發(fā)布時間：2023-08-01 17:07:33
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：建筑物加層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；加層加固設(shè)計(jì)
中圖分類號：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1工程概況
某大廈高層建筑原主體樓15層，地下1層面積3980m2，主體樓面積43200m2。原主體采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，抗震設(shè)防烈度為7度，剪力墻抗震等級為二級，框架抗震等級為三級。基礎(chǔ)采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁Φ500，壁厚125mm，AB型，樁端持力層為砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，樁長約25米，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為5000kN。由于業(yè)主提出加層要求，由原15層加至21層，建筑屋面高度由50.6米加高到79.7米，增加面積約9800m2。該工程為在建時加層續(xù)建，前后兩次設(shè)計(jì)均采用同一現(xiàn)行規(guī)范，故本工程不存在設(shè)計(jì)使用年限和新老規(guī)范銜接等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)問題。
2結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)分析
在建項(xiàng)目由15層擴(kuò)建到21層，關(guān)鍵是解決好在新增的豎向荷載和地震作用及風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)體系的整體性能、已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力及加固方法等問題。首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析計(jì)算，初步判斷加層的可能性。為了充分發(fā)揮原已施工完成的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件及抗側(cè)力體系，先按原結(jié)構(gòu)布置方案直接增加6層進(jìn)行分析計(jì)算。采用剛性樓板假定，按模擬施工加載方式，考慮±5％偶然偏心及雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)作用，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了彈性靜力分析，由計(jì)算結(jié)果可知：結(jié)構(gòu)整體剛度偏柔，周期偏長，樓層層間最大位移與層高之比為1/720，超過規(guī)范1/800限值，樓層最小地震剪力系數(shù)值為1.51％，小于7度區(qū)的規(guī)范0.016限值，底部框架部分承受的地震傾覆力矩大于總力矩的50％，部分框架柱軸壓比達(dá)到1.15，嚴(yán)重超限，框架梁、剪力墻存在超筋現(xiàn)象。根據(jù)原結(jié)構(gòu)直接加層存在的問題，經(jīng)過多輪方案試設(shè)計(jì)，確定采用增設(shè)鋼筋混凝土剪力墻，加大剪力墻和框架柱截面尺寸，既提高結(jié)構(gòu)剛度又提高承載力的結(jié)構(gòu)加層加固的基本方法，上部續(xù)建結(jié)構(gòu)也采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系以保持與原結(jié)構(gòu)的一致性和協(xié)調(diào)性。根據(jù)建筑使用功能的要求，以及結(jié)構(gòu)加固效果的需要，設(shè)計(jì)時在建筑的角部增設(shè)剪力墻，在原中部核心筒樓電梯處增加剪力墻的長度。結(jié)合原框架柱軸壓比的嚴(yán)重不足，采用增大截面法加固，同時適當(dāng)增加剛度。結(jié)構(gòu)整體分析主要結(jié)果見表1，可以看出：在風(fēng)荷載和地震荷載作用下，結(jié)構(gòu)的最大層間位移角均滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的要求；結(jié)構(gòu)的第一自振周期為平動周期，且結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比小于0.9；結(jié)構(gòu)的剪重比、底部框架部分承擔(dān)的傾覆力矩以及墻柱軸壓比（柱最大軸壓比0.79）均滿足規(guī)范要求。
表1結(jié)構(gòu)整體分析結(jié)果表 圖1斜柱大樣
新設(shè)計(jì)方案由于建筑立面需要退臺，在十四層處有五根框架柱內(nèi)退1500mm，造成豎向構(gòu)件不連續(xù)，按常規(guī)抬柱轉(zhuǎn)換將形成高位轉(zhuǎn)換，對結(jié)構(gòu)抗震不利。本設(shè)計(jì)采用從十二層至十三層增設(shè)斜柱（撐），斜柱上方與十四層內(nèi)退框架柱連續(xù)，其傾斜僅為1:6，下部外排框架柱又向上延伸兩層至十四層樓面，并且在十二層和十四層斜柱轉(zhuǎn)折處樓層框架梁予以加強(qiáng)（梁截面為600×1000），其剖面見圖1。根據(jù)電算分析，十四層側(cè)移剛度與下一層之比為0.93，不存在剛度突變。由于斜柱作用，對十二層處與之相連的梁板產(chǎn)生642kN的水平拉力，在該影響范圍內(nèi)樓板加厚到180mm，另加該方向受拉鋼筋上下各20Φ12@100，同樣與之相連的框架梁另加6Φ25通長受拉鋼筋。在此范圍內(nèi)的各構(gòu)件均相應(yīng)提高配筋率和加強(qiáng)構(gòu)造措施，提高其承載力和延性，關(guān)鍵構(gòu)件斜柱及其下層柱和12、14層與之相連的框架梁按中震不屈服進(jìn)行分析計(jì)算，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。
3結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固改造
3.1地基基礎(chǔ)加固
在房屋加層續(xù)建工程中，必然要遇到地基基礎(chǔ)問題。為了減少基礎(chǔ)改造的工作量，要最大限度挖掘上部荷載潛力。首先是墻體材料，把原先使用的保溫?zé)Y(jié)空心磚和砼空心砌塊均改用容重較低的加氣砼砌塊，辦公區(qū)內(nèi)的磚砌墻改用輕質(zhì)隔墻，同時首層地面回填土部分根據(jù)情況采用架空板，以及電算荷載按實(shí)際情況輸入等措施，多方面多渠道合理卸載。通過在基礎(chǔ)上埋設(shè)錨桿固定壓樁架，以建筑物自重荷載作為壓樁反力，用千斤頂將預(yù)制樁逐段壓入土中，并與原基礎(chǔ)連接，提高樁基總承載力。錨桿靜壓樁采用 ZHB30，采用焊接接頭，樁身砼為C30，錨桿靜壓樁樁長約8-10米，持力層為土層⑤砂質(zhì)粘性土，樁端進(jìn)入持力層不少于2米，單樁豎向承載力特征值為500kN，施工壓樁力為1000kN，共增補(bǔ)錨桿樁130根。為保證新補(bǔ)的錨桿樁能與原樁基形成有效整體，共同受力，需擴(kuò)大原承臺截面，使得補(bǔ)樁反力作用在新澆搗的混凝土擴(kuò)大部分上，新舊混凝土通過鑿毛和植筋方式形成一體。新承臺尚應(yīng)重新進(jìn)行受力驗(yàn)算，根據(jù)計(jì)算需要利用建筑面層200-300mm厚度加高承臺，滿足受力要求。承臺加固大樣見圖2。為了更好發(fā)揮補(bǔ)樁的作用，避免應(yīng)力滯后，確保新、舊樁基共同受力，要求上部結(jié)構(gòu)應(yīng)待樁基補(bǔ)強(qiáng)結(jié)束后方可繼建。
圖2承臺加固大樣圖3梁粘鋼加固大樣
3.2上部構(gòu)件加固
考慮盡可能減少加固施工對原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損害，遵循對原有構(gòu)件不動或少動的加固原則，對構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的補(bǔ)強(qiáng)。
部分框架柱存在軸壓比超限嚴(yán)重，必須進(jìn)行加固。在高層建筑結(jié)構(gòu)的墻柱加固設(shè)計(jì)中，最簡單、最優(yōu)先采用的方法是加大截面加固法。該方法簡單、可靠，符合強(qiáng)柱弱梁抗震原則，同時對框架梁采取粘鋼加固時的節(jié)點(diǎn)錨固處理很有幫助，故本工程墻柱加固均采用此方法。在柱截面加大設(shè)計(jì)中，會遇到新加柱的縱筋與鋼筋混凝土框架梁相碰的問題，縱筋排列應(yīng)全部或大部分繞過框架梁，然后采用1:6的坡度內(nèi)收至設(shè)計(jì)位置，為滿足規(guī)范規(guī)定的豎筋間距要求，在框架梁上下各增加附加鋼筋植入梁內(nèi)。柱縱筋實(shí)配時可考慮原柱縱筋能夠承擔(dān)的部分彎矩。為保證加固效果，構(gòu)件截面加大尺寸均不小于100mm，新澆注混凝土強(qiáng)度等級比原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度提高一級，新舊混凝土交接面均應(yīng)鑿毛，并在澆搗前除塵洗凈后涂刷界面劑。
由于水平荷載作用增加，部分框架梁存在受彎及抗剪承載力不足。為確保施工質(zhì)量，又不影響建筑使用高度，框架梁采用粘貼鋼板和U型鋼箍加固方法，具體措施見上圖3。梁面、梁底粘鋼采用Q345B材質(zhì)鋼板，梁箍板采用Q235B材質(zhì)鋼板。梁受彎承載力驗(yàn)算時，按保守算法，不考慮受壓鋼筋作用，根據(jù)鋼筋差值進(jìn)行換算，得出粘鋼的數(shù)量。粘鋼施工前先將原構(gòu)件擬粘鋼處鑿至混凝土外露，然后將表面浮灰除去并打磨平整，除塵清洗干凈后方可粘貼鋼板，U型鋼箍安裝前還需將安裝位置的構(gòu)件方角打磨成圓角。梁面粘鋼彎起處的柱端箍板施工要認(rèn)真細(xì)致，避免形成虛設(shè)，起不到約束作用，影響加固效果。
關(guān)鍵詞：民用建筑；加固改造；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
民用建筑是一種特殊的商品，使用壽命長達(dá)幾十年之久，甚至能夠長久的保存下去。隨著社會的發(fā)展，人們對民用建筑的功能要求也逐漸發(fā)生變化，因此對民用建筑的加固改造項(xiàng)目逐年增加。目前，我國的建筑業(yè)已經(jīng)向民用建筑的加固改造傾斜，新建與維修改造并重，建設(shè)的重點(diǎn)已經(jīng)逐漸向建筑物的改造、維修、加固方面轉(zhuǎn)移。對于民用建筑的改造，有的是改變其使用功能，有的則是改變其外裝修以跟進(jìn)潮流滿足城市規(guī)劃和人們生活新要求，而更多的則是因由于使用年限已到而存在質(zhì)量隱患。
一、民用建筑結(jié)構(gòu)加固改造的特點(diǎn)和原則
（一）民用建筑結(jié)構(gòu)加固改造的特點(diǎn)
對民用建筑結(jié)構(gòu)的加固改造，比新建工程還要復(fù)雜，這是由于民用建筑結(jié)構(gòu)加固改造的施工和設(shè)計(jì)方案有其特殊性。首先，加固改造方案受客觀條件的制約，必須針對已建的民用建筑的結(jié)構(gòu)等具體條件來進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)和施工；其次，加固改造工程要求工期短，施工速度要快，要盡量在少停產(chǎn)甚至是在不停產(chǎn)的條件下施工；第三，民用建筑結(jié)構(gòu)加固改造的施工現(xiàn)場往往比較狹窄，大型的施工機(jī)械常常受管道、生產(chǎn)設(shè)備以及原有構(gòu)件、結(jié)構(gòu)等制約而難以發(fā)揮其作用；第四，對民用建筑結(jié)構(gòu)的加固改造施工階段往往會受到各種干擾而中斷，導(dǎo)致施工要分期分段進(jìn)行；第五，加固改造工程復(fù)雜而繁瑣，常常會因?yàn)椴鸪约扒謇砉ぷ骶薮蠖嬖谠S多不安全因素。
（二）民用建筑結(jié)構(gòu)加固改造的原則
對于民用建筑結(jié)構(gòu)的加固和改造，從總體要遵循先整體后局部的原則，具體來說，應(yīng)重點(diǎn)遵循以下兩個原則
（1）總體效應(yīng)的原則。在對民用建筑物制定加固改造方案時，我們不僅要考慮委托方提出的加固改造的內(nèi)容，更要考慮建筑物在加固改造后的總體效應(yīng)以及可靠性鑒定結(jié)論，要盡最大可能使加固改造措施能夠發(fā)揮綜合效應(yīng)，提高加固改造的效率，確保整個建筑物結(jié)構(gòu)體系的安全。在結(jié)構(gòu)加固改造方案確定之前，要全面了解民用建筑物原有的結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)體系，全面了解已有的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和體系、材料性能以及結(jié)構(gòu)存在的缺陷、損傷等結(jié)構(gòu)信息。分析需改造加固的民用建筑物結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的持力水平和受力現(xiàn)狀，為加固改造方案的確定奠定基礎(chǔ)?？偠灾瑧?yīng)根據(jù)需改造的民用建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料情況、施工條件以及使用要求等綜合考慮進(jìn)行加固改造設(shè)計(jì)。
（2）承載力驗(yàn)算原則。在承載力驗(yàn)算時，常常根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸和實(shí)際受力狀況來確定結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖。構(gòu)件的有效截面面積應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的缺陷、損傷、銹蝕等各種不利因素的影響，即應(yīng)采用實(shí)際的有效截面面積。驗(yàn)算時不僅要考慮實(shí)際荷載的結(jié)構(gòu)變形、偏心、局部損傷以及溫度作用等造成的附加內(nèi)力，而且還要考慮原結(jié)構(gòu)與加固部分協(xié)同工作的程度，以及結(jié)構(gòu)在加固時的實(shí)際受力程度及加固部分的應(yīng)力滯后特點(diǎn)，并對加固部分的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼蹨p。
二、民用建筑加固改造的步驟
對民用建筑的結(jié)構(gòu)加固改造，要遵循改造鑒定的標(biāo)準(zhǔn)，并以我國現(xiàn)有的這方面的規(guī)范規(guī)程為依據(jù)，按照一定的步驟逐步進(jìn)行。
目前，對民用建筑物的改造鑒定的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)主要有：《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》《多層磚房結(jié)構(gòu)加層技術(shù)規(guī)范》等。
對民用建筑的加固改造，主要遵循以下步驟：首先，收集資料。要調(diào)查了解加固改造項(xiàng)目的現(xiàn)狀，包括設(shè)計(jì)圖紙、竣工資料、使用維護(hù)日志、使用環(huán)境等;接著要準(zhǔn)備需要加固改造的內(nèi)容，如使用功能、條件等；其次，現(xiàn)場調(diào)查、測試。在施工現(xiàn)場收集需改造加固的民用建筑的材料資料和建筑結(jié)構(gòu)資料；第三，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況和要求加固改造方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算分析，以及進(jìn)行相應(yīng)的構(gòu)件或模型試驗(yàn)，對加固改造方案進(jìn)行驗(yàn)證；最后，由于加固改造項(xiàng)目一般由具備相應(yīng)資質(zhì)并有經(jīng)驗(yàn)的單位來施工完成，在這期間，設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位應(yīng)嚴(yán)格審查施工方案，并配合相關(guān)部門做好質(zhì)檢工作。
三、民用建筑結(jié)構(gòu)加固改造的方法
民用建筑加固改造的方法很多，在此列舉比較典型的幾種做介紹。
（一）混凝土結(jié)構(gòu)加固改造。
(1)加大截面法。特點(diǎn):采用原結(jié)構(gòu)材料加大構(gòu)件截面以提高承載立。使用范圍:梁、柱、板、墻等一般構(gòu)件。
(2)外包鋼加固法。特點(diǎn):在混凝土構(gòu)件四周包以型鋼使其與混凝土協(xié)同工作,提高承載力。做法有干式和濕式兩種。使用范圍:構(gòu)件截面增大受限制或需要大幅度提高承載力。當(dāng)采用化學(xué)灌漿外包鋼時, 型鋼表面溫度不應(yīng)高于60℃,當(dāng)環(huán)境具有腐蝕性介質(zhì)時還應(yīng)有可靠的防護(hù)措施。
(3)預(yù)應(yīng)力加固法。特點(diǎn):采用預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿或撐桿對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固, 使原結(jié)構(gòu)承受的荷載部分轉(zhuǎn)移到加固結(jié)構(gòu)上。使用范圍: 可有效提高承載力、剛度和抗裂性。同時加固占用空間小,主要適用于梁、板、屋架等。不適用于溫度高于60℃的環(huán)境和混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。
(4)增設(shè)支點(diǎn)法。特點(diǎn):增加支點(diǎn)以減少構(gòu)件的計(jì)算長度和變形,提高承載力。有剛性和彈性支點(diǎn)兩類。使用范圍:適用于凈空不受限的梁、板、桁架等。
(5)粘貼鋼板法。特點(diǎn):在混凝土表面粘貼鋼板以提高承載力。使用范圍:適用于受彎、受拉構(gòu)件(梁、板)。不適用于溫度高于60℃的環(huán)境,當(dāng)環(huán)境具有腐蝕性介質(zhì)時還應(yīng)有可靠的防護(hù)措施。
(6)繞絲法。特點(diǎn):在混凝土構(gòu)件四周包以鋼絲使其與混凝土協(xié)同工作,提高承載力。使用范圍: 適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固, 或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。
(7)碳纖維織物加固。特點(diǎn):在混凝土表面粘貼碳纖維織物以提高承載力。使用范圍:除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外, 還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn), 但需要專門的防火處理。
（二）砌體結(jié)構(gòu)加固改造
(1)對于磚砌體,主要問題可能是磚砌體承載力和穩(wěn)定性不足, 主要加固方法是扶壁柱法和鋼筋網(wǎng)水泥法。
(2)磚柱對應(yīng)的加固方法主要有增大截面法和外包型鋼法。磚砌體結(jié)構(gòu)中常見的裂縫需要根據(jù)情況具體分析處理。由于溫度原因造成的裂縫,可采取填縫封閉和加筋錨固方法;對裂縫較細(xì)又?jǐn)?shù)量較多的, 待裂縫發(fā)展穩(wěn)定后可采用灌漿補(bǔ)強(qiáng)的方法; 而由于結(jié)構(gòu)原因造成的裂縫則需先對承載力或穩(wěn)定性不足的問題進(jìn)行加固處理后再處理裂縫問題。
（三）鋼結(jié)構(gòu)加固改造
(1)改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖的加固方式。如:增加支撐系統(tǒng)變一榀一榀的排架結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu); 增設(shè)支撐改變構(gòu)件長細(xì)比以提高穩(wěn)定性和承載力;變鉸接為剛接增加約束,減少構(gòu)件計(jì)算長度等。
(2)加大構(gòu)件截面的加固方式。鋼梁和鋼柱均可采用焊接或高強(qiáng)度螺栓連接來實(shí)施加固。需注意是在負(fù)荷狀態(tài)下的加固計(jì)算。在綜合考慮施工條件、加固構(gòu)件應(yīng)力重分布時的應(yīng)力滯后情況以及焊接加固帶來的殘余應(yīng)力和變形對加固折減系數(shù)K (軸心受力的實(shí)腹構(gòu)件:K=0.8;偏心受力和受彎構(gòu)件以及格構(gòu)式構(gòu)件:K=0.9)
四、民用建筑加固改造中應(yīng)注意的問題
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑；結(jié)構(gòu)加層；加固設(shè)計(jì)；工程實(shí)例
Abstract: along with the development of economy, strengthening technology building had great progress, widely used in social production practice, become the scholars research hot spot. This paper mainly introduces the structure of the main causes of the reinforcement, the research status, and introduces some common methods of reinforcement technique and the future of building structure strengthening methods development trend.
Keywords: modern architecture; Add layer structure; Reinforcement design; Engineering example
中圖分類號：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、工程概況
本建筑是集高級辦公與星級酒店為一體的高層建筑,原設(shè)計(jì)為地下1層，地上15層，其中地下面積4180m2,地上面積42500m2。原主體采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，抗震設(shè)防烈度為7度,剪力墻抗震等級為二級，框架抗震等級為三級。基礎(chǔ)采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁500，壁厚125mm, AB型.樁端持力層為砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,樁長約25米.單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為5000KN。
根據(jù)業(yè)主要求，該工程加層續(xù)建，由15層加高到21層，以下為加層后的效果圖（圖1）及加層后和剖面圖（圖2）。
圖1加層后效果圖圖 圖 2 加層后剖面圖
首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析計(jì)算，初步判斷加層的可能性。為了充分發(fā)揮原已施工完成的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件及抗側(cè)力體系.先按原結(jié)構(gòu)布置方案直接增加6層進(jìn)行分析計(jì)算。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2008年版)及其它現(xiàn)行規(guī)范.采用中國建研院編制的SATWE，結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析。采用剛性樓板假定.按模擬施工加載方式.考慮5%偶然偏心及雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)作用.對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了彈性靜力分析，由計(jì)算結(jié)果可知:結(jié)構(gòu)整體剛度偏柔，周期偏長，樓層層間最大位移與層高之比為1/720.超過規(guī)范巨[1/800]習(xí)限值.樓層最小地震剪力系數(shù)值為1.51%小于7度區(qū)的規(guī)范巨[0.016]習(xí)限值.底部框架部分承受的地震傾覆力矩大于總力矩的50%，部分框架柱軸壓比達(dá)到1. 15，嚴(yán)重超限.框架梁、剪力墻存在超筋現(xiàn)象。
根據(jù)試分析情況.考慮對原結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行必要的調(diào)整與改造.使之趨向合理并滿足規(guī)范要求。曾考慮續(xù)建部分采用鋼結(jié)構(gòu)方案.但底部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和續(xù)建鋼結(jié)構(gòu)剛度差異較大.上下兩部分剛度存在突變.結(jié)構(gòu)阻尼比取值困難，屬丁超規(guī)范、超規(guī)程設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)時應(yīng)按《建筑工程勘察設(shè)計(jì)管理?xiàng)l例》第29條要求.報(bào)省級以上有關(guān)部門組織的建設(shè)工程技術(shù)專家委員會審查.審查通過后方可進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。業(yè)主考慮鋼結(jié)構(gòu)方案因報(bào)超限審查會延長設(shè)計(jì)周期.并且鋼結(jié)構(gòu)造價比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高許多.最終不采用該方案。
根據(jù)原結(jié)構(gòu)直接加層存在的問題.經(jīng)過多輪方案試設(shè)計(jì).確定采用增設(shè)鋼筋混凝土剪力墻.加大剪力墻和框架柱截面尺寸，既提高結(jié)構(gòu)剛度又提高承載力的結(jié)構(gòu)加層加固的基本方法.上部續(xù)建結(jié)構(gòu)也采用框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系以保持與原結(jié)構(gòu)的一致性和協(xié)調(diào)性。本工程結(jié)構(gòu)加層加固標(biāo)準(zhǔn)層平面見圖3。根據(jù)建筑使用功能的要求.以及結(jié)構(gòu)加固效果的需要.設(shè)計(jì)時在建筑的角部增設(shè)剪力墻.在原中部核心筒樓電梯處增加剪力墻的長度。結(jié)合原框架柱軸壓比的嚴(yán)重不足.采用增大截面法加固.同時適當(dāng)增加剛度。結(jié)構(gòu)整體分析主要結(jié)果見表1.可以看出:在風(fēng)荷載和地震荷載作用下.結(jié)構(gòu)的最大層間位移角均滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的要求:結(jié)構(gòu)的第一自振周期為平動周期.且結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比小于0. 9；結(jié)構(gòu)的剪重比、底部框架部分承擔(dān)的傾覆力矩以及墻柱軸壓比(柱最大軸壓比0.79)均滿足規(guī)范要求。
圖3加層加固標(biāo)準(zhǔn)層平面
表1
新設(shè)計(jì)方案由于建筑立面需要退臺，在十四層處有五根框架柱內(nèi)退1500mm，造成豎向構(gòu)件不連續(xù)，按常規(guī)抬柱轉(zhuǎn)換將形成高位轉(zhuǎn)換，對結(jié)構(gòu)抗震不利。本設(shè)計(jì)采用從十二層至十三層增設(shè)斜柱(撐)，斜柱上方與十四層內(nèi)退框架柱連續(xù)，其傾斜僅為1：6，下部外排框架柱又向上延伸兩層至十四層樓面，并且在十二層和十四層斜柱轉(zhuǎn)折處樓層框架梁予以加強(qiáng)(梁截面為6001000)，其剖面見圖4。根據(jù)電算分析，十四層側(cè)移剛度與下一層之比為0.93，不存在剛度突變。由于斜柱作用，對十二層處與之相連的梁板產(chǎn)生642KN的水平拉力，在該影響范圍內(nèi)樓板加厚到180mm，另加該方向受拉鋼筋上下各2012@100，同樣與之相連的框架梁另加625通長受拉鋼筋。在此范圍內(nèi)的各構(gòu)件均相應(yīng)提高配筋率和加強(qiáng)構(gòu)造措施，提高其承載力和延性，關(guān)鍵構(gòu)件斜柱及其下層柱和十二、十四層與之相連的框架梁按中震不屈服進(jìn)行分析計(jì)算，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。
圖4 斜柱大洋
3結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固改造
3.1地基基礎(chǔ)加固
關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計(jì)；施工技術(shù)
房屋建筑是人們重要的生活環(huán)境，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量會直接影響居民的人身財(cái)產(chǎn)安全。只有保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，才能讓居民更加安心的居住。對房屋建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)是十分必要的，完善施工技術(shù)，有效提高建筑的耐久性，延長其使用壽命，給居民的生活提供安全保障。
1房屋建筑結(jié)構(gòu)加固的重要性
首先，有效延長了房屋建筑的使用壽命，保持建筑功能的完整性。地基沉降、超載以及火災(zāi)等狀況，會對房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成一定的影響，而建筑結(jié)構(gòu)加固將不良影響降至最低，避免造成對建筑結(jié)構(gòu)的損害。其次，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)有效提高了房屋使用的耐久性。房屋建筑的使用，需要一個堅(jiān)固穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)予以支撐。對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，對房屋在使用當(dāng)中所產(chǎn)生的損耗進(jìn)行維護(hù)。而對于新建建筑而言，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)則能有效避免多種因素的影響，降低結(jié)構(gòu)損耗，增加建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。第三，增強(qiáng)房屋建筑抗擊自然災(zāi)害的能力。地震是直接影響房屋建筑結(jié)構(gòu)的自然災(zāi)害，破壞性極大。
2房屋建筑結(jié)構(gòu)加固的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1施工管理落后
在房屋建筑施工當(dāng)中，施工管理對于房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的重視程度不夠。房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的推廣與應(yīng)用得不到有力的支持。受到傳統(tǒng)建筑施工體制的影響，以及相關(guān)政策的限制，施工新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用的進(jìn)度緩慢。房屋建筑工程的專業(yè)化程度不高，技術(shù)體系不完善。在房屋建筑施工當(dāng)中，施工管理的側(cè)重點(diǎn)主要落在房屋建筑工程的收益方面，不重視房屋建筑結(jié)構(gòu)加固。房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)不能在建筑當(dāng)中得到應(yīng)用，就無法充分體現(xiàn)其對于房屋建筑安全穩(wěn)定的重要性，在施工管理中得不到認(rèn)可，依然受到忽視。結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在房屋建筑工程的推廣應(yīng)用，就要打破落后的傳統(tǒng)施工管理的局限，加強(qiáng)體制創(chuàng)新，并提供相應(yīng)的政策支持。在提高房屋建筑施工效率的同時，有效保證建筑的安全穩(wěn)定性。
2.2施工技術(shù)落后
隨著建筑業(yè)的發(fā)展，在管理、技術(shù)等層面都需要進(jìn)一步的創(chuàng)新和改進(jìn)，才能良好的適應(yīng)當(dāng)前的市場需求。但實(shí)際在房屋建筑施工當(dāng)中，施工技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用滯后，缺乏創(chuàng)新。對于房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)來講，同樣需要根據(jù)建筑行業(yè)的發(fā)展而進(jìn)行創(chuàng)新和完善。房屋建筑結(jié)構(gòu)的加固，缺乏創(chuàng)新的理念和思路，而是沿用傳統(tǒng)的技術(shù)手段，對于建筑工程的實(shí)際情況缺乏考慮，加固技術(shù)得不到創(chuàng)新，其功能性被極大的限制。由此可見，加固施工技術(shù)的創(chuàng)新是十分必要的，對保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定具有重要的意義。
3加固施工的要點(diǎn)以及技術(shù)應(yīng)用
3.1加固施工的要點(diǎn)
在房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工當(dāng)中，要注意一些問題，嚴(yán)格按照加固施工的要點(diǎn)進(jìn)行。首先，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工之前，要對于建筑進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)查和檢測。施工部門要予以相應(yīng)的支持，有效掌握建筑加固施工的每一個環(huán)節(jié)，對影響因素要加以考慮，以此為參考依據(jù)，設(shè)計(jì)出合理可行的施工方案，并嚴(yán)格進(jìn)行審查，降低風(fēng)險，為加固施工創(chuàng)造良好的條件。其次，在加固施工當(dāng)中，要在不破壞原有建筑原有結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行，在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行鋼筋加固施工，適用于舊建筑的改造當(dāng)中。對建筑結(jié)構(gòu)要進(jìn)行相關(guān)的測試，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行綜合性分析，對房屋建筑結(jié)構(gòu)及承載能力進(jìn)行有效的判斷，從而選擇最佳的加固施工方案，保證房屋建筑更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。第三，房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工要嚴(yán)格按照現(xiàn)行的加固設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行，應(yīng)用植筋和錨栓的加固連接技術(shù)。對相關(guān)構(gòu)件的規(guī)格要滿足植筋錨栓技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，保持正確的邊距和距離，在施工當(dāng)中，要避免造成對構(gòu)件的損壞。
3.2粘貼鋼板加固
粘貼鋼板加固是應(yīng)用最為廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。在施工過程中使用粘貼鋼板進(jìn)行加固，其過程不需要進(jìn)行加濕處理，需要保證建筑結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量，以確保材料粘合的效果，達(dá)到加固的效果。粘貼鋼板與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的粘合效果，決定著建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。粘貼鋼板加固能夠有效彌補(bǔ)鋼筋混凝土構(gòu)件部位薄弱的缺陷，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3.3增補(bǔ)受拉鋼筋加固
在房屋建筑的混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，受力分布不均勻，集中受力的區(qū)域容易發(fā)生損耗，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性降低。增補(bǔ)受拉鋼筋技術(shù)的應(yīng)用，通過增加受拉鋼筋，提高結(jié)構(gòu)受力集中地區(qū)的承載能力，采用焊接的方式對鋼筋和梁體結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。根據(jù)實(shí)際情況，對外包型鋼進(jìn)行選擇，以獲得最佳的加固效果。
3.4加固施工輔助技術(shù)
外包型鋼加固同樣也是有效的房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。為了提升鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力，需要采用外包型鋼加固技術(shù)，將角鋼外包在結(jié)構(gòu)的四角進(jìn)行綴板連接。根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工的實(shí)際情況，可選擇干式和濕式兩種加固技術(shù)。干式方法不需要對鋼筋混凝土構(gòu)件與型鋼進(jìn)行粘結(jié)，使其能夠單獨(dú)受力，有效提高鋼筋混凝土構(gòu)件的剛度，增加承載力。多應(yīng)用于屋架、梁柱、間墻等結(jié)構(gòu)當(dāng)中，具有良好的加固效果。濕式方法則是利用乳膠水泥對構(gòu)件和型鋼進(jìn)行粘結(jié)，以保證構(gòu)件和型鋼整體的工作。
4結(jié)束語
房屋建筑的安全性與居民的人身財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，在房屋建筑施工當(dāng)中，需要更加先進(jìn)和穩(wěn)定的房屋建筑技術(shù)，對建筑的安全穩(wěn)定性提出了更高的要求。加強(qiáng)建筑的維修與改造，強(qiáng)化現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)的加固。利用加固施工技術(shù)，對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以有效保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。結(jié)合結(jié)構(gòu)加固施工的要點(diǎn)，合理應(yīng)用相關(guān)施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有效的加固設(shè)計(jì)，以保障房屋建筑的結(jié)構(gòu)安全。對建筑業(yè)的平穩(wěn)有序的發(fā)展具有重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：建筑；加固技術(shù)；效果；經(jīng)濟(jì)效益
1 前 言
談及建筑中已受損部位，通常采取加固處理，對于加固可針對建筑局部或整體而言，但進(jìn)行加固前勢必對被加固部分進(jìn)行全方位考慮，以被加固部位原結(jié)構(gòu)及其承載能力為前提，盡可能減少損壞其原結(jié)構(gòu)。根據(jù)加固具備操作方法便捷、便于施工、工期較短等應(yīng)用特點(diǎn)，我們要求建筑加固技術(shù)應(yīng)符合施工安全、經(jīng)濟(jì)效益高效果可靠，應(yīng)保證施工方法簡單，工期短。
2 分析結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性
關(guān)于結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，我們需認(rèn)識力學(xué)中結(jié)構(gòu)總體系與分體系間的特性及其關(guān)系，且于特定的建筑空間及地理位置、環(huán)境下運(yùn)用整體概念設(shè)計(jì)對受損部位進(jìn)行加固處理?；诋?dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其計(jì)算理論具有某些缺陷或難以計(jì)算，勢必強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，如關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因彈性理論計(jì)算法與塑性理論極限狀態(tài)下的截面設(shè)計(jì)得到的結(jié)果與實(shí)際值間的誤差較大，難以確保加固技術(shù)的設(shè)計(jì)是否得以充分發(fā)揮其應(yīng)有的效果，為小化或規(guī)避這一問題，認(rèn)識結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性至關(guān)重要[1]。
3 混凝土結(jié)構(gòu)加固改造方面
3.1 植筋技術(shù)
目前，植筋技術(shù)已普遍應(yīng)用于建筑加固工程中，該技術(shù)以普通鋼筋與螺栓式錨筋為主，通過連接并錨固混凝土的方式達(dá)到加固目的，操作簡單且有效。另外植筋不能使用冷軋扭鋼筋，能使用光圓鋼筋嗎？筆者曾經(jīng)在某工程中看到用直徑8mm的Ⅰ級鋼筋運(yùn)用于剪力墻豎向分布鋼筋植筋錨固的實(shí)例。JGJ145-2004和GB50367-2006規(guī)定不使用光圓鋼筋，原因在于光圓鋼筋不能形成機(jī)械牙鍵，所植鋼筋長期錨固性能不能得到保障?？蚣芙Y(jié)構(gòu)填充墻拉結(jié)筋如果設(shè)計(jì)光圓鋼筋采用植筋方式施工應(yīng)該允許，而運(yùn)用Ⅰ級鋼筋剪力墻豎向分布筋植筋錨固則不太恰當(dāng)。
3.2 托換技術(shù)
托換技術(shù)適用于對原建筑被加固部位的加固與改造，該技術(shù)具有較強(qiáng)綜合性，包含了托梁（托梁接柱與托梁換柱）、拆柱或墻等技術(shù)，主要由加固、頂升或復(fù)位先關(guān)結(jié)構(gòu)以及拆除已廢棄構(gòu)件達(dá)到加固目的。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：工期短、費(fèi)用低，但對施工人員要求較高，為保證施工安全，需由技術(shù)熟稔者進(jìn)行。
3.3 修補(bǔ)技術(shù)
常用的修補(bǔ)技術(shù)以內(nèi)部與裂縫修補(bǔ)為主：①內(nèi)部修補(bǔ)。該技術(shù)主要針對于建筑中的較大裂縫，對建筑結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性及其整體性均有較大影響。以壓力泵提供的壓力前提下將膠結(jié)材料通過壓入被修補(bǔ)的混凝土裂縫中達(dá)到加固目的。②裂縫修補(bǔ)。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑物中各類裂縫，但需分析混凝土裂縫出現(xiàn)的原因、大小及其特性，后具有針對性的開展封護(hù)處理[2]。但目前，該技術(shù)除應(yīng)用于修補(bǔ)外，尚未采用任何與之相對應(yīng)的加固措施。
4 混凝土結(jié)構(gòu)加固措施
4.1 增大截面加固措施
該技術(shù)應(yīng)用與建筑原結(jié)構(gòu)同類材料澆筑于鋼筋混凝土受彎或受壓部位，起著增大截面的作用，提高原結(jié)構(gòu)截面的剛度及其抗彎、抗壓性能，達(dá)到加固目的。其次，在原結(jié)構(gòu)的澆筑與新澆筑的共同作用下，有效提高被加固結(jié)構(gòu)處的承載能力，進(jìn)而強(qiáng)化建筑物的性能，例如使用性能與動力性能。技術(shù)缺陷：工作量較大、工期長及建筑養(yǎng)護(hù)時間長，且完工后明顯縮減建筑原空間，對生產(chǎn)與生活造成一定影響。
4.2 外包鋼加固措施
外包鋼板加固法廣泛應(yīng)用于我國建筑業(yè)中，雖確保了建筑物的受力，但因耗鋼量較大，且需于60℃以下及有防護(hù)的環(huán)境中才得以使用，因此，對施工現(xiàn)場具有一定要求。該技術(shù)意在增加受拉、受壓鋼截面面積，提高截面承載能力及其剛度達(dá)到加固目的。常用類型以加固分濕式與加固干式為主，多用加固濕式外包法。相對于前者，干式外包法無需在被加固部位與鋼板間粘接任何材料，操作簡單。
4.3 外部粘鋼加固措施
采用粘接劑將加固板與建筑被加固部位粘接為整體，以粘鋼方式改善原構(gòu)件的承載能力，延長其使用壽命。該技術(shù)具有施工簡單，工期較短且對生產(chǎn)與生活影響甚小等應(yīng)用特點(diǎn)，實(shí)踐證實(shí)完工后，原建筑的外觀及凈空間變化甚微。因該技術(shù)屬于較高類施工工藝，要求施工環(huán)境需在60℃以下且濕度正常才得以順利開展加固操作，且操作水準(zhǔn)與粘膠工藝對加過效果具有直接影響。
另外在化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)方法中，除外部粘鋼加固外，碳纖維加固工藝也不適為一種先進(jìn)的加固工法，例如，某開發(fā)公司地下室梁柱加固、某水廠水泵房大梁加固工程，由于環(huán)境濕度較大，最適于采用碳纖維加固，與其它加固工藝相比，更具有耐濕耐潮、抗腐蝕強(qiáng)、自重輕、強(qiáng)度高、施工便捷、質(zhì)量好的特點(diǎn)，加固性能均優(yōu)于目前其它加固方法。
4.4 預(yù)應(yīng)力加固措施
預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)有效提高柱、墻體的承載能力，效果顯著，且對原構(gòu)件凈空間及外觀影響甚小，已普遍應(yīng)用于混凝土梁、柱及墻等部位的加固工程中[3]。該技術(shù)旨在通過外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿加固原建筑構(gòu)件達(dá)到加固效果，常用方式以下?lián)卫瓧U、預(yù)應(yīng)力水平拉桿及組合型拉桿為主。技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢：降低了被加固部位的應(yīng)力水平，且提高原構(gòu)件截面的承載能力。
4.5 改變受力體系的加固措施
通過增加建筑物的受力點(diǎn)，改變其受力系統(tǒng)達(dá)到加固目的。該技術(shù)常用類型如下：①托梁換柱?；趯ㄖ锷戏绞軗p部位無影響下，于建筑物下方砌或更換梁柱達(dá)到加固目的。②增設(shè)受力點(diǎn)。常用彈性支點(diǎn)與剛性支點(diǎn)實(shí)現(xiàn)增設(shè)受力點(diǎn)，旨在減少建筑物結(jié)構(gòu)跨度與改善其變形狀態(tài)，達(dá)到改善原構(gòu)件承載能力的目的。③增設(shè)構(gòu)件法?；谠ㄖ飿?gòu)件基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需要增設(shè)新構(gòu)件，達(dá)到減少原建筑物受力面積的目的，獲取加固效果。該方法普遍應(yīng)用于廠房建筑中。
5 砌體結(jié)構(gòu)加固措施
5.1 增設(shè)扶壁柱與混凝土外加層
增設(shè)扶壁柱技術(shù)意在增加截面面積，提高截面承載力，但其加固效果遠(yuǎn)不及混凝土建筑物較優(yōu)，且針對其難以抵抗地震，目前，僅限應(yīng)用于我國非地震區(qū)域?；炷镣饧訉蛹庸碳夹g(shù)具備施工簡單、適用性較強(qiáng)的應(yīng)用特點(diǎn)，且因我國已有較為成熟的設(shè)計(jì)及豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，完工后，顯著提高混凝土截面的承載能力。
5.2 砌體墻增加配筋
比如20ft高的混凝土砌塊（CMU）墻如果配筋足夠的話，其抗剪能力可能是不足夠的。在現(xiàn)有的墻體中加筋是否可以？當(dāng)然可以。有數(shù)種向墻內(nèi)安裝趕緊的方法。如：①從側(cè)面植入鋼筋。在CUM墻體內(nèi)部按一定間隔（如槽中線間隔為4ft）切豎向槽，植入鋼筋后灌入砂漿。這項(xiàng)操作通常是從墻內(nèi)部開始，以免影響外立面裝飾，特別是有磚鑲面的CUM墻更應(yīng)注意。②豎向鉆孔配筋。這種方法是從墻體頂部向下鉆孔并植入鋼筋。和上面的方法相似，豎孔間距由計(jì)算分析，兩孔中心之間典型距離為4～5ft。孔徑一般為4in，可用普通無收縮砂漿掛怒。也可用FEMA-172建議的聚酯砂漿灌注，這種砂漿有極好工作性和低收縮性。
6 結(jié) 語
隨現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，為確保國民生命及財(cái)產(chǎn)安全，提高建筑的耐久性尤為重要。在建筑業(yè)中，應(yīng)用加固技術(shù)既延長了建筑物的使用壽命，且降低了舊建筑的拆遷機(jī)率，減輕了我國社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)及對環(huán)境帶來的污染，利國利民。
參考文獻(xiàn)
[1]陳君君，龍玉輝.對建筑加固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，02（上）：195～196.
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗扭；加固；優(yōu)化
中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
建筑結(jié)構(gòu)是由各種建筑材料建造的建筑受力骨架體系，它決定建筑的安全性能，并影響其它建筑功能。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是利用相關(guān)學(xué)科的知識，研究如何保證結(jié)構(gòu)安全性的理論和設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)并不是單獨(dú)針對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行修改，而是面向整個設(shè)計(jì)過程，合理利用材料性能，并使各個構(gòu)件之間協(xié)調(diào)連接。不僅使得建筑更加穩(wěn)定安全，同時也能夠保證它的功用最大化利用，實(shí)現(xiàn)最大優(yōu)化。
1、建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化途徑
1.1合理的結(jié)構(gòu)方案
合理的結(jié)構(gòu)方案應(yīng)該遵循以下原則：一是構(gòu)思要建立在整體的概念上，處理好局部與整體的關(guān)系，使結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)達(dá)到最佳狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)整體性能；二是傳力途徑盡量簡單化。復(fù)雜的傳力途徑計(jì)算分析復(fù)雜，容易出現(xiàn)錯誤，而且也會提高造價。三是保持整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)一致性。把每個構(gòu)件都放在總體架構(gòu)環(huán)境中考慮，使每個構(gòu)件和其他構(gòu)件都合理連接，達(dá)到規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最大效能；四是盡量使平面上的抗側(cè)力剛度中心與外力作用重心接近或重合；五是加強(qiáng)和建筑設(shè)計(jì)師的交流，提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意見。
1.2正確計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一是不能盲目取用計(jì)算機(jī)的運(yùn)行結(jié)果。計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算所運(yùn)用的程序是人工編寫的，在編寫過程中很多概念性的東西可能與規(guī)范存在差異，所以在進(jìn)行計(jì)算之前要搞明白程序的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用條件。二是認(rèn)真核對輸入的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)計(jì)算需要的數(shù)據(jù)很多，如果輸入的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤不僅會導(dǎo)致某一構(gòu)件的受力出現(xiàn)問題，也會影響整個結(jié)構(gòu)的受力情況，其后果是無法估計(jì)的。三是合理選取計(jì)算參數(shù)。不同的計(jì)算參數(shù)會得出不同的計(jì)算結(jié)果，要根據(jù)建筑要求和建筑環(huán)境合理選取。四是考慮計(jì)算模型和實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異。計(jì)算模型都是實(shí)際結(jié)構(gòu)的簡化，只考慮普遍情況，不考慮實(shí)際結(jié)構(gòu)中的特殊狀況。而實(shí)際結(jié)構(gòu)中的受力狀況千差萬別，如果單純地依賴運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析會導(dǎo)致較大的分析偏差，給建筑物留下設(shè)計(jì)隱患。
1.3提高材料的利用率
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是提高建筑物的性價比，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要根據(jù)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的受力情況和建筑材料的力學(xué)特性，合理選用材料。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的抗壓性能好，鋼筋的抗拉性能好。以受壓為主的柱子可以采用高標(biāo)號的混凝土，以受彎為主的梁板可以選用高強(qiáng)度的鋼筋，同時要注意鋼筋和混凝土強(qiáng)度匹配，這樣可以減小構(gòu)件的橫截面積，減輕構(gòu)件自重，不浪費(fèi)材料的性能。實(shí)際中，很多工程項(xiàng)目因?yàn)椴牧线x用不合理導(dǎo)致不必要浪費(fèi)的案例很多，比如，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板經(jīng)常選用高強(qiáng)度混凝土，為了控制高強(qiáng)度混凝土的收縮變形需要加大配筋量，這樣不僅僅使高強(qiáng)度的混凝土未能充分發(fā)揮效能，而且還增大了鋼筋用量，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。
2、建筑結(jié)構(gòu)的主要加固方法
2.1加大截面法
加大截面加固法是在構(gòu)件外部外包混凝土,增大構(gòu)件截面面積和配筋量的一種加固方法,從而達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的。在我國加大截面法是一種傳統(tǒng)的加固方法,工藝簡單,適用面廣,可廣泛用于梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)的加固。根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)和加固要求不同,可選用單側(cè)加厚、雙側(cè)加厚、三面和四面外包等。在以加大混凝土截面為主的結(jié)構(gòu)中,為了保證后澆混凝土的正常工作,需適當(dāng)配置構(gòu)造鋼筋;在以加配鋼筋為主的加固方法中,即增加鋼筋截面積,為保證加固鋼筋的正常工作,需按構(gòu)造要求澆灌混凝土保護(hù)層。外包材料一般以普通混凝土為主,當(dāng)外包層較薄、鋼筋較密時,可用細(xì)石混凝土,配筋除采用鋼筋外,也常用型鋼和鋼板。
2.2外包鋼法
外包鋼加固法是以型鋼(一般為角鋼)外包于構(gòu)件四角(或兩角)以加強(qiáng)其受力性能的加固方法。外包鋼加固法分濕式和干式兩種情況。濕式外包鋼加固:外包型鋼與構(gòu)件之間是采用乳膠水泥粘貼或環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等方法粘結(jié),以使型鋼與原構(gòu)件能整體工作共同受力;干式外包鋼加固:原構(gòu)件與外包型鋼之間無任何粘結(jié),有時雖填有水泥砂漿,但彼此只能單獨(dú)受力,承載力提高不如濕式外包鋼加固有效。該方法施工簡便,現(xiàn)場工作量較小,受力較為可靠,適用于在使用上不允許增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度地提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu),主要用于鋼筋混凝土柱、梁、桁架弦桿和腹桿的加固。
2.3增設(shè)支點(diǎn)加固法
增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過增設(shè)支承點(diǎn)來減小結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度,改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并提高其承載能力的加固方法。梁、板在跨中增設(shè)支點(diǎn)后,減小了跨度,從而能較大幅度地提高承載能力,并能減小和限制梁、板的撓曲變形。適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)中梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。增設(shè)支點(diǎn)加固法優(yōu)點(diǎn)是簡單可靠,缺點(diǎn)是使用空間會受到一定影響。
2.4預(yù)應(yīng)力法
預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或撐桿對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法,即通過施加預(yù)應(yīng)力使拉桿或撐桿受力,影響并改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布,從而降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平并提高結(jié)構(gòu)的承載能力。特點(diǎn)是通過預(yù)應(yīng)力手段強(qiáng)迫后加拉桿或撐桿受力,改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布,降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平,使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除,具有加固、卸載和改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果,后加拉桿或撐桿和原有結(jié)構(gòu)能夠較好地共同工作,結(jié)構(gòu)承載能力能夠得到較大的提高。
3、建筑結(jié)構(gòu)抗扭設(shè)計(jì)的具體措施
3.1 預(yù)先介入
建筑師為追求建筑外觀效果，建筑方案平面、立面均比較復(fù)雜，為避免出現(xiàn)嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)預(yù)先介入，與建筑師配合協(xié)調(diào)，使建筑平面盡量規(guī)則簡單，符合抗震概念設(shè)計(jì)。首先要控制平面布置宜簡單、規(guī)則、對稱，減少偏心。對L形、H形、T形、十字形、Y 形平面突出部分長度進(jìn)行控制，使之符合《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》表4.3.3的要求；其次是控制建筑平面的長寬比。當(dāng)建筑物長寬比較大時，不符合樓板在平面內(nèi)無限剛性的假定。在地震作用下，采用樓板在自身平面內(nèi)無限剛假定進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果不符合地震反映的結(jié)果，容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞。在風(fēng)力作用下，也會出現(xiàn)因風(fēng)力不均勻及風(fēng)向紊亂變化而引起的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、樓板平面撓曲等現(xiàn)象。
3.2 嚴(yán)格執(zhí)行位移比
在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。其中位移比限制結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則性，避免過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，周期比限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中可從以下7個方面著手，使結(jié)構(gòu)抗扭能力符合規(guī)范要求。
3.3均衡布置抗側(cè)力構(gòu)件。
使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合，避免過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)的位移比滿足規(guī)范要求?？箓?cè)力構(gòu)件應(yīng)按“均勻、分散、對稱、周邊”的原則，使平面剛度分布均勻，并使平面剛心和質(zhì)心盡可能地接近。借助材料力學(xué)抗扭剛度概念，高層建筑結(jié)構(gòu)從整體分析角度出發(fā)，剪力墻按“均勻、分散、對稱、周邊”的原則布置外還應(yīng)符合以下要求，在抗扭剛度角度上，剪力墻分量(主要是長度)從外到里逐步減少，從抗側(cè)移剛度角度上，剪力墻分量直線上均勻分布。
4、結(jié)語
扭轉(zhuǎn)是地震作用下導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的重要原因，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須重視結(jié)構(gòu)的抗扭設(shè)計(jì)。除應(yīng)滿足規(guī)范控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的兩個量化指標(biāo)外，還應(yīng)加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)剛度均勻，剛心與質(zhì)心應(yīng)盡量重合，尚應(yīng)具有一定的抗扭轉(zhuǎn)能力。
參考文獻(xiàn)
[1] 秦曉芳、趙艷敏.建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].山西建筑.2007(11)
關(guān)鍵詞：辦公樓；磚混結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方法
Abstract: in this paper, combined with the engineering example, under the condition of the restrictions, to reinforce reinforcing expectations the follow-up within the design life safety standards as the goal, the reinforcement reinforcement design scheme comparison, more flexible use of various reinforcement methods, the strengthening design method of this kind of building are discussed in this paper.
Keywords: building; Brick structure; Reinforcement design; Design method
中圖分類號：TU5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
1．工程概況
某辦公樓于1963年建成, 該建筑由中部6層、東西兩側(cè)4層(局部5層,以下簡稱4層部分)、北側(cè)3層階梯辦公室及東西兩翼的實(shí)驗(yàn)室和閱覽室組成, 東西兩側(cè)2 層部分設(shè)有地下室。各部分由變形縫分為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,6 層部分建筑總高度24.70m,4 層部為16.10m, 總建筑面積約23000m2,全部為磚混結(jié)構(gòu)。樓、屋蓋體系-中廳部分、階梯部分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu);其余部分均為預(yù)制梁、槽板結(jié)構(gòu),無圈梁?；A(chǔ)為漿砌毛石條基,持力層為強(qiáng)風(fēng)化板巖。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7 度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.1g, 設(shè)計(jì)地震分組為第1組；基本風(fēng)壓值為0.65kN/m2；場地類別為Ⅰ類。
2．結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及加固原則
2.1．結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、檢測情況。加固前檢測單位對主樓進(jìn)行了檢測。經(jīng)檢測,紅磚強(qiáng)度等級達(dá)到MU10,但經(jīng)近50年的使用,砂漿強(qiáng)度嚴(yán)重退化,強(qiáng)度等級為1.0～3.5MPa,大幅度地低于原設(shè)計(jì)的50#～100#混合砂漿的強(qiáng)度值?？v橫墻砌筑咬槎良好。設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn),有部分承重窗間墻幾何尺寸與原設(shè)計(jì)不符,且相差很大,因此對所有承重墻的幾何尺寸進(jìn)行了現(xiàn)場測量。辦公部分梁板未發(fā)現(xiàn)受力裂縫,階梯教室梁、板混凝土強(qiáng)度等級均在C15左右。
抗震橫墻最大間距15m(4層部分),房屋總高度24.7m(6層部分),無圈梁,不符合GB50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的要求;抗震橫墻間距亦不符合第一級鑒定要求的限值。檢測結(jié)論為應(yīng)采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施。
2.2．加固原則及范圍
在業(yè)主要求下, 辦公樓完全保持既有的建筑風(fēng)格,對主樓的承載力和抗震能力進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固、內(nèi)部升級改造,外飾面盡量不破壞,以保持一致的外觀效果;加固后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限為30年。加固分兩期進(jìn)行,現(xiàn)階段只對辦公部分和階梯教室進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。
3．加固方案的選擇
3.1．承載力及抗震驗(yàn)算。在確定加固方案之前,以檢測結(jié)果作為基本依據(jù),對原墻體承載力及抗震進(jìn)行了計(jì)算分析。
(1)承載力驗(yàn)算:對所有承重墻體進(jìn)行的抗壓驗(yàn)算結(jié)果表明, 兩側(cè)4 層部分滿足承載力要求；中部6層部分的窗間墻、內(nèi)縱墻和中廳橫墻以及階梯教室的承重外墻均不滿足承載力要求,最不利墻段的計(jì)算承載力僅達(dá)到設(shè)計(jì)要求的50%～60%。(2)抗震驗(yàn)算:在7度區(qū),如以后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限30年為標(biāo)準(zhǔn), 運(yùn)用地震危險性分析的研究成果,地震作用取重現(xiàn)期30年,按相應(yīng)可接受超越概率為10%確定設(shè)防烈度,并采取相應(yīng)的抗震措施,加固后的結(jié)構(gòu)在后續(xù)使用年限內(nèi),其抗震設(shè)防安全可靠性可達(dá)到新建工程要求的概率水準(zhǔn)。經(jīng)計(jì)算,設(shè)防烈度約為6.7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.08g,相應(yīng)多遇地震的影響系數(shù)最大值αmax=0.064,地震作用相當(dāng)于7度(0.1g)時的80%。抗震構(gòu)造可執(zhí)行GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定。
按上述原則, 經(jīng)驗(yàn)算4層部分滿足抗震驗(yàn)算要求(最不利部位為所需承載力的1.1 倍),6層部分和階梯教室墻體不滿足抗震驗(yàn)算要求。
3.2．加固方案比選
根據(jù)抗壓承載力和抗震驗(yàn)算結(jié)果,6層部分和階梯教室墻體應(yīng)進(jìn)行全面補(bǔ)強(qiáng)加固；階梯辦公室大梁混凝土強(qiáng)度較低應(yīng)進(jìn)行加固；4層部分,只需按抗震構(gòu)造要求進(jìn)行加固。對于墻體抗壓承載力不足, 一般可采取面層加固或板墻加固法?？紤]到主樓6層部分、階梯辦公室原砌體的砂漿強(qiáng)度較低,砌體抗壓承載力嚴(yán)重不足,采取板墻加固法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)比較適合,并在每層樓板下縱橫墻的加固板墻內(nèi)設(shè)4
對階梯辦公室大梁采用外粘鋼加固法,以滿足承載力要求。
4層部分,主要是針對剛性體系要求的抗震橫墻最大間距和圈梁設(shè)置不符合鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求的情況,加固設(shè)計(jì)應(yīng)增設(shè)抗震橫墻和圈梁。增設(shè)抗震橫墻,一般可采用設(shè)置基礎(chǔ)的磚砌體墻或鋼筋混凝土墻,只要與原墻體進(jìn)行可靠的錨拉即可。但主樓在該位置設(shè)有局部地下室,有一道橫墻至地下室頂板,底板置于毛石基礎(chǔ)上。經(jīng)復(fù)核,原基礎(chǔ)僅考慮了地下室底板和頂板的荷載,故不能承受新增抗震墻及樓面荷載重分布后所分擔(dān)的荷載,需對基礎(chǔ)進(jìn)行加固。但這樣做將破壞底板,并很難解決防水問題,極易造成隱患。另外,施工期間還要進(jìn)行降水,既不安全,也不經(jīng)濟(jì)。因此不宜采用增設(shè)實(shí)體抗震墻的方案。考慮到地下室基礎(chǔ)及底板雖不能再承受豎向荷載,卻能很好地傳遞地震作用下的水平剪力。經(jīng)研究,采用了以鋼支撐替代抗震橫墻的方案,通過支撐將水平地震作用傳至基礎(chǔ)。增設(shè)圈梁,目前通常作法是在外墻上外貼鋼筋混凝圈梁或型鋼,內(nèi)橫墻采用鋼拉桿與圈梁拉結(jié), 圈梁斷面常采用180mm×240mm。但業(yè)主要求加固不能改變主樓的既有風(fēng)格,這樣,外貼圈梁的方案顯然不可行。經(jīng)反復(fù)研究,采取了將鋼筋混凝土圈梁一分為二并置入墻體內(nèi)外兩側(cè)的"嵌入式組合圈梁"方案,保證了原建筑立面不受影響。
4．加固設(shè)計(jì)
4.1．板墻加固設(shè)計(jì)。
6層部分、階梯辦公室采用C20噴射混凝土板墻,內(nèi)配
圖1 板墻加固圖
4.2．嵌入式組合圈梁及拉結(jié)設(shè)計(jì)
對無圈梁的4層部分, 每層外墻設(shè)嵌入式組合圈梁,詳見圖2,組合圈梁每隔開間用鋼拉桿拉結(jié)或與進(jìn)深梁錨拉。單側(cè)走廊整體性差,是抗震的薄弱部位,該部位采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆拉梁(300mm×180mm)將外墻與內(nèi)橫墻拉桿或進(jìn)深梁拉結(jié)的方式予以加強(qiáng),使每層形成封閉的環(huán)箍體系,拉梁采用C20 混凝土澆筑。
圖2 嵌入式組合圈梁
4.3．鋼支撐設(shè)計(jì)
在原15m間距的內(nèi)橫墻間增設(shè)一道鋼支撐,鋼支撐設(shè)計(jì)應(yīng)滿足作為剛性計(jì)算方案房屋橫墻的剛度要求, 根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001), 鋼支撐在風(fēng)荷載和地震作用情況下,其最大位移值應(yīng)滿足:Umax≤H/4000(H為房屋總高度), 以此為控制條件對鋼支撐進(jìn)行設(shè)計(jì),詳見圖3,并進(jìn)行了"中震"不屈服驗(yàn)算(地震參數(shù)參照有關(guān)文獻(xiàn))。
圖3 鋼支撐簡圖
4.4．階梯教室混凝土梁加固
階梯教室鋼筋混凝土大梁, 采用梁底及支座粘鋼加固的方法, 以滿足抗彎承載力要求；梁端設(shè)鋼板箍加錨栓解決抗剪問題,同時可使端部混凝土處于多向約束狀態(tài), 改善其受力性能,詳見圖4。
圖4 階梯辦公室梁加固詳圖
4.5．施工要求
嵌入式組合圈梁在施工時會削弱墻體,應(yīng)采取分段、分面漸近式施工方式,必要時應(yīng)采取支撐措施,以保證施工期間的安全。凹槽可采用機(jī)械切割方式形成,采用噴射混凝土施工。鋼支撐應(yīng)與原墻體及進(jìn)深梁結(jié)合緊密、連結(jié)可靠,以保證有效地傳遞水平力,達(dá)到抗震墻的效果。
5．結(jié)語
(1)對于建造年代較早的老建筑,由于使用時間較長、技術(shù)資料不全,不應(yīng)只對材料強(qiáng)度、整體及構(gòu)件外觀表征進(jìn)行檢測,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)對重要承重構(gòu)件的幾何尺寸進(jìn)行現(xiàn)場勘測。以便全面、準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀。
(2)根據(jù)加固后的預(yù)期設(shè)計(jì)使用年限,合理確定抗震設(shè)防目標(biāo)及地震作用基本參數(shù),并按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)采取抗震措施,在后續(xù)使用年限內(nèi)其抗震設(shè)防安全可靠性可達(dá)到新建工程要求的安全保證概率,加固的成本相對經(jīng)濟(jì)。
(3)對磚混結(jié)構(gòu)抗震加固時采用"嵌入式組合圈梁"可滿足此類建筑的特殊要求,且效果明顯。增設(shè)抗震橫墻若受條件限制時,可采用符合剛性計(jì)算方案要求的其他構(gòu)件替代, 并加強(qiáng)連結(jié),也可取得與實(shí)體墻同樣的效果。
該建筑目前使用情況表明, 通過采取本文所述的設(shè)計(jì)方法對其進(jìn)行全面、系統(tǒng)的加固補(bǔ)強(qiáng),達(dá)到了提高承載力水平、改善抗震性能和內(nèi)部升級改造的目的,使這座老建筑得以重新恢復(fù)甚至超越其往日的風(fēng)采。
參考文獻(xiàn)：
[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50023-2009 建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.
[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ116-98 建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.
關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)；加固；施工
中圖分類號：TU746.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000－8136（2012）09－0086－02
1結(jié)構(gòu)加固方法及技術(shù)分析
進(jìn)行加固施工時，其加固施工及加固方案的制定尤為重要，對于需要加固的構(gòu)筑物，應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況制定不同的加固方案。
1.1良好的施工性是加固工程方案必須考慮的條件之一
加固工程方案的優(yōu)劣，首先要把是否具有施工作業(yè)方便作為必要條件，沒有良好的施工性是阻礙加固工程施工的一個攔路虎。有的加固方案雖然具有解決問題的可行性，但是，由于其方案在施工過程中增加了一定的施工難度，而造成施工工期長、勞動用工大、安全系數(shù)低的弊端，結(jié)果必將影響到加固質(zhì)量。
1.2不同類型加固工程與加固方法分析
結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固與間接加固兩類，設(shè)計(jì)時可根據(jù)實(shí)際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術(shù)。
1.2.1加大截面加固法
在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，可增加截面有效高度，擴(kuò)大截面面積，從而提高構(gòu)件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。在適筋范圍內(nèi)，混凝土彎變構(gòu)件正截面承載力隨鋼筋面積和強(qiáng)度的增大而提高。在原構(gòu)件正截面配筋率不高的情況下，增大主筋面積可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎承載力。在截面的受拉區(qū)加現(xiàn)澆混凝土圍套增加構(gòu)件截面，通過新加部分和原構(gòu)件共同工作，可有效地提高構(gòu)件承載力，改善正常使用性能。
加大截面加固法施工工藝簡單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固，但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長，對生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
1.2.2置換混凝土加固法
該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點(diǎn)，適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。
1.2.3預(yù)應(yīng)力加固法
預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上（當(dāng)拉桿與梁板底面緊密貼合時，拉桿會與構(gòu)件共同找曲，此時尚有一部分壓力直接傳遞給構(gòu)件底面），在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩，減少了外荷載效應(yīng)，從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用，構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制，斜截面抗剪承載力也隨之提高。
2工程加固施工前設(shè)計(jì)的必要性
2.1現(xiàn)實(shí)的需要
既有房屋，有的由于使用性質(zhì)改變而導(dǎo)致荷載增加；有的為了增加使用面積，在層高較大的部位或在屋頂上進(jìn)行加層；有的為滿足節(jié)能有關(guān)規(guī)定，需將樓層周邊凹凸部分補(bǔ)平改造；有的需要進(jìn)行抗震加固；有的由于遭受火災(zāi)、超載、地基不均勻沉降等原因需要進(jìn)行加固處理等。既有房屋的改造、加固日益增多，因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員根據(jù)形勢的發(fā)展應(yīng)不但能熟練地從事新建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還要逐漸熟悉和掌握對既有房屋的改造和加固設(shè)計(jì)工作。
2.2檢測和鑒定的必要性
為了解既有房屋結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性是否滿足要求，在改造加固前必須要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測和鑒定，對其可靠性作出正確的評價。檢測和鑒定工作應(yīng)該由有資質(zhì)的單位承擔(dān)。檢測時可根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)實(shí)際情況和特點(diǎn)確定重點(diǎn)內(nèi)容，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)著重檢測構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋配置、裂縫情況、混凝土碳化深度、蜂窩缺陷等。
2.3房屋結(jié)構(gòu)的改造、加層、加固必須進(jìn)行設(shè)計(jì)
（1）按有關(guān)規(guī)定，對既有房屋進(jìn)行改造加固設(shè)計(jì)實(shí)施以后，承擔(dān)此任務(wù)的設(shè)計(jì)單位應(yīng)該對該房屋結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性負(fù)完全責(zé)任，而原來的設(shè)計(jì)單位未參與改造加固設(shè)計(jì)時，則不再負(fù)此責(zé)任。因此，改造加固設(shè)計(jì)應(yīng)該由有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位或研究單位來承擔(dān)。
（2）進(jìn)行改造加固設(shè)計(jì)時，力求與承擔(dān)施工的單位進(jìn)行配合，根據(jù)該施工單位的經(jīng)驗(yàn)和水平確定更合理的設(shè)計(jì)實(shí)施方案。如果由于招投標(biāo)等原因，在設(shè)計(jì)時不能確定施工單位，那么在完成設(shè)計(jì)確定了施工單位后，開工之前應(yīng)就設(shè)計(jì)中構(gòu)造做法和施工要求與施工單位作交底和討論，必要時進(jìn)行方案調(diào)整和修改設(shè)計(jì)，以確保工程質(zhì)量和降低造價。
3施工實(shí)施中要掌握的技術(shù)要點(diǎn)和施工方法
（1）對原有舊鋼結(jié)構(gòu)的考察、取樣、實(shí)驗(yàn)、評定工作一定要做好做細(xì)，必須要由權(quán)威的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室對原舊鋼結(jié)構(gòu)和加固用的新鋼材進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)，并出具評定報(bào)告，確定需采購新鋼材的材質(zhì)和焊條規(guī)格型號（或螺栓）、焊接連接工藝的技術(shù)要求（或螺栓）。
（2）根據(jù)現(xiàn)場對原有舊鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴砂除銹、清除表面覆蓋的所有腐蝕的氧化層及渣物后的現(xiàn)狀，與設(shè)計(jì)一起討論確定實(shí)用可靠的處理、加固、改造方案。
（3）原有舊鋼結(jié)構(gòu)的除銹、清除表面覆蓋的腐蝕氧化層及渣物要徹底，必須用空壓機(jī)連接專用的噴砂除銹機(jī)進(jìn)行，個別腐蝕嚴(yán)重的部位要人工用鋼鑿、榔頭、砂輪機(jī)鑿或磨。噴砂除銹的砂子采用中細(xì)黃砂，需曬干，因高空作業(yè)污染很大，一定要搭設(shè)周圍環(huán)境防護(hù)設(shè)施和做好操作人員的防護(hù)。
4結(jié)束語
綜上，建筑物結(jié)構(gòu)加固是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，除了在加固方法、設(shè)計(jì)及施工技術(shù)方面努力外，還應(yīng)從源頭上抓起，加強(qiáng)管理，提高工程質(zhì)量可以有效避免損壞的發(fā)生。由于作者水平有限，
文中不足之處望行業(yè)同仁多多指正，今后的工作學(xué)習(xí)當(dāng)中亦會時刻保持積極進(jìn)步不斷探索的精神，爭取為我國在房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及施工技術(shù)方面作出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
