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建筑加固技术全文(5篇)

建筑加固技术

第1篇:建筑加固技术范文

关键词:木结构;木柱;轴向压力;加固材料

前言

现存的古建筑木结构大多经历了数百年的历史,是我国宝贵的遗产,正是由于历史悠久,古建筑出现了不同程度的残损。木柱是主要承担结构竖向荷载的构件,但是柱身出现不同程度的糟朽、开裂,减小了柱子的有效截面,降低了承载能力,极易出现柱子折断或歪闪的现象,甚至出现局部失稳的情况,对古建筑造成不可逆转的损失,因此选用适宜性的加固技术对古建筑进行修缮保护工作有重大意义。针对不同的残损情况,木柱传统的加固方法主要是采用铁钉、螺栓、铁箍、钢筋、附加梁板、附加断面进行加固【1】,近几年由于科技发展纤维增强复合材料被应用到木结构加固中来,但是无论何种加固方法都应尽可能地保留建筑物的原貌,做到“修旧如旧”。我国的研究学者进行了大量的加固试验,从加固柱的抗弯、抗剪性能、极限承载能力、应力一应变关系、弯矩一曲率关系、徐变特性、疲劳性能以及抗震性能等方面不断探索木结构的加固方法,并得到了大量的研究成果,但是仍然有不足之处需要完善。综上所述,本文以木结构的柱为对象,阐述主要的加固技术,并分析加固技术的适宜性,从而对加固技术进行完善改进,以期更好地对古建筑进行修复保护。因此对既有的木结构古建筑加固,合理选择可靠高效的加固方法对保护古建筑具有重要的现实意义。

1不同加固材料的加固技术

古建筑木结构的柱的残损会导致承载能力与稳定性有所降低,甚至发生倒塌,因此对木柱进行修复加固是保护古建筑的主要手段,随着技术的发展,钢构件、复合纤维增强材料逐渐运用到木结构的加固工作中,我国研究人员运用不同的加固材料对木柱进行了大量的加固试验,取得了大量的试验数据,为古建筑的保护工作提供了依据。

1.1FRP加固木结构柱

FRP材料有比强度高、比模量大、可设计性强、耐久性能好等优点,越来越广泛地被运用到木结构柱的加固中来。近年来,我国研究人员进行了大量的FRP材料加固木柱的试验,取得了重大的研究成果。大多针对FRP加固的木柱进行轴压试验来研究,邵劲松等人分别对15根环向、横向FRP加固的木柱用液压试验机采用分级加载和连续加载相结合的方式进行了轴心抗压试验,讨论了试件受载后的工作机理和破坏模式,分析了FRP的层数和类型对其承载力和峰值应变的影响,得出了无论是环向、横向FRP加固木柱都可以有效约束木纤维的弯曲变形,从而提高了抗压承载力,改善了木柱的延性【2-3】。朱艳梅、王清远、董江峰、何东通过对14根短圆木柱试件进行试验,研究了CFRP、BFRP、AFRP分别在全包、半包、间隔包裹的加固方式下,加固层数对木柱性能的影响,表明通过FRP加固木柱可以改善其受力性能,承载力、刚度和延性有所提高【4】。周乾、闫维明、慕晨曦、杨慧对6个CFRP包镶加固的木柱柱根模型进行了静力加载试验,获得了木柱加固前后的轴压受力性能等数据,分析了包镶层数对加固效果的影响,得出在包镶加固层数为3时,加固效果最显著,但加固后的木柱承载力略低于完好木柱【5】。周乾、杨娜、闫维明制作了6根1:2的试验模型,对其中5根采用CFRP墩接加固柱根,进行了竖向轴压静力加载试验,通过试验结果讨论了加固柱的轴压受力机理,显示了CFRP材料具有较好的加固效果【6】。何黎阳、刘清等人用15根BFRP布加固的圆柱进行了轴压试验,研究了粘贴层数和粘贴方式对加固效果的影响,还与形同试验条件下的方柱进行对比分析,得出加固后的圆柱的承载力有所提高,且具有一定延性,加固效果显著并优于方柱加固【7】。霍瑞丽,刘伟庆等对圆形截面短柱采用8字型和纵横交叉两种缠绕方法粘贴CFRP布进行补强加固,进行了轴压试验,得出通过CFRP布加固约束可以提高结构的延性,且纵横交叉型缠绕方法能大幅度提高构件的极限承载力,还能在轴向应变增加有限的情况下有效地约束横向变形【8】。由此可见,新型加固材料的运用可以提供给我们更多形式的选择,我国研究学者对不同FRP加固方式的木结构柱进行了轴压试验,具体分析了加固木柱的力学性能,得出加固木柱的极限承载能力都有所提高,且具有较好的延性,显示出FRP加固木柱可以起到一定的加固效果。

1.2复合加固木结构柱

钢材、附加木构件、和FRP被广泛运用到木结构的加固中来,以往的试验大都研究一种加固材料对构件的加固,有研究学者将加固材料混合使用对古建筑木结构进行复合加固,通过试验得出两种材料和木材可以协同工作,取得了重要的成果,因此复合加固有望成为新的加固思路。阿斯哈、周长东、杨礼赣创新性地采用内嵌钢筋外包CFRP布进行复合加固,并制作了42根复合加固木柱进行轴心受压试验,结果表明通过复合加固木柱,构件的受压承载力能够提高且可以改善木柱的延性,试验结果表明木材与CFRP布和钢筋三者能够协调变形、共同工作,验证了复合加固方式的可靠性;还将试验结果与数值模拟的结果进行对比,得到了复合加固木柱轴心受压峰值应力和峰值应变的计算公式【9】。韩笑东、赵越等人对7根以内嵌钢筋外包碳纤维布复合加固的方形木柱进行加固试验,考虑嵌筋数量和受压偏心距两种因素对偏心荷载下的受压承载力以及结构延性的影响,发现加固后的木柱主要在纤维布之间的间隔段发生破坏,且随在一定范围内着偏心距的增大,木柱的承载力显著下降,但延性系数变化不大【10】。杨勇、陈展、王香云、薛建阳提出了采用预应力钢带加固既有裂损木柱的技术,并制作了6个加固木柱进行轴心受压试验,通过对各试件的破坏形态、承载能力、刚度和延性等数据研究钢带间距和层数对试件受力性能的影响,表明通过预应力钢带加固木柱可以有效提高木柱的承载力;同时也可以反映出,预应力钢带和木材可以协同工作。上述研究将FRP材料和钢材二者共同使用,通过试验证明了这种加固方式确实可以提高构件的抗压承载力,并增加了结构的延性,复合加固的技术为古建筑木结构的修复与保护工作提供了新思路。

2影响加固效果的因素

在对加固木柱进行轴压试验时需要综合考虑影响因素,设计试验方案,以下分析了在试验中对加固效果产生影响的一些因素,以便在进行试验时可以减小误差,得到准确可靠的数据进行分析,为古建筑加固保护工作提供数据。木柱在整体结构中主要是轴心受压或偏心受压的构件,二者在发生力学破坏时的力学状态不同,因此在试验之初一定要明确具体工况,确定试验条件。在使用FRP进行加固时应确定变量,因为木柱在发生轴压破坏时,加固效果受缠绕方式、加固位置、加固量的影响较大,由上述试验结果我们可以看出:在其他条件变不变,唯一变量条件下,全包的加固效果优于半包方式,半包方式优于间隔包裹方式;在柱顶与柱脚的位置容易发生木纤维的错动,造成破坏,因此需要进行加密加固补强;在一定范围内,随着加固量的增加,加固效果越加显著。其次试件的制作也会对加固效果产生影响,在进行加固施工时,FRP材料和木材之间主要通过粘接剂进行连接,粘接剂是否合理使用并正常工作将直接关乎加固材料是否起到约束作用,对试验数据产生影响,因此施工技术也是重要的影响因素。柱子的形状也会对加固效果产生影响,我国古建筑木结构中的柱子主要是圆形和矩形截面,FRP材料加固圆形截面的柱子时,约束效应延曲面柱呈均匀分布;而FRP材料在加固矩形截面柱时,由于角部效应的存在,约束效应呈不均匀分布。但是无论是圆形截面还是矩形截面的木柱,当纵向应力达到木柱的三向受压应力强度时,加固木柱达到极限承载力发生破坏。

3结论

古建筑的加固要求修复后尽量不能破坏原有建筑的原貌,且经过加固后必须符合现行规范,不可造成二次破坏,这就要求我们根据现存木结构的残损状况选择适宜的加固技术。近几年的研究发现通过传统的钢件或附加木构件加固可以起到一定效果,纤维增强复合材料开始广泛运用到木结构加固中来,对于加固柱构件的加固效果,主要考虑了抗压承载力、延性,并分析了影响加固的因素;对于将柱子具体的残损状况进行定性定量分类,从而研究加固效果的试验相对较少。目前的研究大多讨论了单一加固材料的应用,但是为了更好地保护古建筑,将多种加固材料组合使用的复合加固形式研究较少,首要考虑的就是各加固材料能否协调变形共同工作,此外还应在相应的工程情况下定量分析何种加固方式才能起到最佳加固效果,因此对于此类加固方式的研究有待发展。

参考文献

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[2]邵劲松,刘伟庆,王国民,蒋桐.FRP环向加固木柱轴心受压性能试验研究[J].玻璃钢/复合材料,2012(02):52-55.

[3]邵劲松,薛伟辰,刘伟庆,蒋建强,蒋桐.FRP横向加固木柱轴心受压性能计算[J].土木工程学报,2012,45(08):48-54.

[4]朱艳梅,王清远,董江峰,何东.FRP加固圆木柱轴压性能的试验研究[J].四川大学学报(工程科学版),2012,44(S2):52-56.

[5]周乾,闫维明,慕晨曦,杨慧.CFRP布包镶加固底部糟朽木柱轴压试验[J].湖南大学学报(自然科学版),2016,43(03):120-126.

[6]周乾,杨娜,闫维明.CFRP布墩接加固木柱轴压试验研究[J].建筑结构学报,2016,37(S1):314-320.

[7]何黎阳,刘清,韩风霞,韩霞,徐鹏.玄武岩纤维增强复合材料加固新疆杨圆柱的力学性能试验研究[J].工业建筑,2018,48(12):187-191+186.

[8]霍瑞丽,刘伟庆,童忆南,方海,方园.碳纤维增强复合材料约束短木柱轴压性能[J].材料科学与工程学报,2019,37(04):536-540.

[9]阿斯哈,周长东,杨礼赣.复合加固圆形短木柱轴心受压应力-应变关系[J].工程力学,2021,38(02):168-178.

第2篇:建筑加固技术范文

一、古建筑保护修复以及加固的重要性

古建筑是见证了建筑艺术发展历史的实体产物。我国作为世界四大文明古国之一,是唯一一个历史文化未出现断层的国家。我国悠久的历史文化,使得古建筑具有更高的研究价值。故在历史发展的进程中,古建筑已经成为中国历史文明的“活化石”,通过对古建筑的深入研究,能对中国古代社会的历史与文明发展情况进行分析,同时也对进一步深入研究中国古代历史文化有着十分重要的意义。从建筑类别上说,中国古建筑包括皇家宫殿、寺庙殿堂、陵寝墓葬、园林建筑以及居民建筑等。皇家宫殿类古建筑最具代表性的就是故宫和承德避暑山庄;寺庙殿堂类古建筑则有灵隐寺、白马寺等典型建筑;陵寝墓葬类古建筑有十三陵及乾陵等代表性建筑;园林建筑有留园、拙政园及圆明园等典型建筑;而居民建筑有乔家大院、洛阳卫坡村等。由于古建筑不仅在规模上有着较大的差异,在风格上也有所不同,因此,它的存在对中国现代建筑行业的发展有着十分重要的借鉴价值。对修复后的古建筑进行展示利用,还能创造经济价值。围绕古建筑资源可以大力发展文化旅游行业,不仅能带动地方经济的发展,同时也可以为古建筑的保护拓宽融资渠道,以及提高当地群众文物保护的意识。

二、古建筑破坏的现状

我国地域辽阔,不同地区的古建筑所处的地理环境不同,社会人文环境各异,遭受的破坏形式多样,但其中也存在诸多共性。我国有着悠久的历史,在历史的发展过程中,战争、自然灾害等诸多因素对古建筑造成了严重的破坏,导致古建筑的木质结构、佛像以及壁画等各类古建筑都受到了不同程度的破坏,其被破坏程度主要在于建筑本身的特性与建造时间,同时,大力发展城镇化建设对大量古建筑造成了一些破坏,导致部分古建筑已经消失在人们的视野中。古建筑的主体结构为木结构,其主要由各种天然木材通过榫卯连接而成。对于木质构造的古建筑来说,其木质纤维在内部收缩方面具有相当大的差异,造成建筑内部受力不均,同时中国许多古建筑长期在潮湿的气候环境中容易遭到侵蚀,导致梁柱结构受力面缩小,发生形变,使得古建筑构件损坏。木构架是建筑的主要承重结构,其稳定性如果遭到破坏,必定会对屋面、墙体连同依附于墙体的壁画等造成不同程度的破坏。由于古建筑建设年代较为久远,基础的沉降亦会对建筑的屋身、屋顶造成一定的影响。随着我国经济、社会的不断发展进步,人民对生活品质的追求越来越高。从现代生活的角度出发,古建筑的空间布局、采光、通风及装饰风格等已经不能满足大众的实际需求,对古建筑的改造、翻新现象层出不穷,使其原有的建筑形态、功能等逐渐丧失。

三、古建筑维修与加固

古建筑的维修与加固可分为经常性的保养工程、重点维修工程、局部复原工程、迁建工程和抢险性工程,但不论何种工程性质,在维修时应严格遵守“最小干预”的原则,保持古建筑原有的形制、结构、材料和工艺技术。古建筑的维修主要包括对屋面、木结构、墙体、基础等的维修加固。

1屋面维修

中国古建筑中屋面一般为砖瓦结构,主要包含琉璃瓦屋面、布瓦屋面、草屋顶等形式,在维修建筑物屋面时,应当严格遵循相关维修施工技术标准等有关规范制定的施工次序、技术工艺予以修复,严格按照整个建筑物群体的审美视角予以确定,以保证整个建筑物的屋面风格统一。古建筑屋面存在的病害通常包含屋面坍塌、漏雨、瓦件残损缺失、屋面滋生杂草等,因此,针对古建筑屋面所采取的维修措施主要有揭顶维修、检修、补配更换瓦件等。在实际情况中,如果建筑屋面出现了重大渗漏现象,首先应确定渗漏范围,分析屋面渗漏的原因,再确定揭顶维修的范围。如果建筑因木构架损伤、歪闪等原因导致屋面出现扭曲变形、渗漏等问题时,需对木构架采取替换、落架等措施,确保木构架稳定后,再对屋面采取进一步的措施。一旦屋面瓦出现了破损或者生长出了大量的野草时,则需要对这些瓦块做出拆卸、修补等处理。

2木结构维修

古建筑修缮中对于木结构的维修主要有落架大修、打牮拨正和修整加固等技术措施。落架大修时可以使用水平拆除的方法,将结构物由上至下逐级拆除,并且编号堆放,当修配建成以后,在地板上先放置梁架部分,确保榫卯的组合精确无误。在柱基归安的整个过程中,必须根据由下至上的顺序把柱架组装回原来的结构位置,只有在原有结构发生损坏时,才能使用化学补强的方法加以修复。如无法复原,可进行替换,但是必须要保证替换的新结构和原有结构的规格、型号一致。对木构架打牮拨正时,应先揭除瓦顶,拆卸部分望板和木椽,清理榫卯缝隙,根据施工时的实际情况进行调整。若在施工时出现异响等其他情况,应查明原因后,再继续施工。木构架整体加固时,不应改变其原有的受力体系,原有的连接件应全部保留,后加的支柱应便于识别。

3墙体维修

古建筑墙体的维修,应根据其残损情况和构造的特点,采取修整或加固的技术措施,如果修整、加固墙体采用现代材料时,不得改变墙体原有的结构、质感、外观形式及尺寸大小。施工时,应严格按照原墙体的材料、厚度、收分比例、工艺砌筑或夯筑;严格按照原墙体的构造、尺寸和做法,以及丁、顺砖的组合方式补配砖墙。在我国古建筑中,有着很多十分珍贵的壁画,而古建筑壁画的保护对研究不同时期宗教发展史和中华传统文化有着非常重要的意义。壁画修复时,应充分评估壁画的各类问题,掌握修复材料的物理化学性质,确定最优的修复方法。对于壁画存在的空鼓等问题,“揭取—加固—回帖”这种传统的修复方式较为粗犷,极易对壁画造成损伤。在传统文物保护修复技术基础上,灌浆加固和锚固补强相结合是治理壁画空鼓等问题的一种先进方法。

4基础加固

在建筑物的基础加固过程中,通常使用打桩强化技术,通过增强建筑物周围的土壤密实程度,提高建筑地基的硬度,以最大限度地避免建筑基础倾斜。采用土壤回填施工方式,对建筑物周围的洞穴进行回填处理,有效避免有机物对建筑地基造成腐蚀的问题。在回填时,应当严格根据建筑物构造的实际情况决定施工深度和开挖范围,要确保工程避开房屋台阶。当古建筑周边高程变化较大时,在建筑附近设置挡土墙,提高建筑地基土质,防止慢性变形,这能够有效抑制建筑的沉降现象,此外,还要根据地面的实际状况选用合适的挡土墙稳定性措施。在进行修复的过程中,还需要对建筑构件承载力以及构造与抗震机理的状况做出评估,并按照古建筑修复工程的原则恢复建筑的原有风貌,如此才能够确保原古建筑结构稳定,并避免古建筑在抗震中遭受影响而发生坍塌的状况。对于木装修、地面等其他部位的维修,本文不再赘述。

四、维修加固技术的实际应用

对于古建筑的加固和修复,当前古建筑修复加固中常用的技术主要有以下几种。

1.钢筋加固法

在古建筑施工中,虽然砖墙砌筑块体已经比较普遍,但是因为长期失修,其产生开裂和倾斜等现象在所难免。在当前的施工中,通过运用内部钢筋加固技术就可以很好地改善施工的品质,所以,内部钢筋加固法在该类日久失修的施工中使用得比较多。针对更具体的施工,目前使用得比较多的是外部钢筋加固法,这种加固方法一般都是用钢筋环绕在砖墙的砌筑块体,以保证与砖墙砌体之间能连接在一起,此时再用螺栓加以拧紧,以此增加区域砌体的结构强度;还有一种方式就是内部结构的钢索锚固长度法,这种加固方法主要是指在砖墙的砌体上进行开孔之后,再将钢缆全部埋设,但需要注意的是,要用拉绳联系钢缆和锚点,形成一定强度的拉力,这也就能够防止砌体上出现倾斜现象。在古建筑的实际研究中,竖向裂缝和房屋倾斜现象都较为普遍,针对竖向裂缝,一般可采取外部钢板直径固定的方式,在房屋的外部表面采用钢棒固定,一般孔径为三点六厘米以下,并用过松固定调节螺钉加以连接,而具体的过松调节状况,可根据古建筑的裂缝种类、尺寸以及内部构造等因素进行具体调整,此外,还应考虑到季节气温的变动也会影响钢棒的松动。针对倾角问题,通常采取的是古建筑内部钢筋直径固定方式,对于古建筑内部结构相对完善的外墙,可嵌入钢棒,或在墙外侧进行锚固;对于发生倾角现象较严重的古建筑的外墙,可在外墙两侧之间选取合适的位置,通过嵌入钢棒并与锚固长度点进行对接,从而可有效控制倾角现象。

2.水平砌缝插入钢棒添补法

受当时施工技术的影响,不少古建筑在经过久远的历史时期之后,人们已很难用肉眼看到其水平倾角变化和裂缝情况,而这些裂缝和水平倾斜的状况出现的概率虽然不多,但是如果不加以修补,在一段时间后,就会危害到整座古建筑的整体质量,甚至会导致整座建筑突然倒塌。因此,针对这些较简单的建筑结构破损修补,通常可采用从水平砌缝插入钢棒添补法。其重点是针对新砌筑的重要部位或是已经损坏很大的部分重点修复,此种情况下也可开凿水平墙缝,在开凿过程中要依据新砌筑的实际情况,对于裂缝面积较大的,可使用砖块碎石等建筑材料进行填充;而对一些面积比较小的裂缝,则可插入钢棒进行填充。不过需要注意的是,平行钢棒之间必须要通过弯直钩互相连接。当砌筑完成以后,为了保证新砌体外表的美观性和整体性,一般会采用砾石填充,或者采用与老砌筑外立面相同颜色的硅灰砂和涂料等材料作为外表涂层,以保证新的砌体外表完整如初。

3.砂浆灌注法

对于房屋外立面的开裂,可以用砂浆灌注法,这种方法的关键在于材料的选择,砂浆材料的质量很重要,要保证砂浆中不能存在盐等腐蚀性物质,当浇注后,砂浆渗入到裂隙中,渗出的砂浆会沿着裂缝走向内部,在裂隙中凝固,从而完善外墙的构造性能等部位的裂缝,增强外立面的整体的强度性能。针对同一建筑物,其内部装饰砌体构造会有很多种,而且对不同的外墙承重机构也会产生不同,故可以选用石灰混凝土,其流动性比较好,在凝固以后的结构强度也较强。

4.局部加固工程

古建筑中,大木结构是主要的结构材料,维修工程的性质由大木结构的损坏情况决定。对于古建筑的险情而实施一些临时的、增加支撑等附加构筑物的安全措施就是抢险加固工程。大木维修就是对古建筑附加梁柱、柱子墩接等,严格按照木结构的加固标准以及要求进行维修,通过修缮的手段保证古建筑文物的结构安全,同时还需要确保加固后的外观与整体建筑相适应,最大限度地维护古建筑的原有结构,保证其完整性。在现代社会中,中国人民的精神生活和物质文化水平得以全面提高,对文物保护的意识也逐渐增强,同时有关中国古建筑修复技艺的科学研究也取得了较大进展。对古建筑的修复与加固,不仅可以提高古建筑的整体效益,让人们更为直观地了解中国的建筑历史、建筑文化,而且也能为今后的古建修复工作提供必要的依据。综上所述,古建筑是中国建筑史学、建筑美学、建筑科学发展的重要部分,它本身就具有很大的历史价值、科学价值和艺术价值,所以在古建筑维修过程中,要根据其具体状况,采取科学、合理、可逆性的修复技术,进行最小干预,保持古建筑原有的形制、结构、材料和工艺技术,让古建筑保护成果惠及民众,助力当地历史文脉的传承和发展。

参考文献

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[3]高豫宛.古建筑保护修复技术及加固措施探析[J].中国民族博览,2019(02):203-204.

[4]范志勇.古建筑保护修复技术及加固措施分析[J].建筑与装饰,2021(12):158,160.

第3篇:建筑加固技术范文

[关键词]残损;特点;古建筑;木结构;加固

在长期风化与腐蚀中,大部分古建筑木结构均出现不同程度的坏损,积极做好古建筑木结构的修复与加固工作极为重要,采用符合实际情况的加固方式对提升整体结构稳定性有较大帮助作用。

1古建筑木结构的残损特点

根据年代、建造材料、施工工艺等的不同,古建筑木结构的残损有着本质差别,特点方面也有所差异,目前已知的古建筑木结构残损特点主要有7个方面,这也对加固技术提出了严格要求。

1.1屋面漏水

屋面漏水在降水较多、相对较为潮湿的地区较为常见,虽然屋面漏水的加固手段较多,但对于木质结构的腐蚀却是难以修复与弥补的。屋面漏水的主要原因是屋面结构密封性存在问题,相关建筑材料的选用存在问题,长期的使用,使古建筑出现结构倾斜的情况,作为主要的结构支撑体,结构的倾斜将带来一系列问题,尤其容易导致檐头椽子翼角的下垂变形,进而致使出现裂缝及漏水情况进一步加剧,加之水对木结构的腐蚀,极易导致古建筑的坍塌。

1.2木材的干缩裂缝

木材干缩裂缝的情况,在西北部地区较为常见,出现裂缝的木质结构使原有的重力支撑点发生改变,极大的降低了木质结构的强度与密度,使其呈现出分散的支撑结构,一般在非外力影响下,该结构相对较为稳固,但在受到外力影响时,用于支撑重力的总体结构,容易出现更大的裂缝,从而加剧问题的严重性,并带来了重大的安全隐患。

1.3木材的糟朽

古建筑所处的环境,决定了木材的糟朽程度,大部分古建筑木材均会出现不同程度的糟朽,对古建结构产生影响,极易导致结构的不稳定,进而加深了其余承重结构的压力,在一定程度上,也加快了其余承重结构的损毁速度,大大降低了古建筑的整体稳定性。

1.4结构的挠度

在受力与非受力温度变化时所产生的位移对古建筑结构威胁较大,同时也给后期修缮工作带来一定难度。归根结底,主要是大部分木材在长期使用中老化问题较为严重。发生挠度的木质结构随时可能发生破损情况,而由于没有事先预兆,仅根据挠度变化无法准确判断出损毁的位置,进而加大古建筑的危险系数。

1.5梁柱节点的拔榫,脱榫

榫在古建筑中较为常见,是连接木材梁柱的连接点。在古建筑中,脱榫情况尤为严重,其也成为诸多古建筑发生坍塌的主要原因,脱榫一般与榫子并没有直接关系,主要原因在于榫卯,该位置的摩擦力随时间的推移而逐步降低,拉力也随之下降,容易产生脱榫及拔榫的现象。拔榫与脱榫现象的发生,进一步加剧了古建筑建构的松散程度,在外力作用下极易产生坍塌问题。

1.6柱子倾斜

通常情况下,在古建筑结构完好的情况下,柱子的倾斜情况较少,而即使出现柱子倾斜的情况,也并不会产生较大的倾斜,除非受到较强外力影响。榫卯对柱子倾斜的影响较大,在受到外力影响而倾斜的柱子中,榫卯的影响占有较大比重。作为古建筑主要的重量承载体,柱子的倾斜所造成的影响是整体性的,在不平衡的结构条件下,一根柱子的倾斜极有可能导致古建筑的整体倒塌。

1.7地基破坏

地基破坏主要是选址或地理环境问题,地理环境对地基的破坏尤为严重,自然灾害及虫灾等,均是地基破坏的主要诱因。含沙层的沙土流失与地下积水也是不可忽视的重要影响因素,大部分受到地基破坏的古建筑均会出现倒塌现象并难以修复与加固。

2古建筑木结构残损的修复加固方法

2.1屋面破坏

以揭瓦檐头方法对木结构的檐头望板、飞椽等构件糟朽或弯垂进行处理。步骤:拆开瓦面,铲除灰背,更换或修正木构件,恢复瓦面。

2.2干缩裂缝

柱子的裂缝宽度小于3mm可采用腻子勾抹严实;裂缝宽度在3mm~30mm可用木条嵌补,并用耐水性胶粘剂粘牢。

2.3糟朽

节点处轻度糟朽可剔除腐朽部分,接种新木,后以螺栓及U型钢板加固;节点处糟朽严重则应及时更换梁头,使用螺栓等加固,以便提高结构强度与稳定性,严重的糟朽要能够及时察觉,进而避免带来严重的安全隐患。

2.4挠度

下撑式拉杆法:在木梁下部增设拉杆,组成桁架与木梁的形式。在加固前要确保木梁两端的材质完好,如有腐朽或虫蛀则不能采用此方法;支顶加固法:对梁架进行支顶,减小其挠度,提高受荷性能。

2.5梁柱节点破坏

扁钢加固:用短钢包裹住已有裂缝的梁截面,再用木钉或螺栓将扁钢固定在梁上;木夹板或钢夹板加固:在木柱与梁架的交接部位用木夹板或钢夹板加强连接,或采用U型钢加固。

2.6柱子倾斜

添加胶合板抗震墙:日本属于多地震地区,日本的古建筑木结构加固均具有良好的抗震性能,因而采用日本古建筑木结构修复加固方法效果较好,需要将胶合板进行固定,固定位置在梁柱的连接处,进而加强框架的的稳定性;增设钢铁构架:钢铁构架的使用,在世界范围内较为广泛。在增设钢铁构架过程中,需要注意的是首先要保证结构框架的结构强度,其次要确保其能够承受钢架构架的重量,最后通过增加架构连接点的方式,增强结构的抗侧移刚度。在多种加固方式中,该种方式优势较为明显。

3结语

残损古建筑木结构加固技术较多,需要选择适合古建筑结构稳定性的加固方式。古建筑木结构加固专业性质较强,对技术与加固水平要求较高。随着科技的不断革新,加固技术也随之有了显著的提升,采用新型材料进行木质结构的加固势在必行,将古建筑木结构加固技术与现代新型材料进行有效融合,对提高古建筑修复行业的稳定发展有着积极作用。

参考文献:

第4篇:建筑加固技术范文

关键词:古建筑;木结构;破坏类型;加固技术

传统木结构是我国古建筑中最主要的结构形式[1],自形成以来经历了漫长的历史阶段,演变出许多鬼斧神工的建筑瑰宝,反映当时中国建筑在技术上和艺术上的成就。但千百年来因木材自生缺陷及遭受各种自然灾害和人为损害,加上修缮工作不及时,许多木结构已产生较严重的累积损伤,其承载和变形能力均有不同程度降低,致使古建筑木构架处于危险状态,严重影响结构安全。故对木结构开展合理的修缮加固尤为重要。目前我国古建筑木结构修缮加固工作大多采用传统修复加固方法,主要依靠匠人经验判断,缺乏现代力学理论基础,设计和施工难被现代工程师和技术工人掌握[2],科学性不强。同时快速发展的修复加固技术如新型复合材料加固技术尚集中在单一受力构件加固领域,未形成一个完整的体系。近年来国内外专家对古建筑木结构加固进行了大量研究,得出了系列研究成果。以古建筑木结构为对象,阐述了古建木结构的破坏类型,归纳了相应的传统修复加固技术,总结了现代加固技术的应用,以期能更好地对古建筑木结构进行加固保护。

1古建筑木结构破坏类型

1.1腐朽

木材腐朽在传统木结构中普遍存在,危害程度也最大[3]。常见的腐朽部位有墙内木柱柱根、局部的受弯构件以及木构架最上层的椽子、望板等,如图1(a),图1(b)所示。腐朽的出现会对木材的纤维结构造成破坏,大大降低木材的性能,使构件截面受力面积减少,严重影响结构承载能力,从而使木结构产生各种破坏,甚至坍塌。

1.2虫蛀

木材由于空气温度和湿度的变化等周围环境的影响,容易遭受有害甲虫侵袭,有害甲虫一般将木材蛀成针孔大小的虫眼,并从蛀孔中掉落下白色粉末状蛀屑[4],从而在木材表面或内部形成空洞,如图1(c)所示,造成木材强度下降。

1.3开裂

木材在加工制作和使用过程中,外界温湿度变化会造成木材各部分的含水率或干燥程度不同,从而导致木纤维的内外收缩不一致,木纤维沿纵向互相分离产生纵向干缩裂缝[5],如图1(d)所示,并且随着时间的推移,木结构受力构件在外力作用下原有的干缩裂缝不断加深变宽,承载能力大大降低。1.4拔榫古建筑木结构的节点多采用榫卯连接,榫卯节点在长期的受荷下,榫头和卯口之间不断摩擦,榫头磨损使得榫头与卯口产生缝隙,木材自身的材料干缩等促使榫头与卯口之间的缝隙扩张,榫头在外力作用下拔出,如图1(e)所示。榫头拔出使得榫头与卯口间的受力面积减少,在外力作用下节点成为整体结构的薄弱部位,且节点失效破坏后,整体结构将容易转变为机构而破坏。

1.5弯垂

木结构中的受弯构件,主要包括梁、枋和檀等构件。由于长久的竖向荷载作用下,累积蠕变导致构件常常出现下垂,严重时会发生底部劈裂等现象[6],如图1(f)所示。当构件弯垂尺度超过规范限制,严重危害木结构的安全时,应采取加固手段进行处理。

2传统修复加固技术

针对木结构的常见破坏类型,目前运用最广泛的是采用传统加固技术对损坏的木构件进行修缮加固,传统修复加固技术由工匠根据前人经验总结而传承保留下来的加固技术,通过采用原材料、原工艺、原做法,对产生破坏缺陷的构件或整体进行修复或更换。针对木结构常见的破坏类型,归纳传统修复加固中对局部损伤构件的具体修复措施。

2.1糟朽加固

不同程度的腐朽木柱,依据其腐朽程度,采用如下方法(剔补或者墩接)进行修缮加固处理[7]:当木柱轻微腐朽,木柱剩余截面承载能力经过验算尚能符合受力要求时,可将腐朽部分剔除,然后用干燥木材按照原样进行修补;当柱脚腐朽严重,但未超过1/4柱高时,可采用墩接柱脚的方法处理。墩接法主要指将柱子腐朽部分截掉,换上新料,然后在新旧木料结合处做成榫卯进行连接。梁枋等其他构件腐朽修复加固方法和柱子类似。轻微腐朽可采用剔补法处理,如腐朽构件剩余截面不能满足使用要求,宜选用原树种干燥木材制成新构件进行更换。虫蛀木构件修复加固采用类似腐朽木构件修缮加固技术。

2.2开裂加固

当木柱的干缩裂缝深度不超过柱径或该方向截面尺寸1/3时,主要采用嵌补方法对木柱进行修缮加固:当裂缝宽度不大于3mm时,用腻子把缝隙勾抹严实;当裂缝宽度在3mm~30mm时,可用木条嵌补,并用胶粘剂粘牢;当裂缝宽度大于30mm时,除用木条补严粘牢外,还需在修复处加2道~3道铁箍。对于位于梁枋的干缩裂缝,当裂缝深度不超过梁宽或梁直径的1/3时,可采用嵌补的方法;当裂缝深度超过梁宽的1/3时,且经验算构件承载力不满足受力要求,需在梁底下支顶立柱或在梁枋内埋设碳纤维板、型钢。

2.3拔榫加固

对于梁枋等构件的拔榫加固:当榫头完好,仅因柱架倾斜而产生拔榫时,将柱架拨正并用铁件等加固件拉接;当梁枋完好,榫头因糟朽、断裂而脱榫时,先将破损部分剔除,再按原尺寸重新制作硬木榫头,新榫头通过粘胶固定在梁枋端部并嵌入卯口,然后用铁件固紧。

2.4弯垂加固

对于梁枋等受弯构件,当构件发生轻微垂弯且没有劈裂现象时,将构件拆卸后反转放置并施加一定压力将其压平;当构件有断裂迹象或挠度超过限值时,可采取开裂加固中的支顶法和补强法,若这些方法效果不好则采取更换构件的方法。

3采用现代手段加固

结合古建筑木结构加固的基本要求,采用纤维增强复合材料(FibreReinforcedPolymer,简写FRP)、环氧树脂、自攻螺钉等进行加固。FRP具有自重轻和施工便捷等优点,科技的发展降低了FRP的使用成本,使得FRP逐渐应用于木结构维修加固领域,且加固后易于满足可识别、可逆性等要求。针对木构件常见的破坏类型,利用现代加固技术对受力构件与节点针对性加固可取得较好加固效果。

3.1木梁加固

大量学者研究了干缩裂缝对木梁承载力的影响,并采用不同的加固方式恢复木梁的承载力。陈孔阳等[8]研究了干缩裂缝对木梁承载力的影响,通过制作4组带有不同深度纵向干缩裂缝的木梁进行三分点加载试验,结果表明:当木梁处于受弯破坏时,裂缝对木梁承载力的削弱较小,处于顺纹剪切破坏时,裂缝对木梁承载力的削弱较大。Calderoni等[9]通过实验研究既有木梁的抗弯性能,研究表明裂缝对木梁的承载力影响较大。宋晓滨等[10-11]为了研究纵缝对木梁承载力的影响规律及自攻螺钉对木梁承载力的修复效果,修复方式如图2所示,通过弯曲加载试验进行研究,研究表明:位于木梁剪弯段截面中部的纵缝对木梁承载力削弱最大,木梁承载力可降至46.2%;自攻螺丝施加在弯剪段的修复效果最好,并基于实验数据和理论分析推导出相应的木梁承载力计算公式。在纤维材料加固木梁的研究方面,张露等[12]研究了带木节的缺陷梁与碳纤维布加固梁的抗弯性能等,并且通过弯曲加载试验分析缺陷所在位置对木梁承载力的影响。研究表明:木节处于受拉区对木梁抗弯承载力的影响大于受压区木节,在底部粘贴碳纤维布对于受拉区有缺陷的木梁能很好地起到加固效果。朱兆阳等[13]通过弯曲加载实验研究了FRP板隐蔽式加固截面削弱型木梁的抗弯性能,研究表明:与模拟残损梁相比,FRP板加固木梁的抗弯承载力及抗弯刚度均得到了显著提高,其抗弯性能甚至超过了健康梁。RescalvoFJ等[14]提出了用碳纤维压板条和碳纤维布复合加固木梁,如图3所示,通过对老旧的木梁和加固木梁进行了抗弯性能试验,结果表明:与老旧木梁相比,加固梁的抗弯承载力不仅可以完全恢复甚至得到显著提高。有学者研究钢板对木梁的加固效果,杨勇等[15]通过实验研究了粘贴钢板对木梁的加固效果。研究表明:钢板加固木梁能有效阻止既有纵向裂缝开展、提高残损木梁承载能力和刚度,可用于不易更换的严重裂损木梁的补强加固。张富文等[16]通过对未加固木梁和粘贴钢板加固木梁进行1200d的长期持荷试验研究,分析粘贴钢板加固木梁的长期受力性能,结果表明加固钢板对木材蠕变具有约束作用。目前对木梁的研究多集中于干缩裂缝对木梁承载力的影响,不同裂缝因素对木梁的影响不同,在同一条件下,当裂缝深度超过一定量,裂缝对木梁承载力的削弱作用变大;裂缝位于木梁剪弯段截面中部对木梁承载力的削弱最大。学者多采用纤维复合材料对木梁进行加固,该加固方法能大幅度提高木梁的抗弯性能,起到较好的加固效果。

3.2木柱加固

目前学者们对木柱加固技术已开展广泛研究,主要集中在柱体补强加固和柱根腐朽加固等方面。张萌等[17]通过试验研究间隔粘贴纤维布加固矩形截面短柱的轴压性能,分析纤维布的种类和加固层数对其抗压承载力等性能指标的影响,结果表明:纤维布加固都能提高木柱的承载力,不同种类的纤维布加固效果相差不大,随着加固层数的增加,木柱的纵向变形和横向变形分别增大和减小。王香云[18]提出钢管加固木柱(见图4),通过对原木柱和钢管加固木柱进行试验研究,结果表明:钢管加固木柱能提高木柱抗压性能,补强加固效果显著。在柱根腐朽方面,周乾等[19]通过轴压试验研究采取CFRP布包镶加固柱根(如图5所示)的轴压受力性能,结果表明:采用CFRP布加固柱根后,木柱极限承载力及延性可大部分恢复,水平及竖向压应变均得到提高。李宏敏等[20]提出一种钢套墩接加固方法,并对加固木柱进行轴心受压试验。研究结果表明:墩接柱主要破坏状态为类似于极值点失稳的破坏,钢套墩接加固可以大幅提高木柱的抗压承载力。目前木柱加固多采用纤维布加固,纤维布包裹木柱使得木柱处于三轴受压状态,木柱的轴压性能得到提高,横向变形减小。钢件加固木柱可以明显提高木柱的抗压承载力,但铁件耐锈蚀差,容易导致加固效果降低甚至失效。

3.3榫卯节点加固

古建筑木结构由于自身性能老化,榫卯节点制作时存在截面削弱,成为整体结构的薄弱部位,在地震等外力作用下容易发生拔榫现象,整体结构将容易转变为机构而破坏。因此大量国内学者通过对梁柱榫卯节点进行加固,限制其发生榫头拔出等破坏,并对榫卯节点加固前后的抗震性能进行研究。孙文等[21]分别采用3种不同碳纤维布加固方案,如图6所示,然后对这3种碳纤维加固的木构架进行拟静力试验,实验结果表明:碳纤维加固木构架后其承载力与刚度得到提高,其中双层分离式碳纤维布整体加固效果最好。周乾等[22]采用扒钉、CFRP布与钢构件3种材料加固传统木构架榫卯节点,通过试验对比分析加固后榫卯节点抗震性能,结果表明:榫卯节点加固前后均有良好的变形能力,其中钢构件的加固效果最好。薛建阳等[23]研究角钢加固后传统民居木结构十字形半榫节点抗震性能,通过对未加固节点和角钢加固的节点(如图7所示)进行低周往复加载试验,结果表明:与未加固节点相比,角钢加固节点的承载力、刚度得到了明显的提升,且节点承载力退化现象得到明显的改善。刘芳莲[24]采用黏弹性阻尼器对榫卯节点进行加固,黏弹性阻尼器如图8所示,通过拟静力试验研究加固后节点的抗震性能,结果表明:黏弹性阻尼器能够明显提高节点的抗震性能,其中节点的最大弯矩提高最大。齐振东[25]通过低周往复加载试验研究了摩擦阻尼器加固后单向直榫节点的抗震性能,结果表明:摩擦阻尼器在提升榫卯节点抗震性能表现优良,显著提高榫卯节点的刚度及耗能能力。图8黏弹性阻尼器实物A钢板B钢板橡胶层目前木结构榫卯节点加固方法主要由三大类组成,纤维布加固、铁件加固、阻尼器加固。纤维布和铁件加固方法比较成熟,纤维布主要以碳纤维布为主;阻尼器加固方法起步较晚,研究不够完善,没有成体系,并且加固方法比较复杂,使用起来不太方便。这三类方法都能提高节点的承载力和刚度,并且限制榫卯节点在地震等外力作用下发生脱榫现象进而导致整体结构的坍塌。

4结论

第5篇:建筑加固技术范文

[关键词]建筑物结构;加固;改造

随着建筑设计标准的要求越来越高,有些依据原有的建筑设计标准建造的建筑物将不能满足现在的质量标准。对现有房屋建筑开展加固改造,可以增加其使用寿命,有助于降低房屋建筑废料的产出和环境污染,并且较新建来说有着耗时少、使用率高、加固成本小和效果显著的优点。同时也是提升建筑安全性和持久性,增加建筑使用年限和提升建筑抗灾能力的关键。

1需加固改造的建筑类型

(1)对老化房屋建筑实施加固改造来提升其承载力和安全性,并保留其现有的房屋外貌,不但投入价格比新建房屋建筑少30%~60%,对环境的污染小、投入少、耗时较短。目前,对老旧房改造加固内容主要为调节、整合居住房屋,增加应用区域,增加建筑物的层数,房屋部分墙体下沉以及需要抬高等。(2)由于自然灾害导致的改造加固:因为空气中酸碱度变化、负面天气频发等因素以及地震、山体滑坡等灾害的破坏,造成房屋出现严重的安全隐患时,需要加固、改造。(3)建筑物由于日常使用不当所造成的改造加固,例如:随意拆卸损害承重墙或整体关键构件等[1]。(4)随着建筑设计标准的提升,对原有情况下,需要进行加固的建筑构造需求提高,也需要对其开展改造加固,以符合新的建筑标准。

2建筑物改造加固类型

2.1基础结构改造加固

基础结构改造加固主要是对原有房屋地基抗压不足进行的改造加固,其中有抬墙梁法、墩式再固定法、基础拓宽法、框架结构拓宽技术。(1)抬墙梁法,是应用预先备好的大号钢筋混凝土梁或者是钢制梁在纵穿原有结构的基础梁下,放在原本两边的桩或墩上,支撑新增结构的重量;(2)墩式再固定法,是直接在地基下分层挖掘至耐力层浇灌相关混凝土,最终使分层地基连接到一起,抗增层部分的压力;(3)基础拓宽法,是当原房屋基础底层区域较小时,对柱基可沿基础进行四周拓宽,对条形基一边拓宽或两边拓宽;(4)框架结构拓宽截面技术,是将原结构构件表层进行凿毛以及清洁处理,通过新增浇筑钢筋混凝土或局部新增浇筑来拓宽原构件的截面大小,以提升其承载力和强度,或改变其自振效率的一种直接加固方法(见图1所示)。该种方法具有应用实践经验丰富,实施便捷,适应性高的优点;弊端是实施期较漫长,易造成梁柱受力过大。该种方法的适用范围:一般使用在梁、柱等构件及普通结构的改造加固,尤其是原截面大小明显偏小和轴压比显然较大的构件改造加固上。需要注意的是:框架结构拓宽截面施工技术的改造加固效果与改造加固时的承重能力、施工处理方法、使用材料性能等因素直接有关。因此,一定做好重点部位的加固处理,尤其是柱与基础部位的加固连接、柱和梁的加固连接,要严格依据规范实施;要在新旧混凝土间刷高粘结性的材料制剂,确保新旧混凝土有着极高的粘结效果;要除掉原构件表面的风化松散层、碳化碎裂层,直到完全暴露基础层,再进行凿毛。此方法的优势是投入少、耗时短、成效快,是如今应用最广泛的改造加固方法。缺点是由于改造加固使外套构造的底层材料过多,易造成“鸡腿”现象。该方法特别适用在改造加固房屋建筑物、顶部承载力以及不能满足加固后所需承载力的房屋建筑。

2.2混凝土结构的改造加固

混凝土结构是应用最广泛的房屋结构形式之一,对其改造加固也是十分常见的。混凝土结构改造加固的办法有不少,例如:常见的增添截面面积加固法、粘钢加固法,还有提升支持加固法、裂缝补充物料法等间接加固办法,还包括混合物浸入混凝土改造加固法、玻璃钢改造加固法、碳纤维改造加固法等新型改造加固方法。具体选择哪种加固办法,需要按照被加固建筑的实际情况具体分析。新增混凝土构架托换技术也是改造加固技术之一。新增混凝土构架托换的施工过程如下:布置临时支撑——圈梁凿毛——确定梁拓宽截面大小——组建梁钢筋框架和浇灌混凝土——拆卸柱截面的承载力——布置新增柱钢筋及浇灌混凝土(见图2所示)。按照顺序实施,待新的构架结构系统施工完成并确保其达到设计承载力后,拆掉被托换的原构架承重墙,即最终完成新的构架结构系统[3]。在整个操作过程中,利用计算机设置出最负面情况下的支持系统,运用刚度较大的满堂钢管架支持系统,安插大小为零替换框架柱的左右两部以及尾部的相邻部,钢管的水平和垂直间隔均是0m。为了降低对原结构楼层的干扰,打孔时,先对楼层钢筋进行勘测,尽可能地减少原楼层的钢筋。为确保新增混凝土的紧密性,浇灌用的混凝土的坍落度需要高于180mm并要有着加固的膨胀能力,同时,还要在新旧混凝土两者间涂上一道粘结剂。

2.3钢结构的加固

钢结构加固的办法有增添支点加固法、改造钢架结构计算图案的加固法、粘结外包钢加固法等。其中,增添支点加固法是改变结构内力分散并提升其承载力的加固方法;改造加固钢架结构测算图案的加固法是指通过添加附加件和支撑、添加预应力、考虑面积一同使用的措施,是改变结构承重分布情况、传力渠道、节点特质和边界标准的加固方法;外包钢改造加固是把型钢或钢板包在被加固配件的外边对结构进行加固的方法。钢结构加固墙体的重点实施工艺如下:拆卸原墙面刷料——打孔用水刷洗——喷素水泥层——安放钢筋网纱并设立锚筋——浇水打湿墙——抹泥砂浆并保护——外墙装潢(见图3所示)。在施工中,当碰到原墙面碱蚀严重时,先铲除松散面层,运用1:3水泥砂浆涂抹,最后再拆卸已松散的勾缝砂浆。在墙面打孔时,先依据项目要求划线指出锚筋部位,并用电钻打孔。在抹灰中,应使用分层手法,每层高度把控在15mm左右。抹灰完后应及时保护内墙面进行浇水,外墙除浇水外,还要在外墙面上通过粘贴草袋来降低太阳温度或冬季温度过低造成的干扰。以上钢结构改造加固技术按照材质的不同可以分成钢筋—混凝土配合梁托换和钢筋―砖砌体配合梁托换。这是运用钢梁以及混凝土砖砌体共同组成的新托换梁,用来替换原墙体所承担的负荷的方法。该方法与传统的加固技术对比,有着重量轻、耗时短、工程步骤简洁、安全系数高等特点,是将来改造加固技术的研究方向。

3建筑物改造加固技术的施工要点

3.1安全隐患鉴定评估

房屋结构进行改造加固前需要先对该房屋展开安全性评估,完整地了解房屋结构安排是否符合结构策划标准,项目结构、各类材料性能是否符合《建筑减震鉴定标准》的相关标准,这些都要对建筑进行严谨的鉴定,若鉴定不符合标准就要进行二次承重的鉴定。在展开首次鉴定时要应用房屋构件的现实信息数据,并按照测算成果对房屋进行承重力安全问题鉴定,对有安全问题的构件需要进行一定的改造加固处理,提高房屋的稳定性。鉴定评估是建筑结构进行加固的前提,只有全面的认识策划结构,对结构构件甚至于房屋有全方位的了解,才可以更好的选择加固方式,获得更好的效果。由于房屋建筑的改造加固是作用于已建房屋上的,因此在开展房屋加固设计时要考量到新老构造强度,硬度构造以及材质等部分的和谐性和整体性、施工条件有限性和其他要素对项目的干扰等等。需要更加适宜地对房屋建筑开展加固设计。对一般建筑物进行改造加固的步骤见图4所示。例如:混凝土结构施工的安全鉴定评估分为au、bu、cu、du几个级别,按照抗力R以及荷载效应S和结构关键性系数Y积的比值判定,其等级状况见表1所示。注:au级为满足国家现行建筑规范的安全要求,拥有承载能力,无需采取措施;bu级为低于国家当今建筑规范的安全要求,承载力不明显,不必采取措施。

3.2注重建筑结构整体效应

在加固项目时需要全面考查单个构件对整个结构的干扰,不要限制于单个构件加固后本身的稳定性,而忽视了对其他构件的干扰[2]。当对建筑进行再固定时,不但单一的针对危险构件进行再固定活动,也需要考虑当对该构件进行再固定后其对整个建筑造成的影响,例如:对一栋居民楼某层的承重墙进行加固时,其加固完成后有可能造成整层楼的特质出现变化,容易导致出现薄弱的楼层,干扰建筑整体的抗震性能,从而出现连锁损害。

3.3承重测算规则

在进行结构承重力测算时,需要按照构件的实际承重力、截面面积、现实硬度进行测算。所运用的实际截面面积需要考量各类负面影响,在进行实际承重力测算时,对于原来的建筑物构件需要按照材料现实硬度来测算实际承重力,针对新增层面需要考虑其受力滞后的情况以及新旧层面一同承重的状况。同时,在对新增部分测算时其硬度数据上需要乘上折减系数并考量构件力量抵抗力不同、切割面积扭曲等负面干扰。

3.4方案强化

加固方式强化的标准主要有:现场的实施环境、加固方式的有效性、加固方式的经济适用性和加固后带来的经济收益。选择适合的加固方案前需要有效了解加固前结构的力量抵抗特性和改造加固后的力量抵抗特性,敲定整个结构的力量变化路径,确保加固后原构件和改造加固部分的有效连接,同时需要考量施工技术的因素,尽可能缩减施工时间,减少项目费用。随着科技的进步,建筑物的相关需要也逐渐提高了,针对应用功能不再符合当前标准的建筑物一定要做加固改造处理。在建筑加固的时候,一定要严格按照标准进行,只有如此才可以确保建筑加固的质量,提升建筑加固的效果。在对建筑物进行加固、改造项目前,应按照相关的技术鉴定要求进行有效的鉴定,按照鉴定成果,确定改造加固项目的标准和范围。对房屋的改造与加固,应按照应用部门的需要和房屋结构损坏后的严重程度,来决定加固后房屋结构的有效性。改造加固的方案需要最大程度地应用上原结构和构件,保留的原结构部分要确保其使用性和减震功能,同时也要减少不必要的拆减和改造,拆减部分要考虑对其材料的循环和再利用。加固改造时需要整体考虑技术经济准则,从项目方案与施工上综合考虑,尽可能减少施工时间,降低停工停产行为,尽量不干扰建筑的使用。因为温度变化、酸碱、水汽循环、地震灾害、地基不均匀出现塌陷等要素产生房屋结构的破坏,加固时一定要考虑降低、减弱或消除此类负面影响,避免建筑破坏持续发生,降低再次加固的可能。

4结语

房屋结构改造加固要符合科学进步的理念,符合国家所倡导的可持续战略。随着新物料、新科技在改造加固项目中的运用,加固方式也逐渐变得多元灵活,但这些加固技术也有自身的利弊问题,还需要继续在实践中展开探讨和完善。建筑物的改造加固施工前,需要认真分析、严格判断原来建筑物的状况及原来使用的建筑材料,之后才能进行初步的加固方案设计,这也是建筑物改造加固的关键。

参考文献

[1]黄兴棣.建筑物鉴定加固与增层改造[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2]于德生.既有建筑物结构加固改造方法浅析[J].山西建筑,2010(23):83-84.

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