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高层建筑结构加固及扩建有哪些方法?

2023-06-30 16:25:34

  伴随着基础设施的不断发展,旧房加层、加固改造工程的数量大大增加。一般来说,加层有两个原因:


  1、部分单位由于资金短缺,项目预先考虑留待后再加层;


  2、有些要求在老房子的屋顶上加层,以扩大使用面积。


  加层后,原结构基础、柱或承重墙增加负荷,需要重新计算是否符合要求。但原屋面板加层后变成楼面板,活载变化较大,一般需要加固。


  有的房子中厅镂空或者层高较高,可以通过夹层,在其中间增加一层结构层,获得更多的使用空间。


  常用的加固方法


  1、加固基础结构


  基础结构的加固是对建筑基础结构的承载能力进行加固。相应的措施如下:加固墩基础的方法是在建筑基础下分段挖掘到持力墩基础,直接浇筑混凝土,形成一个整体,统一承受增加层结构的荷载能力。当原建筑基础的底部面积不够大时,可以采用加宽基础的方法,即加宽条形基础的一侧或两侧,沿柱基的四侧加宽基础,每隔2000~3000mm设置两根混凝土钢筋减小梁的荷载。


  抬墙梁法是指将穿过原建筑的基础梁放置在原有基础两侧的桩基或墩基上,使用预制钢筋混凝土梁或钢梁。新增混凝土构件的负载位置应避开一层门窗洞口。当无法避免时,应增加承载位置砖墙的局部承压强度。


  2、加固混凝土结构


  裂缝修复技术是一种专业技术,可以根据混凝土裂缝的起因、形状和大小,利用相应的修复方法堵塞裂缝,使混凝土构件因裂缝产生而降低耐久性,恢复其使用功能。适用于修复原建筑中的各种裂缝,但除了修复受力产生的裂缝外,还应采取相应措施加固混凝土构件。


  增加混凝土构件截面面积的加固方法施工简单,适应性强,在施工和设计方面有很多经验。适用于加固普通梁、板、柱等混凝土建筑构件。但是这种方法会在一定程度上影响现场湿作业的生产和工程生产,建筑物加固后,建筑物的净剩余空间会减少很多;


  在对原有建筑结构进行加固和改造时,可以采用植入钢筋的技术,在混凝土结构中植入螺栓锚筋或普通钢筋,对混凝土结构进行最有效、最简单的锚固连接;混凝土置换的方法与增加混凝土构件截面的方法基本相同。虽然这种方法用于加固,现场施工的湿作业时间会很长,但加固后不会影响建筑物的室内净空。适用于钢筋混凝土梁、柱、架等承重建筑构件,加固强度低的受压区构件或加固损坏明显。


  3、钢结构加固方法


  通过改变钢结构节点的荷载性质、荷载分散、力的传播方向、结构的边界条件、预应力的施加、支撑杆的增加、空间结构的合理性等,改变图形的加固方法是钢结构建筑加固的一项措施。


  改变结构图形的常用方法是计算建筑的空间结构,通过增加支撑点形成空间结构,增加建筑构件的刚度,或者通过设置多个支撑点来控制建筑结构的振动频率,从而改善结构的动力特性,从而增加建筑结构的承载能力;设置多个辅助杆或支撑杆,减少钢结构的长度,提高钢结构的稳定性;如果重点加强结构中一根柱子的刚度,使柱子几乎承受所有的水平荷载,则可以通过多个柱子的水平荷载减少结构中其他柱子的设置。


  在梁和板的每两跨之间设置多个支点,可以减小梁和板的跨度,从而大大提高梁和板的纵向承载能力,限制或减少梁和板的弯曲变形程度。该方法适用于大跨度结构建筑,房屋加固后净空不会受到太大影响。


  尽管通过增加支点来加固梁、板、架等水平结构的可靠性和简单性,但对空间的使用面积有一定的影响。


  增加预应力的加固方法是指可以充分降低加固混凝土构件的应变能力水平,不仅可以更好地提高混凝土构件的加固效果,还可以大大增加整体结构的承载能力,但加固后原有结构的外观会有一定的影响。但在没有任何保护的情况下,这种方法只能在600℃以下的环境中使用,适用于加固重结构或大跨度结构和高强应变状态下加固混凝土构件,不适用于混凝土变大收缩结构。


  粘结纤维增加塑性的加固方法具有不增加建筑结构自重、耐用、耐腐蚀、结构维护成本低等优点,具有与粘结外包钢加固方法相同的优点。但是这种结构应该有专业的防火措施,所以这种方法适用于各种受力性质的混凝土构件。普通建筑结构还是要注意粘结是否合格。因此,加固构件后,应使用小锤子敲击钢板的粘结区域,并使用超声检测粘结密度或根据轻敲的声音检查粘结效果。


  在重大建筑工程中,如果锚固区粘贴面积小于70%或锚固区粘贴面积大于30%,则该粘贴无效。此时,粘贴的钢板应剥离并重新粘贴。往往需要使用荷载试验的结果作为合格标准,即通过再次添加卸载的所有荷载,对粘贴后的钢板荷载进行抽样检查,验证粘贴加固后的真实效果,其结构的裂缝形成和变形应符合设计的使用标准。


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