壹、近代建築業發展的三個主要時期
①大規模新建時期。20世紀20年代後期美國出現了興建高層建築和高速公路等基礎設施的高潮,使經濟大蕭條得到復蘇。第二次世界大戰後,為滿足人們基本的生產和生活需要,世界各國建築業迎來了前所未有的大規模新建時期,這壹時期的建築規模大但標準相對較低。
②新建與維修改造並舉時期。在此期間,壹方面為滿足社會發展的需求,新的建築在不斷的建設,同時由於人類生產和生活對建築要求的提高,過去建造的低標準建築經過數十年的使用後已不能滿足社會的需求,需要進行維修、加固和現代化改造,從而使建築業過渡到新建與維修並舉的發展時期。
③既有建築的維修改造時期。隨著社會的進壹步的發展,人們對建築功能的要求越來越高,已有建築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註,但是由於昂貴的拆遷費用以及對生活環境的嚴重影響等問題阻礙了新建高潮的興起,於是人們把目光投向對現有房屋的維修加固和現代化改造,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。
目前,我國建築業正從第壹時期向第二、第三時間發展,對已有建築的維修、加固改造已經引起國家有關部門的重視。
二、進行結構加固的原因
①建築物的已使用年限已經接近或超過其設計使用年限,因為徐變、惡劣環境腐蝕等原因,構件的承載力降低不能繼續工作。
②建築物功能的改變,如工業廠房改造成超市,引起柱距、荷載的變化,原有柱、梁等構件已經不能滿足承載力要求,需進行改造加固。
③由於勘查、設計、施工的缺陷造成結構構件存在安全隱患,容易出現突然破壞失穩的現象,需要進行加固處理。
④遭遇到地震、水災、火災、爆炸、雪災等自然災害的沖擊造成結構構件折斷破壞從而影響整體穩定,需要進行檢測加固。
⑤抗震設防的提高。隨著人們對地震的深入研究,發現原來制定的設防烈度
分布區於實際相差很大,許多地區的設防烈度需要提高,導致原有的建築需要進行抗震加固。
三、結構檢測加固的原則、程序及方法
1.結構檢測加固的原則
①檢測加固的設計與施工必須由專業人士承擔。由於建築結構加固設計所面臨的不確定因素多而復雜,況且還要考慮業主的種種要求,因此,承擔加固改造設計和施工的人員除具有較強的結構理論、明晰的結構概念外,還應具備較為豐富的工程經驗才能夠全面系統地分析問題,提出較為合理的結構加固設計和施工組織方案。
②檢測加固應綜合考慮其技術經濟效果,避免不必要的拆除或更換。如果可以利用設計時的安全儲備,則修補能解決問題的就不需要進行加固。若結構存在的損傷影響了結構安全,但有修復和保存價值時,則進行加固處理。
③檢測加固的施工應遵循科學的先後順序。通常應先治理後加固;先加固後拆除;先加固後開洞;先基礎後柱、梁和板;先重要構件後次要構件,最好做好保護與防護。
④檢測加固還應註意復核建築結構的抗震能力,做好抗震加固設計。結構加固後不應存在因局部加強或剛度突變而形成新的薄弱部位,同時還應考慮結構剛度增大或變化而導致地震作用效應增大或變化的影響。
2.結構檢測加固的程序
結構檢測加固的程序為可靠性鑒定—加固方案選擇—加固設計—施工組織設計—施工—驗收。
①可靠性鑒定是對已有建築物承受的荷載、作用、結構抗力及相互關系進行檢查、測定、分析和判斷,並取得結論的過程。目的在於解決在缺乏資料的情況下,對舊建築物進行鑒定、加固、改建、擴建,或由於超載使用、結構存在過度變形裂縫、腐蝕、火災、爆炸、地震等造成建築物損傷等情況,為鑒定及加固改造提供依據。
②加固方案的選擇十分重要,加固方案的優劣,不僅影響資金的投入,更重要的是影響加固質量。
③加固設計,包括被加固構件的承載力驗算、構件處理和施工圖繪制三部分工作。加固設計單位必須有相應的加固設計專項資質,否則不能從事此類設計工作。
④施工組織設計時,應考慮到加固施工是在負荷或部分負荷的情況下進行的,因此施工安全非常重要,應做好施工的安全措施。
⑤施工,在拆除原有廢舊或清理原有構件時,應特別註意觀察有無與原檢測情況不相符合的地方。工程技術人員應親臨現場,隨時觀察有無意外情況出現。
⑥驗收,施工完成後應組織建設方、監理方、設計方、施工方***同進行驗收,並有監督機構對驗收過程進行監督。
3.結構檢測加固的方法
鋼筋混凝土結構的加固方法有很多,主要有增大截面加固法、外包鋼加固法、外粘貼鋼板加固法、外加預應力加固法、增設支點加固法、粘貼碳纖維材料加固法等,現對這些方法作簡要介紹:
①增大截面加固法:是采用鋼筋混凝土或鋼筋網砂漿層,來增大原混凝土結構截面面積,達到提高結構承載力的目的。它不僅可提高被加固構件的承載力,而且還可加大其截面剛度,改變其自振頻率,使正常使用要求的性能在某種程度上也能有所改善。這種方法工藝簡單、技術成熟,可靠性強,主要適用於鋼筋混凝土受彎構件和受壓構件的加固。但缺點是現場濕作業,養護時間長,尺寸增加造成重要增加較大和空間面積減小,應用受到壹定限制。
②外包鋼加固法:是在混凝土構件四角包以型鋼的加固方法。這種方法施工簡便,現場工作量較小,受力比較可靠,主要適用於不允許增大混凝土截面尺寸而又需要大幅度提高承載力的構件。
③外粘貼鋼板加固法:是用高強結構膠將2—6mm鋼板粘貼在混凝土構件表面,補充構件內部的配筋不足,使鋼板與原混凝土構件協同工作的壹種加固方法。主要適用於鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構件,但不適用於素混凝土構件。
④外加預應力加固法:是采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿對原結構構件進行加固的方法,該法通過對後加的拉桿或型鋼撐桿施加預應力,改變原結構的內力分布、消除加固部分的應力滯後現象,使後加部分與原構件能很好地協同工作,從而提高原結構的承載力,減少撓曲變形,縮小裂縫寬度。主要適用於原構件截面偏小或需要增加其使用荷載、原構件處於高應力應變狀態且難以直接卸除其荷載的梁、板、柱等構件。
⑤增設支點加固法:是通過增設支點,減少受彎構件的計算跨度,達到減少作用在被加固構件上的荷載效應,提高結構承載力的方法。主要適用於梁、板、桁架、網架等結構的加固。這種方法簡單可靠,但易損害建築物的原貌和使用功能,並可能減小使用空間,使用受到壹定的限制。
⑥粘貼碳纖維材料加固法:這是壹門新型的加固技術,利用環氧樹脂粘貼劑將碳纖維布沿受拉方向或垂直裂縫方向粘貼在待補強的結構上,形成新的復合體,使增強貼片與原有鋼筋混凝土***同受力,提高結構的抗彎、抗剪能力,從而達到對結構進行加固補強的目的。這種方法具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維修費用較低等優點,但其耐火性差,需要做專門的防火處理。
結束語隨著社會的發展,人們生活水平不斷提高,對房屋建築提出了更高的要求,土地是不可再生的資源,舊城改造--通過對建築物的加固改造來增層、擴建、改變用途,使舊建築煥發新活力,創建設節約型社會,是城市建設的必然選擇之壹。我們需不斷的學習、探索、總結和歸納壹些工程經驗,來推動結構檢測技術的快速發展。
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