有结构强度低、韧性差的构件材料,以提高结构的整体强度、刚度和承载力。适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。该法的优点是工艺简单,占用空间小,不影响使用功能,造价较低;缺点是湿作业时间较长。
(3)外加预应力加固法:采用高强度钢筋或型钢,在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆,通过施加预应力,使体外拉杆与被加围件共同受力,克服被围构件的应力超前现象,改变原有截面的受力特征,提高加固后体系的承载力和刚度。该法适用于下列场合的梁、板、柱和桁架的加固:1)原构件截面偏小或需要增加其使用荷载;2)原构件需要改善其使用性能;3)原构件处于高应力、应变状态,且难以直接卸除其结构上的荷载。该法的优点是:占用空间小,施工周期短,加固效果好,提升幅度大;缺点是技术要求高,施工难度大。
(4)外粘型钢加固法:在混凝土柱的四角或两面包以型钢的一种加固方法,对于方形或矩形柱,大多在柱的四角用角钢,并在横向用缀板连成整体;对圆形柱、烟囱等圆形构件,多采用扁钢加套箍的办法。外粘型钢(角钢或槽钢)加固法适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱结构的加固。该法的优点:既能增大结构承载力又不会引起刚度较多增加而导致地震作用的增大,同时又能利用型钢套箍和缀板对混凝土进行有效约束提高混凝土的极限应变和抗剪能力,使结构的变形能力大大提高;如果在框架柱上外包钢,可以转变弱柱为强柱,易实现“强柱弱梁”,亦可部分降低核心柱混凝土的轴压比;缺点是用钢量较大,不宜用于60℃以上高温场所,施工难度大,施工质量难于控制。
(5)粘贴钢板加固法:在构件表面采用专用结构胶粘贴钢板以提高结构承载力的加固方法。适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。该法的优点是:施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,加固后对原结构外观和原有净空影响较小;缺点是:需要专业队伍操作,加固效果和施工质量及粘胶工艺密切相关,须做专门防腐防火处理。
(6)粘贴纤维复合材加固法:一种将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面的一种新型加固方法。本方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固;不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010—2002规定的最小配筋率的构件加固。优点是:轻质高强,一般无需搭接,能适应曲面形状混凝土的粘贴要求,耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷;缺点是使用环境的温度有限制,且需作专门的防护处理,若防护不当,易遭受火灾和人为破坏。
(7)增设支点加固法:通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的荷载效应,提高结构承载水平的目的。本方法适用于梁、板、桁架、网架等结构的加固。优点是:简单可靠;缺点是:易损害建筑物的原貌和使用功能,会减小使用空间。
3 建筑加固技术的前景
我国的加固行业具有广阔的前景,建筑加固分为:对老建筑的的加固和新建建筑的加固以及其他原因加固。
对于老建筑的加固。我国自建国以来,特别是自上世纪70年代末实行改革开放以后,大兴建筑。据有关部门统计,目前我国现存的各种建(构)筑物的总面积至少在100亿以上,约三分之一的住宅已经达到设计使用年限,安全储备不足,拆除重建是不经济的更是不现实的,这里就蕴含着一个较大的加固空间。
对于新建建筑的加固。由于人们投资观念的改变致使建筑物用途发生变化,满足原来使用要求的建筑满足不了新的使用要求,就必须对建筑物进行加固处理。例如原设计商场转变使用功能,改造为档案库房,设计使用活荷载由3.5kN/增加到12kN/,就必须对梁、板、柱进行加固处理,重新验算承载力。
在一些新建成的工程项目中,由于勘察、设计和施工过程中的技术和管理问题,或者是建筑遭受灾害使部分建筑物功能改变,导致工程在建成初期就出现各种质量安全隐患,也需要采取加固措施。另外近年来,“5.12”汶川大地震、玉树地震伤亡惨重,这无疑更为建筑抗震加固敲响了警钟。
4 结 论
不同的加固方法各具优缺点,建筑加固要根据不同的情况选择适合的方法,老建筑的老化、新建筑使用功能的改变以及其他灾害或意外给建筑加固带来了良好的前景。
【参考文献】
[1]GB50367-2006,混凝土结构加固设计规范.
[2]张晓喜,吴金池,组合结构在工程加固领域中的应用,工业建筑,2007,37,589.
[3]钟敏,民用建筑加固方法,住宅科技,2002,12,28.
[4]宋中南,我国混凝土结构加固修复业技术现状与发展对策,建筑技术,2002,10,10.
[5]杨继辉,谈民用建筑的加固问题,陕西建筑,2007,147,37. 来源: 《建筑中文网》.
建筑加固分为对老建筑的加固以及对功能改变的新建筑的加固。老民用建筑的加固是指对于达到使用年限,由于自身老化、各种灾害和人为损伤等原因而存在安全隐患的结构进行加固。新建建筑的加固是指对于某些新建建筑由于使用功能发生改变而进行加固。（参考《建筑中文网》）
2 建筑加固技术的基本方法
建筑加固要针对不同的情况,选择合适的方法,这样才能取得经济、安全的效果。基本方法主要有:
(1)增大截面加固法:根据原结构构造和受力的实际情况,选用在受压区或受拉区增设现浇钢筋混凝土外加层。适用于梁、板、柱、墙和一般构造的混凝土的加固。当柱轴压比不满足要求时,应用较多。该法的优点是施工简单,应用面较广,适用性强;缺点是施工湿作业比较长,养护周期较长,截面增大对结构外观及房屋净空有一定影响。
(2)置换混凝土加固法:用强度高、韧性好的混凝土材料置换原有结构强度低、韧性差的构件材料,以提高结构的整体强度、刚度和承载力。适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。该法的优点是工艺简单,占用空间小,不影响使用功能,造价较低;缺点是湿作业时间较长。
(3)外加预应力加固法:采用高强度钢筋或型钢,在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆,通过施加预应力,使体外拉杆与被加围件共同受力,克服被围构件的应力超前现象,改变原有截面的受力特征,提高加固后体系的承载力和刚度。该法适用于下列场合的梁、板、柱和桁架的加固:1)原构件截面偏小或需要增加其使用荷载;2)原构件需要改善其使用性能;3)原构件处于高应力、应变状态,且难以直接卸除其结构上的荷载。该法的优点是:占用空间小,施工周期短,加固效果好,提升幅度大;缺点是技术要求高,施工难度大。
(4)外粘型钢加固法:在混凝土柱的四角或两面包以型钢的一种加固方法,对于方形或矩形柱,大多在柱的四角用角钢,并在横向用缀板连成整体;对圆形柱、烟囱等圆形构件,多采用扁钢加套箍的办法。外粘型钢(角钢或槽钢)加固法适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱结构的加固。该法的优点:既能增大结构承载力又不会引起刚度较多增加而导致地震作用的增大,同时又能利用型钢套箍和缀板对混凝土进行有效约束提高混凝土的极限应变和抗剪能力,使结构的变形能力大大提高;如果在框架柱上外包钢,可以转变弱柱为强柱,易实现“强柱弱梁”,亦可部分降低核心柱混凝土的轴压比;缺点是用钢量较大,不宜用于60℃以上高温场所,施工难度大,施工质量难于控制。
(5)粘贴钢板加固法:在构件表面采用专用结构胶粘贴钢板以提高结构承载力的加固方法。适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。该法的优点是:施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,加固后对原结构外观和原有净空影响较小;缺点是:需要专业队伍操作,加固效果和施工质量及粘胶工艺密切相关,须做专门防腐防火处理。
(6)粘贴纤维复合材加固法:一种将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面的一种新型加固方法。本方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固;不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010—2002规定的最小配筋率的构件加固。优点是:轻质高强,一般无需搭接,能适应曲面形状混凝土的粘贴要求,耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷;缺点是使用环境的温度有限制,且需作专门的防护处理,若防护不当,易遭受火灾和人为破坏。
(7)增设支点加固法:通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的荷载效应,提高结构承载水平的目的。本方法适用于梁、板、桁架、网架等结构的加固。优点是:简单可靠;缺点是:易损害建筑物的原貌和使用功能,会减小使用空间。
3 建筑加固技术的前景
我国的加固行业具有广阔的前景,建筑加固分为:对老建筑的的加固和新建建筑的加固以及其他原因加固。
对于老建筑的加固。我国自建国以来,特别是自上世纪70年代末实行改革开放以后,大兴建筑。据有关部门统计,目前我国现存的各种建(构)筑物的总面积至少在100亿以上,约三分之一的住宅已经达到设计使用年限,安全储备不足,拆除重建是不经济的更是不现实的,这里就蕴含着一个较大的加固空间。
对于新建建筑的加固。由于人们投资观念的改变致使建筑物用途发生变化,满足原来使用要求的建筑满足不了新的使用要求,就必须对建筑物进行加固处理。例如原设计商场转变使用功能,改造为档案库房,设计使用活荷载由3.5kN/增加到12kN/,就必须对梁、板、柱进行加固处理,重新验算承载力。
在一些新建成的工程项目中,由于勘察、设计和施工过程中的技术和管理问题,或者是建筑遭受灾害使部分建筑物功能改变,导致工程在建成初期就出现各种质量安全隐患,也需要采取加固措施。另外近年来,“5.12”汶川大地震、玉树地震伤亡惨重,这无疑更为建筑抗震加固敲响了警钟。
4 结 论
不同的加固方法各具优缺点,建筑加固要根据不同的情况选择适合的方法,老建筑的老化、新建筑使用功能的改变以及其他灾害或意外给建筑加固带来了良好的前景。
【参考文献】
[1]GB50367-2006,混凝土结构加固设计规范.
[2]张晓喜,吴金池,组合结构在工程加固领域中的应用,工业建筑,2007,37,589.
[3]钟敏,民用建筑加固方法,住宅科技,2002,12,28.
[4]宋中南,我国混凝土结构加固修复业技术现状与发展对策,建筑技术,2002,10,10.
[5]杨继辉,谈民用建筑的加固问题,陕西建筑,2007,147,37. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201011/14415.htm
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