加固設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性探討與分析

楊君

摘?要：加固設(shè)計(jì)是對(duì)一些放大利用或是循環(huán)利用建筑體進(jìn)行加固施工的重要依據(jù)。要做好加固設(shè)計(jì)需要在充分了解工程情況下，弄清工程加固設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素，了解工程需要加固設(shè)計(jì)的具體涉及內(nèi)容，把握好設(shè)計(jì)原則。將加固設(shè)計(jì)的因素充分考慮進(jìn)去，保證建筑結(jié)構(gòu)施工后的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：加固設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;建筑

文章編號(hào)：2095-4085（2020）06-0051-02

隨著我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大，我國的建筑規(guī)模和水平得到了很大的提升，自然環(huán)境、人居環(huán)境、工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境等等也都發(fā)生了一系列的變化，為了節(jié)省成本，提高利用率，一些過去或是現(xiàn)在正在運(yùn)營中的建筑物體要得到進(jìn)一步放大利用，必須進(jìn)行一些加固施工。加固設(shè)計(jì)是對(duì)一些工程進(jìn)行改造加固施工的重要依據(jù)，要保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有效控制建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性，在設(shè)計(jì)階段都是采取多種措施進(jìn)行把控。后期性能不穩(wěn)定的，必須進(jìn)行加固，并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，保持安全穩(wěn)定的運(yùn)行。作為加固實(shí)施的關(guān)鍵一環(huán)，結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)如何確保建筑穩(wěn)定性是需要科學(xué)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?duì)待。因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是建筑整體安全重要的控制要素之一，在設(shè)計(jì)階段就須做好多項(xiàng)把控。文章結(jié)合工程中的一些案例介紹一下房屋結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方案具體需要注意事項(xiàng)，以及如何做到加固設(shè)計(jì)能確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1?加固設(shè)計(jì)需控制的關(guān)鍵要素

加固設(shè)計(jì)要控制好六個(gè)要素來保證施工穩(wěn)定性。一、抗震等級(jí)、人防等級(jí)。對(duì)于加固的建筑要根據(jù)用途及環(huán)境確定是否需要考慮抗震、人防需要，應(yīng)該考慮幾級(jí)。要結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、安全性、使用壽命及突發(fā)性等因素進(jìn)行綜合考慮。二、地基承載能力分析及處理，設(shè)計(jì)地基的基礎(chǔ)等級(jí)。地基處理要確保達(dá)到一定的承載能力，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及當(dāng)初主體建筑施工記錄情況科學(xué)制定工藝流程。淤處理、原地面處理、墊層處理都要合理設(shè)計(jì)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全等級(jí)及按抗震要求設(shè)計(jì)必須要符合國家出臺(tái)的建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)要求。案例加固設(shè)計(jì)要根據(jù)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)劃分的等級(jí)級(jí)別，從理論和實(shí)際情況選擇適合自己工程的加固設(shè)計(jì)級(jí)別。三、原材料質(zhì)量要求，加固材質(zhì)的選取必須把握好五道關(guān)。設(shè)計(jì)采用的原材料供應(yīng)廠家要嚴(yán)格依照國標(biāo)GB50728-2011內(nèi)的具體性能及供貨流程提供權(quán)威機(jī)構(gòu)出具的產(chǎn)品安全性能鑒定報(bào)告;結(jié)構(gòu)膠黏劑應(yīng)通過下列嚴(yán)禁使用成分的檢測(cè)——綠色報(bào)告和乙二胺檢測(cè);通過耐濕熱老化和耐長期應(yīng)力作用能力檢測(cè);加固工程使用的結(jié)構(gòu)膠黏劑一次進(jìn)場(chǎng)到位并封閉管理;碳纖維材料的質(zhì)檢報(bào)告要對(duì)抗拉強(qiáng)度、伸長率、彈性模量、碳纖維織物的K數(shù)、單位面積質(zhì)量5個(gè)參數(shù)給出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。四、雪荷載與風(fēng)荷載;雪載荷是要考慮遭遇惡劣罕見雪災(zāi)的時(shí)候，額外增加載荷造成的結(jié)構(gòu)失效。雪載荷在結(jié)構(gòu)載荷的計(jì)算過程中需參考全國基本雪壓分布圖，屬于靜態(tài)載荷，歸于準(zhǔn)永久荷載一類。要與恒荷載組合的。風(fēng)荷載隨風(fēng)力大小變化，是一種活載荷，一般與建筑地點(diǎn)的地貌、離地面或海平面高度、風(fēng)的自然屬性及建筑物自身特征有關(guān)。五、地下水類型及標(biāo)高，基礎(chǔ)防水防滲漏設(shè)計(jì);要根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)確定建筑物地下水的類型，距離地表距離，做好基礎(chǔ)防水設(shè)計(jì)，防止倒灌和地下水滲漏，造成塌陷。六、地基土質(zhì)類型判定。

2?加固設(shè)計(jì)具體設(shè)計(jì)內(nèi)容

對(duì)建筑體進(jìn)行加固處理，通常分為兩大類體系加固和構(gòu)件加固。體系也就是對(duì)整個(gè)建筑物體全面加固。構(gòu)件即對(duì)部分地方進(jìn)行加固。不同的加固需求需要設(shè)計(jì)的內(nèi)容不同。作為一個(gè)完整的工程案例進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，一般需要包括以下內(nèi)容：框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固及結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算。

框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：主要是分析梁柱承載體系所屬類型，根據(jù)確定是剛接還是鉸接對(duì)設(shè)計(jì)載荷進(jìn)行審核。框剪結(jié)構(gòu)若是采用當(dāng)前流行的現(xiàn)澆支撐梁、柱、樓蓋結(jié)構(gòu)的作業(yè)模式時(shí)，可以保證建筑體的整體性能及抗震能力比較高。若是選用老式預(yù)制模塊化裝配式方案，要考慮預(yù)制構(gòu)件在每一個(gè)拼裝節(jié)點(diǎn)處的鏈接失效系數(shù)及性能，并要同時(shí)對(duì)比抗震、防水要求下的工作性能。框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化：結(jié)構(gòu)體不同支撐框架梁、柱箍筋之間的間距要利用有效手段進(jìn)行優(yōu)化處理，直徑最小箍筋和最大箍筋在加密區(qū)設(shè)計(jì)布置要根據(jù)抗震等級(jí)進(jìn)行不同間距布置。仔細(xì)審核不同材料特性下，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等級(jí)、砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制情況以及與對(duì)應(yīng)的地基土類型設(shè)計(jì)的是否合理。鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制：設(shè)計(jì)中的鋼結(jié)構(gòu)件要達(dá)到國標(biāo)要求，有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可提供構(gòu)件滿足厚長比要求。設(shè)計(jì)過程中要考慮受力的對(duì)稱性，避免重心偏移。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)整體在失效前有部件結(jié)構(gòu)失效，如果想增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體承載能力可以提升鋼構(gòu)件的屈曲強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固：若要求保證混凝土強(qiáng)度等級(jí)C10，這種加固實(shí)現(xiàn)方法有兩種，即增大截面和約束加固法;采用粘鋼加固或者粘貼纖維復(fù)合加固，需使用的混凝土要滿足強(qiáng)度C15;若采用的混凝土強(qiáng)度C30，選取的加固法只能采用預(yù)應(yīng)力的辦法;對(duì)要求采用植筋技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件連接的懸挑結(jié)構(gòu)，凝土強(qiáng)度級(jí)應(yīng)C25;采用砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，加固墻體的砂漿現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)強(qiáng)度M5;當(dāng)進(jìn)行整體加固，采用外加混凝土構(gòu)造柱、圈梁等措施時(shí)，必須保證采用的砂漿強(qiáng)度等級(jí)M5。結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算：在滿足原有使用功能的前提下，要根據(jù)設(shè)計(jì)使用要求選取的系數(shù)進(jìn)行有效的建筑防震演算，抗烈度審核;若是某個(gè)建筑體的加固僅進(jìn)行抗震加固或局部改造，上述驗(yàn)算對(duì)這個(gè)建筑可以省略，對(duì)加層改造的結(jié)構(gòu)，必須進(jìn)行有效的抗震變形驗(yàn)算;承載力抗震調(diào)整系數(shù)選取根據(jù)使用周期的規(guī)定，建筑體使用年限25年的，取規(guī)范規(guī)定值的0.85倍;地震作用變化對(duì)結(jié)構(gòu)剛度和重力代表值變化分別小于10%和5%可忽略，如改變了原有結(jié)構(gòu)體系，則必須按加固后的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體抗震復(fù)核計(jì)算。

3?加固設(shè)計(jì)的原則

體系加固是整體處理，提高抗震性。構(gòu)件加固是對(duì)局部處理，增強(qiáng)抗震性。不管是哪種，首先需要滿足加固目的，達(dá)到使用要求。然后要遵需建筑工程加固設(shè)計(jì)及施工中的一些原則性要求。一，加固方案必須在現(xiàn)場(chǎng)考察的基礎(chǔ)上根據(jù)鑒定報(bào)告綜合分析確定，對(duì)整體加固的要根據(jù)整體加固、區(qū)段及構(gòu)件分步加工原則，逐步進(jìn)行，逐步修固，提升建筑整體抗震效果，不可急于施工甚至不按次序的隨意加固。二，因需要增加新的部件或是更換部件，應(yīng)盡可能消除或降低不利因素，防止因?yàn)榧庸搪?lián)接處剛度和強(qiáng)度處理不妥埋下潛在隱患。三，新增構(gòu)件既要保證與原構(gòu)件親融，又要保證在提供加固支撐時(shí)有牢固的基礎(chǔ)。四，對(duì)加固材料的選擇必須與原始設(shè)計(jì)中的選材保持一致性，對(duì)材料的強(qiáng)度等機(jī)械性能不能低于原先使用材料的性能等級(jí);五，節(jié)點(diǎn)連接處的加固設(shè)計(jì)應(yīng)給于重視，防止損傷與核算數(shù)值不符。

4?結(jié)?語

我國是一個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣化且事故頻發(fā)的國家，經(jīng)常發(fā)生塌陷、小地震等問題，影響范圍較廣。一旦發(fā)生事故就會(huì)帶來嚴(yán)重的損失，為了減少事故的發(fā)生，必須對(duì)一些年久、施工質(zhì)量差、設(shè)計(jì)存在缺陷、地震頻繁或是因業(yè)務(wù)需要擴(kuò)建建筑等進(jìn)行加固，通過加固結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，增加建筑物的強(qiáng)度。面對(duì)一些迫切需要，加固設(shè)計(jì)也必須做到設(shè)計(jì)原則與技術(shù)施工要求相符合，必須要遵循基本加固理論支撐和借鑒實(shí)際案例施工經(jīng)驗(yàn)相組合。保證加固成本、材料使用、施工技術(shù)安排、工期時(shí)間等都得到有效監(jiān)督和審核。總之，加固設(shè)計(jì)一定要在現(xiàn)場(chǎng)考察的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑物用途、使用要求、環(huán)境特征等綜合因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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