結(jié)構(gòu)抗震加固需兼顧結(jié)構(gòu)的安全、美觀、實(shí)用和耐久。近年來(lái)隨著抗震加固新技術(shù)、新材料和新工藝的出現(xiàn),加固手段已發(fā)展成為多種方法并舉的局面,不僅如此,常規(guī)加固手段的具體細(xì)部構(gòu)造也較以往更為靈活和實(shí)用。
抗震加固按照加固的部位可分為整體房屋加固、區(qū)段加固、構(gòu)件加固和與結(jié)構(gòu)加固配套使用的相關(guān)技術(shù),工程人員可根據(jù)鑒定的結(jié)果結(jié)合建筑功能改造選擇相應(yīng)的加固措施或修補(bǔ)技術(shù)。下面僅就抗震加固中的一些技術(shù)和方法加以介紹。
2.結(jié)構(gòu)抗震加固新技術(shù)
?。?)減能技術(shù)(隔震)
如果地震作用能減小,結(jié)構(gòu)反應(yīng)就必然減小。假設(shè)某一結(jié)構(gòu)在8度地震時(shí),只有抵抗7度地震作用的能力,如果采用某種方法,就能使地震作用減小到7度,甚至更低地震作用的水平,結(jié)構(gòu)便能達(dá)到與采用其他抗震加固方法相同的加固效果。我國(guó)規(guī)范中,地震作用與地震影響系數(shù)a成正比。地震影響系數(shù)a在我國(guó)新編抗震規(guī)范中按從地震影響系數(shù)曲線可看出,當(dāng)結(jié)構(gòu)周期增大時(shí),地震作用減小。最有效地使結(jié)構(gòu)周期增大的方法是隔震技術(shù),即使房屋上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)完全分開(kāi),在分開(kāi)處放置隔震材料。最常用的隔震材料為疊合橡膠隔震墊,其作用是使地面水平地震加速度在隔震層處中斷,或使向上傳遞的地震加速度大大減小。在設(shè)計(jì)計(jì)算中,其表現(xiàn)形式是上部結(jié)構(gòu)周期加長(zhǎng),因而地震作用減小,結(jié)構(gòu)反應(yīng)亦減小,從而達(dá)到抗震加固的目的。該方法的原理很簡(jiǎn)單,然而用于加固時(shí)的技術(shù)難度卻很大。首先必須將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)完全切開(kāi),并放入有一定阻尼的疊合橡膠墊。其必要條件是上部結(jié)構(gòu)整體性好,因此并非所有結(jié)構(gòu)都能用此方法進(jìn)行加固。目前國(guó)外已有采用此方法加固的建筑,如美國(guó)鹽湖城市政大樓(100年前建成的12層磚石結(jié)構(gòu))。
?。?)消能技術(shù)(增大阻尼)
如果結(jié)構(gòu)反應(yīng)在相對(duì)變形較大的部位,適當(dāng)布置阻尼器,使結(jié)構(gòu)阻尼加大,則地震作用必將會(huì)大幅度減少,從而使結(jié)構(gòu)反應(yīng)較小,達(dá)到抗震加固的目的。增設(shè)阻尼器后,結(jié)構(gòu)反應(yīng)減小,使結(jié)構(gòu)滿足抗震要求,亦可達(dá)到抗震加固的目的。如果降低后的結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài),結(jié)構(gòu)將不會(huì)破壞;如果結(jié)構(gòu)不在彈性階段工作,就可用時(shí)程分析法求得結(jié)構(gòu)反應(yīng)。實(shí)踐證明,其反應(yīng)值也大大減小。
中國(guó)建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所采用粘滯阻尼器加固了北京火車(chē)站中央大廳、北京飯店、北京展覽館、中國(guó)革命歷史博物館等大型公共建筑,有些工程加固后在大震作用下,層間位移值達(dá)1/390,處于接近彈性階段工作,收到了非常好的加固效果。
?。?)增設(shè)剪力墻技術(shù)
結(jié)構(gòu)剛度增大,有兩個(gè)可能:一是剛度增大,結(jié)構(gòu)周期縮短,根據(jù)反應(yīng)譜方法,地震作用相應(yīng)增大:二是剛度增大,結(jié)構(gòu)變形減小,從而使內(nèi)力減小。兩者所起作用相反。因此,只要?jiǎng)偠热〉煤侠?,則地震作用雖然增加,但結(jié)構(gòu)變形仍然減小。實(shí)踐證明,大多數(shù)結(jié)構(gòu)增設(shè)剪力墻后,將使結(jié)構(gòu)變形減小,這時(shí),地震作用主要由剪力墻抵御,框架結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力與變形大大減小,從而達(dá)到抗震加固的目的。增設(shè)剪力墻加固技術(shù),是常用抗震加固手段,中國(guó)建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所采用此方法加固了全國(guó)政協(xié)禮堂、北京火車(chē)站、中國(guó)革命歷史博物館、農(nóng)展館等數(shù)十個(gè)大型公共建筑。
3.結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固方法的改進(jìn)
?。?)磚砌體的混凝土板墻加固
砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固主要是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性,提高墻體的抗震承載能力和變形能力。唐山地震以后,人們發(fā)現(xiàn)采用鋼筋混凝土外加柱連同圈梁和鋼拉桿一起加固砌體房屋是一種簡(jiǎn)便易行的方法,并很快在全國(guó)推廣。但近年來(lái)人們也意識(shí)到這一加固方法對(duì)建筑外觀和城市風(fēng)貌帶來(lái)的負(fù)面影響,因此逐漸采用混凝土板墻加固法取代傳統(tǒng)的加固方法。混凝土板墻加固類(lèi)似于鋼筋網(wǎng)水泥面層加固,具有較大的靈活性。首先,可根據(jù)結(jié)構(gòu)綜合抗震能力指數(shù)提高程度的不等增設(shè)不同數(shù)量的混凝土板墻。板墻可設(shè)置為單面或雙面,甚至可在樓梯間部位設(shè)置封閉的板墻,形成混凝土筒。其次,采用混凝土板墻加固時(shí),可根據(jù)業(yè)主的意圖采用“內(nèi)加固”或“外加固”方案。當(dāng)希望保持原有建筑風(fēng)貌時(shí),可采用“內(nèi)加固”方案;當(dāng)需結(jié)合抗震加固進(jìn)行外立面裝修時(shí),則可采用以“外加固”為主的方案。采用混凝土板墻加固可更好地提高磚墻的承載能力,控制墻體裂縫的開(kāi)展。此外,在板墻四周采用集中配筋形式取代外加柱、圈梁和鋼拉桿,提高墻體的延性性能和變形能力。這種處理方法對(duì)建筑外觀和內(nèi)部使用的影響很小。
(2)框架結(jié)構(gòu)的剪力墻加固
框架結(jié)構(gòu)的加固方法很多,但其中增設(shè)鋼筋混凝土剪力墻仍是一種主流方法。利用新增的剪力墻承擔(dān)主要的地震力,減小結(jié)構(gòu)的變形,降低框架柱的配筋構(gòu)造要求,從而使加固工作量大大減少。采用增設(shè)剪力墻加固時(shí),需處理好新增墻體與原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接,如墻柱連接、墻梁連接。既要保證連接的可靠性,又要避免對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成過(guò)多的損傷。新設(shè)剪力墻需有暗柱和暗梁,設(shè)計(jì)時(shí)有兩種處理方法。
第一種方法是利用原結(jié)構(gòu)梁柱做其暗梁暗柱,這種方法不會(huì)對(duì)原有構(gòu)件造成損傷,但外包部分的混凝土?xí)绊懯覂?nèi)觀感和使用。近年來(lái)隨著鉆孔、植筋技術(shù)在結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域中的應(yīng)用,這一矛盾逐步得到解決。
第二種方法是新增墻體采用相對(duì)獨(dú)立的暗梁暗柱體系,這種方法的特點(diǎn)是在新增剪力墻的兩端設(shè)新暗柱(或稱(chēng)端柱),暗柱配筋按計(jì)算和現(xiàn)行規(guī)范構(gòu)造要求配置,暗柱與原框架柱間用錨筋相連,即似連非連的構(gòu)造措施??拐饓ωQ向分布筋穿原框架梁時(shí),其中一排筋從梁邊穿樓板直接伸入上一樓層,另一排豎向筋則在原框架梁位置按等強(qiáng)度原則等代,減少穿筋數(shù)量,從而減少對(duì)原框架梁的損傷。此外,在原框架梁上下各做一道暗梁,與原框架梁連接為一體,既增強(qiáng)了新增抗震墻的穩(wěn)定性,又保證了抗震墻的上下連續(xù)性。
(3)框架梁柱的加固
有時(shí),由于受建筑使用功能的限制,無(wú)法采用剪力墻加固。消能減震技術(shù)也無(wú)法使用,在這種情況下,分別對(duì)原結(jié)構(gòu)梁柱進(jìn)行加固是最好的加固方法。
4.構(gòu)件的一些常規(guī)加固方法
?。?)增大截面加固法
?。?)置換混凝土加固法
?。?)外部粘貼加固法
(4)繞絲加固法
?。?)高強(qiáng)鋼絲繩網(wǎng)片―復(fù)合砂漿外加層加固法
?。?)預(yù)應(yīng)力加固法
(7)增設(shè)支點(diǎn)加固法
5.與結(jié)構(gòu)加固方法配合使用的技術(shù)
?。?)裂縫修補(bǔ)技術(shù)
主要有兩類(lèi):一是以保護(hù)鋼筋不受侵蝕、混凝土不滲漏為目的的表面封閉法和填充密封法。二是在保護(hù)鋼筋的同時(shí),還要求通過(guò)注入補(bǔ)強(qiáng)作用的膠粘劑以恢復(fù)混凝土強(qiáng)度的壓力注漿法或注射法。
?。?)錨固技術(shù)
主要指植筋技術(shù)和錨栓技術(shù)。
?。?)阻銹技術(shù)
防治已有混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的鋼筋銹蝕,宜采用能有效抑制或阻斷有害離子。
6.構(gòu)件加固應(yīng)注意的問(wèn)題
對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固涉及的因素很多,根據(jù)現(xiàn)有的研究成果,結(jié)合切身體會(huì),我對(duì)在構(gòu)件加固中應(yīng)注意的主要問(wèn)題初步歸納如下。
常用的加固技術(shù)主要有加大截面的加固技術(shù),柱外包(粘)型鋼加固技術(shù),外粘碳纖維布加固技術(shù),植筋加固技術(shù),托換加固技術(shù),無(wú)損開(kāi)孔成洞加固技術(shù),基礎(chǔ)加固技術(shù)等,粘貼鋼板加固法,是指用膠黏劑將鋼板粘貼在構(gòu)件外部的一種加固方法。這種方法在建筑領(lǐng)域及其橋梁等工程項(xiàng)目中的加固、補(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)中應(yīng)用較為廣泛。如何加固受損建筑?多位業(yè)內(nèi)人士表示,不同性質(zhì)的建筑采用的加固修復(fù)技術(shù)不同。相比于傳統(tǒng)加固修復(fù)技術(shù),新的加固技術(shù)逐步得到應(yīng)用,碳纖維技術(shù)引領(lǐng)建筑物結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固趨勢(shì)。此外,加固是提高現(xiàn)有房屋抗震能力的最有效途徑。
二.我國(guó)工程建設(shè)面臨的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)發(fā)展生產(chǎn),提高生產(chǎn)力的重心,已從新建工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)移到對(duì)已有企業(yè)的技術(shù)改造,以取得更大的投資效益,按一些資料統(tǒng)計(jì),改建比新建可節(jié)約投資約40%,縮短工期約50%,收回投資的速度比新建廠房快3倍至4倍,同樣,對(duì)民用建筑進(jìn)行改造的要求,在我國(guó)也日益迫切。隨著我國(guó)城市人口的不斷增長(zhǎng),盡管興建了大量的住宅和相應(yīng)的配套措施,但無(wú)房、缺房和租戶仍達(dá)20%以上。而且隨著城市房?jī)r(jià)的上漲,越來(lái)越多的人買(mǎi)不起新房。為緩解這一矛盾,抓好舊房的改造,向現(xiàn)有房屋要面積,可有效降低工程造價(jià),顯然是一條重要出路。我國(guó)城市現(xiàn)有的房屋中,有20%―30%具備改造的條件。舊房改造不僅可節(jié)省投資,同時(shí),可不再征用土地,對(duì)緩解日趨緊張的城市用地矛盾,也有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
三.常用的加固技術(shù)主要分類(lèi)。
1.外粘碳纖維布加固技術(shù)。
外站碳纖維布加固技術(shù)的主要原理是通過(guò)配套粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼與構(gòu)件表面,使碳纖維片材承受拉力,并與混凝土變形來(lái)協(xié)調(diào),共同受力,因?yàn)槔w維布具有強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕以及抗疲勞等優(yōu)異的物理學(xué)性能,以及良好的粘合性和廣泛的適用性,用碳纖維布取代鋼板加固混凝土結(jié)構(gòu)是近幾年來(lái)國(guó)際上興起的一門(mén)新技術(shù)。主要的適用于建筑梁、板、柱、墻等的加固以及對(duì)一些其他土木工程的加固補(bǔ)強(qiáng)。主要的施工工藝為表面處理→涂刷底膠→修補(bǔ)找平→膠料配制→粘貼碳纖維→表面防護(hù)→檢驗(yàn)。
2.加大截面加固技術(shù)。
增大截面加固技術(shù),也稱(chēng)為外包混凝土加固技術(shù),它是增大構(gòu)件的截面和配筋,用以提高構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性,也可用來(lái)修補(bǔ)裂縫等,這種加固技術(shù)適用范圍較廣,可加固板、梁、柱、基礎(chǔ)和屋架等。根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)和加固目的的要求、構(gòu)件幾何尺寸、施工方便等可設(shè)計(jì)為單側(cè)、雙側(cè)或三側(cè)的加固,四側(cè)包套的加固。
根據(jù)不同的加固目的和要求,此技術(shù)又可分為加大斷面為主的加固,和加配筋為主的加固,或者兩者兼?zhèn)涞募庸?。加大截面為主的加固,為了保證補(bǔ)加混凝土正常工作,亦需適當(dāng)配置構(gòu)造鋼筋。加配筋為主的加固,為了保證配筋的正常工作,需按鋼筋的間距和保護(hù)層等構(gòu)造要求適當(dāng)增大截面尺寸。加固中應(yīng)將鋼筋加以焊接,作好新舊混凝土的結(jié)合。 增大截面加固技術(shù)缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護(hù)期較長(zhǎng),對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響,此技術(shù)增大截面尺寸,有時(shí)影響房屋的外觀和凈空。
3.植筋加固技術(shù)。
"植筋"技術(shù)又稱(chēng)鋼筋生根技術(shù),在原有混凝土結(jié)構(gòu)上鉆孔,注結(jié)構(gòu)膠,把新的鋼筋旋轉(zhuǎn)插入孔洞中。此技術(shù)廣泛用于設(shè)計(jì)變更,增加梁、柱、懸挑梁、板等加固和變更工程。 主要的性能和特點(diǎn)為植筋加固技術(shù)具有較高的承載力,對(duì)固定的基材不產(chǎn)生膨脹力,較適宜邊距以及邊距小的部位,再加上植筋加固技術(shù)施工簡(jiǎn)便、耗時(shí)較短。
4.無(wú)損開(kāi)孔成洞加固技術(shù)。
無(wú)損開(kāi)孔成洞技術(shù)主要是針對(duì)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上開(kāi)洞時(shí)為了避免錘擊等在施工時(shí)的具有破壞性的施工方法造成結(jié)構(gòu)損傷而提出的,同時(shí)對(duì)洞口周邊的加固方法,此技術(shù)已經(jīng)在高層建筑樓板、剪力墻、核心筒上面開(kāi)始了大量的應(yīng)用。
5.微細(xì)、深層裂縫灌漿加固技術(shù)。
微細(xì)裂縫灌漿加固技術(shù)在施工過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫大于0.05mm的裂縫,可以進(jìn)行灌漿密實(shí),然而灌漿后的混凝土結(jié)構(gòu)完全可以恢復(fù)其整體性,當(dāng)其再次受到破壞時(shí),新產(chǎn)生的裂縫將不在原裂縫的斷面上。
而對(duì)于深層裂縫灌漿加固技術(shù)而言,它可以對(duì)其產(chǎn)生的深層裂縫進(jìn)行灌漿補(bǔ)強(qiáng)處理與滲透水止漏,從而恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性,而對(duì)于灌漿之后混凝土的密實(shí)度以及強(qiáng)度都滿足施工要求。
6.托換加固技術(shù)。
結(jié)構(gòu)托換技術(shù)是指對(duì)原有影響建筑使用功能的承重結(jié)構(gòu)采用改變受力體系的方法進(jìn)行的功能改造,目的是獲得更大的理想使用空間。結(jié)構(gòu)托換采用的方法一般為型鋼托換、鋼筋混凝土托換、桁架托換等。 地基基礎(chǔ)托換技術(shù)是指因城市修建的地鐵或地下隧道不可避免地從樓房底下穿過(guò),為了避免拆除重建必須對(duì)地面上的樓房進(jìn)行樁基托換。該技術(shù)主要是對(duì)地下隧道穿過(guò)需切斷的樓房樁基,先在其承臺(tái)附近采用梁式轉(zhuǎn)換層將此部份樁基承受的上部荷載傳遞到隧道外側(cè)的新建樁基礎(chǔ)上,由托換梁—新加樁組成的托換結(jié)構(gòu)體系代替。同時(shí)為了確保被托換樓房在斷樁和隧道通過(guò)后不產(chǎn)生開(kāi)裂、傾斜等破壞,采取了托換梁預(yù)應(yīng)力張拉、千斤頂預(yù)頂、樁底注漿等技術(shù),樁基托換可應(yīng)用微型嵌巖鋼管灌注樁、砼界面連接技術(shù)等多項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)。
三.對(duì)現(xiàn)有房屋建筑加固必須要滿足的要求。
加固的方法必須要進(jìn)行綜合評(píng)定分析之后再來(lái)確定,分別采用房屋的整體加固或者分段進(jìn)行構(gòu)件的加固,加強(qiáng)房屋建筑的整體性、改善構(gòu)件的受力程度,提高房屋建筑的綜合能力。新增的構(gòu)件和原有的構(gòu)件之間應(yīng)該具有可靠的連接性。在對(duì)房屋建筑進(jìn)行加固時(shí),如果加固所用的材料和原有的建筑材料是相同的,那么加固所用的材料強(qiáng)度不得低于原結(jié)構(gòu)材料的實(shí)際強(qiáng)度。新增的加固墻必須要具有可靠的基礎(chǔ)。對(duì)可能導(dǎo)致傾斜、開(kāi)裂或者局部倒塌的現(xiàn)象,應(yīng)該要預(yù)先采取相應(yīng)的安全措施。并對(duì)加固技術(shù)進(jìn)行篩選尋求最佳加固技術(shù),最大限度的延長(zhǎng)其房屋建筑使用價(jià)值。
四.結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,國(guó)內(nèi)外對(duì)房屋建筑加固的不斷研究和討論,使房屋建筑的施工方法和施工原理不斷的在改進(jìn)和完善,在具體施工中,加固的方法較多,但在具體的加固施工過(guò)程中,必須要考慮建筑物本身的性能和其本身的強(qiáng)度結(jié)構(gòu),在加固工程施工中要進(jìn)行綜合的評(píng)定和篩選,對(duì)房屋建筑加固的方法、方案進(jìn)行比較、優(yōu)化,尋求最佳方案,更大限度的延長(zhǎng)房屋建筑的使用壽命,進(jìn)而發(fā)揮出房屋建筑的使用價(jià)值,從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,改善人民生活
本公司專(zhuān)業(yè)房屋檢測(cè)鑒定 ,歡迎來(lái)電咨詢(xún),優(yōu)惠不斷。
主營(yíng)服務(wù):廠房安全檢測(cè),廠房竣工驗(yàn)廠檢測(cè),房屋租賃檢測(cè),工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、房屋質(zhì)量檢測(cè)、鋼結(jié)構(gòu)廠房安全檢測(cè),幼兒園房屋安全鑒定,房屋結(jié)構(gòu)安全鑒定等檢測(cè)。
承接全國(guó)各項(xiàng)任務(wù)
深圳市住建工程檢測(cè)有限公司
咨詢(xún)電話:嚴(yán)經(jīng)理:132-6582-0887
——房屋安全檢測(cè)我們是專(zhuān)業(yè)的