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一、前言
鋼結構和混凝土結構是建筑工程中最常用的2種結構形式。鋼結構和混凝土結構各有所長,前者具有重量輕、強度高、延性好、施工速度快、建筑物內部凈空氣大等優點,而后者剛度大、耗鋼量少、材料費省、防火性能好。綜合利用這兩種結構的優點為高層以建筑的發展開辟了一條新途徑。統計分析表明,高層建筑采用鋼——混凝土混合結構和用鋼量約為鋼結構的70%,而施工速度與全鋼結構相當于,在綜合考慮施工周期、結構占用使用面積等因素后,混合結構的綜合經濟指標優于全鋼結構和混凝土結構的綜合經濟指標。
最近建設部和國家冶金工業局在頒布的《建筑用鋼技術政策》中,將鋼——混凝土混合結構列為要大力推廣的建筑新技術,可以預見,混合結構在高層辦公樓、學校、醫院及住宅等建筑中將有較廣泛的應用。
二、索張拉結構
索張拉結構基本受力構件有三類:受壓構件、受彎構件和受拉構件。
對于受壓構件,當構件長細比較大時,由于構件會發生整體失穩,構件的作用不能充分發揮。對于受彎構件,由于構件截面應力不均勻,截面邊緣的最大應力往往控制構件的設計,使得構件材料不能充分發揮作用。只有受拉構件,截面的應力均勻,不會發生整體失穩,如利用高強鋼索做成受拉構件,能最大限度地發揮受拉構件的作用,提高結構的經濟性。
在結構體系中巧妙利用張拉構件,結合少數剛性受壓構件,可構成受力合理的高效張拉結構體系,不僅承載力高、剛度大,且能使各種材料的強度均得到很好的發揮。
三、索穹頂結構
索穹頂結構實際上是一處特殊的索-膜結構,是近幾年才發展起來的一種結構效率極高的張力集成體系。其外形類似于穹頂,而主要的構件是鋼索,由始終處于張力狀態的索段構成穹頂,利用膜材作為屋面,因此被命名為索穹頂。由于整個結構除少數幾根壓桿外都處于張力狀態,所以充分發揮了鋼索的強度,只要能避免柔性結構可能發生的結構松弛,索穹頂結構便無彈性失穩之虞,所以,這種結構重量極輕,安裝方便,可具有新穎的造型,經濟合理,被成功地應用于一些大跨度和超大跨度的結構。
四、膜結構
膜結構是張力結構體系的一種,它以具有優良性能的柔軟織物為膜材,由膜內的空氣壓力支承膜面(充氣式膜結構或所承式膜結構),或利用鋼索或風性支承結構向膜內預施加張力(張力膜結構),從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。膜結構采用的薄膜的材料,大多采用涂層織物薄膜,分為兩部分,內部為基材織物,主要決定膜材的力學性質,提供材料的抗拉強度、抗撕裂強度等;外層為涂層,主要解決膜材的物理性質,提供材料的耐火、耐久性及防水、自潔性等,常用膜材一般為聚酯織物涂敷氯乙烯涂層膜材、玻璃纖維織物涂敷聚四氟乙烯涂層或有機硅樹酯涂層膜材。膜材并接的結構接縫多采用熱焊,非結構接縫采用縫合。
膜結構具有如下特點:造型活潑優美,富有時代氣息;自重輕,適合大跨度的建筑,充分利用自然光,減少能源消耗;價格相對低廉,施工速度快;結構抗震性能好。
充氣膜結構有單層、雙層、氣肋式三種形式,充氣膜結構一般需要長期不間斷地能源供應,在低拱度大跨度建筑中的單層膜結構必須是封閉的空間,以保持一定氣壓差。在氣候惡劣的地方,空氣膜結構的維護有一定的困難,不少建筑曾遭意外的漏氣而下癟。五、高效預應力結構體系
高效預應力結構是指用高強度材料、現代設計方法和先進的施工工藝建筑起來的預應力結構,是當今技術最先進、用途最廣、最有發展前途的一種建筑結構型式之一。目前,世界上幾乎所有的高大精尖的土木建筑結構都采用了高效預應力技術,如,大型公共建筑、大跨重載工業建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特種結構、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺等幾乎全部采用了這一技術。
近年來,高效預應力技術在我國發展迅速,已制定專門的預應力結構設計、施工規程、工程中應用的預應力結構體系也很豐富。典型工程實例有:面積最大的單體預應力工程是首都國際機場新航站樓工程,每層建筑面積約8.8萬平方米,總建筑面積約35平方米,在混凝土板、墻、框架、柱以及鋼屋架、鋼梁和鋼管網架中大量采用了預應力技術;柱網最大的預應力工程是深圳車港工程,標準層平面尺寸159×103.5米,標準柱網16×25米,總建筑面積9.5萬平方米;最在的預應力鋼桁架工程是北京西站主站房工程,該預應力鋼桁架跨度45米,桁架上承40米高的中式門樓,門樓總重5400余噸;層數最多的預應力工程是廣東國際大夏主樓,總計63層;高度最高的預應力工程是青島中銀大廈,總高度241米,58層,等等因篇幅所限,文章重點介紹首都國際機場新航站樓工程和北京西客站主站房工程。
1、土體在剪切應力作用下會發生塑性應變,同時球應力也會引起塑性應變;
2、土體的不同構造就會具有不同的特性,土體發生沉積塌陷也會發生不同的特性改變;
3、應力路徑會影響到土體的變形,不同的加載路徑作用在土體上就會發生不同的形變;
4、土具有流變特性,尤其是軟粘土這些特性十分明顯;
5、緊砂、超固結粘土等土體在受剪后會表現出應變軟化的特性;
6、土體還具有剪脹性等。為了更好的了解土體的特性和氣真實力學變形特性,可以建立應力、應變和時間的關系,在實踐與理論的結合上提出新的數學模型,即:土體的本構關系,可以更好的了解土的本構關系。
二、建筑結構設計要遵循的原則
建筑結構在設計中藥遵守四個基本原則“抓大放小”、“多道防線”、“剛柔相濟”,圍繞這幾個原則來設計建筑的結構。
1、抓大放小。一個完整的結構體系是由不同的構件共同組成的,每個構件在結構中起到不同的作用,“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等是建筑結構設計中非常重要的概念,也是在結構設計中所需要注意的問題。
2、多道防線。在結構體系中設計多道防線可以增強建筑的安全性,提高建筑的穩定性,在災難來臨的時候,更加有保障,不能把生存寄托在單一的構件上。
3、剛柔相濟。建筑結構的設計要遵守剛柔并濟的原則才能讓各個建筑結構協調的組成完整的整體。如果結構的剛度很大,那么變形能力就比較弱,破壞力首先會對建筑進行壓迫,造成建筑形變,剛度大很容易受損。結構太柔雖然可以很好的消除外力,但是形變過大建筑會無法使用。
4、打通關節。結構體系是變化的,但是變化又是統一的,這取決于結構體系中的結構關節。沒有任何關節,渾然一體的構型這是理想中的結構體系,結構體系能使任何外力迅速傳遞和消減。永遠處于原始的靜態就是要打通關節保持平衡的目的,當一旦流入力量,構件與構件之間的靜態平衡就會遭到破壞,結構也隨之發生變化。結構設計是要滿足建筑設計的,不能對建筑設計造成干擾,而建筑設計也要在結構設計的能力范圍內,不能超出安全、經濟、合理的結構設計原則。
三、基于本構關系的建筑結構設計方法
基于本構關系的建筑結構設計方法有兩個最大的特點。一是把整個建筑結構進行微分為:混凝土單元、鋼筋單元及混凝土與鋼筋接觸處的連接單元。只有這三個單元,所以在建筑結構設計方法中不存在構件,也不必對梁、柱、板等進行區分。所以只要有了混凝土和鋼筋的準確的本構關系和準確的混凝土與鋼筋接觸處物理參數,所有建筑結構設計問題都可以迎刃而解。二是整個分析過程中都有混凝土單元、鋼筋單羅凌霄吉林省城鄉規劃設計研究院吉林長春130061元及混凝土與鋼筋接觸處的連接單元參與,所以整體設計時可進行鋼筋混凝土結構的彈塑性性能分析,也可對整體鋼筋混凝土結構的受損階段進行分析。下面筆者從分析結構入手,對其設計方法進行簡單的說明。
1、分析結構在建筑結構設計過程中,分析結構是一項極為關鍵的工作,主要是將各種作用下的結構效應合理計算出來,其分析得出的結果一定要能夠準確地評定與說明在預設作用下的結構效應,分析結構的合理性與科學性會對結構安全、可靠、經濟造成直接性影響。確定計算模型屬于分析結構的重要工作環節,其主要內容有計算理論與計算簡圖,這兩個內容是分析結構的難點與重點。在實際設計工作中,不管是什么類型的分析模型,都無法準確地表達實際結構,所以有關規定要求只要在一定程度上與實際結構相近即可。通常情況下,設置結構做模型分析時,都應采取一些假定措施,例如假定建筑結構材料屬于均質連續性材料,這一假定對于結構來說并不會產生嚴重偏差,只有將重要建筑結構的構件加入到整體性能的相關效應中,才會對建筑結構造成直接性影響,主要是因為這個假定沒有充分考慮到次要構件以及非結構構件。
2、設置結構建筑結構在設計中首先需要有完整的結構體系,還要保證結構設置沒有缺點,結構的設置對建筑設計方案有很大的影響,嚴重時會影響到整個建筑的安全性和實際功能的運用情況。結構縫設置。在對建筑結構進行設置的時候要注意一些影響結構安全的因素,例如形體復雜、沉降和溫度收縮等??梢岳梅勒鹄p、沉降縫和伸縮縫對結構進行有效的劃分多個單元,對每個劃分后的單元進行分別處理,除去影響建筑結構的因素。結構豎向設置。結構豎向設置主要是為了防止建筑結構出現過大的內收與外挑現象,在做豎向結構之間要先了解結構設置的強度與剛度需求,配合整體建筑結構進行設置。處在同一樓層的樓面要把標高位置設置的相同,避免發生錯層與局部夾層狀況。高層建筑的剛度和強度直接要合理的處理,保持一致性。
3、結構計算結構計算主要包括荷載的計算和構件的試算。荷載分為外部荷載和內部荷載,對于荷載的計算要根據荷載規范的要求和規定采用不同的組合值系數和準永久值系數進行不同組合的計算。構件的試算也要進行不同數值與組合的交叉計算。
在需要對建筑物的施工質量進行評定時,或當建筑物由于某種原因不能滿足某項功能的要求或對滿足某項功能的要求產生懷疑時,就需要對建筑物的整體結構、結構的某一部分或某些構件進行檢測。當判定被檢結構存在安全隱患時,就應該對其進行加固處理,或者拆除。
以前,建筑結構檢測、加固的重點主要是面對舊房,但近十年來,無論舊房或新房都存在著檢測、加固的問題,建筑結構檢測檢測、加固的工作越來越多。一般來說,在下列情況下要對建筑物進行檢測、鑒定和加固:(1)設計不周或有誤;如對工程地質、水文地質尾部和地基情況了解不全,地基承載力估計過高,漏算或少算作用于結構上的荷載;設計人員受力分析概念不清,結構內力計算錯誤等;(2)施工質量低劣;如混凝土強度等級低于設計要求,鋼筋混凝土結構構件有蜂窩、孔洞、露筋等缺陷,鋼筋力學性能不符合設計要求;或砌體砌筑方法不當,造成通縫,空心砌塊不按設計要求灌筑混凝土芯柱;或鋼結構的焊接質量或焊縫高度達不到設計要求;(3)使用或改造不當;如未經核算就在原有建筑物上加層或對其進行改造,造成原有結構承載力不足,使用過程中任意改變用途加大荷載;或隨意拆除承重墻或墻上開洞;(4)使用環境惡化;如結構長期受到高溫、振動、酸、堿、鹽、雜散電流等不利因素作用,引起結構構件的腐蝕性和損傷等。(5)建筑物年久失修.結構有損傷或破壞,不能滿足目前的使用要求或安全度不足;(6)由于各種災害事件的影響使結構產生裂縫或者破壞;(7)需要對古建筑、歷史性建筑進行進一步維護、保護。
建筑結構試驗檢測技術是以相應現行規范為根據、以實驗為技術手段,測量能反映結構或構件實際工作性能的有關參數,為判斷結構的承載能力和安全儲備提供重要依據。建筑結構試驗檢測不僅對新建工程安全性能的評定起重要作用,而且對于危舊房屋的更新改造、古建筑和受損結構的加固修復等提供直接的技術參數。
一、常用檢測方法
結構檢測工作包括的內容比較多,一般有結構材料的力學性能檢測、結構的構造措施檢測、結構構件尺寸檢測、鋼筋位置及直徑檢測、結構及構件的開裂和變形情況檢測及結構性能實荷檢測等。我們按所檢的結構種類把建筑結構檢測方法分為:混凝土結構檢測、砌體結構檢測、鋼結構檢測和鋼一混凝土組合結構檢測等。對某些結構或構件為獲得其結構承整體受力性能或構件承載力、剛度或抗裂性能,可進行結構或構件的整體性能的靜力實荷檢驗。對某些重要建筑和大型的公共建筑還可進行結構的動力測試。其中靜力實荷檢驗可分為使用性能檢驗、承載力檢驗和破壞性檢驗。使用性能的檢驗主要用于驗證結構或構件在規定荷的作用下不出現過大的變形和損傷,結構或構件經過檢測后還必須滿足正常使用要求;承載力檢驗主要用于驗證結構或構件的設計承載力;破壞性檢驗主要用于確定結構或模型的實際承載力。對混凝土結構的混凝土材料強度目前廣泛應用的檢測方法是鉆芯法和回彈法。鉆芯法是在建筑構件上鉆取混凝土芯樣直接進行抗壓強度檢驗,結果準確可靠,但會造成對結構物局部的損壞,尤其是對重要的結構部位,無法進行大量的檢測。非破損法中的回彈法、超聲法、超聲一回彈綜合法所測定的參數(回彈值、聲速值)對混凝土強度來說并不很敏感,測試結果精度不高。拔出法是一種介于鉆芯法和非破損檢測方法之間的混凝土強度微破損檢測方法,操作簡便易行,對結構物損傷極小,又有足夠檢測精度.尤其是近20年才出現的后裝拔出法無需預先在混凝土中埋置錨固件,而是在己硬化的混凝土上通過鉆孔、擴槽、嵌人的方法將錨固件置人并固定其中,因此,在己硬化的新舊混凝土的各種構件上都可以使用,適應性很強,檢測結果的可靠性也較高,特別是當現場結構缺少混凝土強度的有關試驗資料時,是非常有價值的一種檢驗評定手段。對砌體結構的檢測目前主要使用軸壓法、扁頂法、原位單剪法、原位單磚雙剪法、推出法、筒壓法、砂漿片剪切法、回彈法、點荷法、射釘法。這些檢測方法大致可分為兩類:直接法和間接法,前者為檢測砌體抗壓強度和砌體抗剪強度的方法,后者為測試砂漿強度的方法。直接法的優點是直接測試砌體的強度參數,反映被測試工程的材料質量和施工質量,其缺點是試驗工作量較大,對砌體有一定的損傷;間接法是測試與砂漿強度有關的物理參數,進而推定其強度,“推定”時難免增大測試誤差,也不能綜合反應工程的材料質量和施工質量,使用時具有一定的局限性,其優點是測試工作較為簡便,對砌體工程損傷較少或無損傷。檢測方法的選用應綜合考慮結構情況,選用直接或間接或兩者綜合。由于鋼結構的材質均勻,因此具有強度、塑性與韌性均能較方便地進行測試的優勢。
二、常用加固方法
一般所需加固的結構大都存在由于結構自身的承載能力因災害(如火災、腐蝕、凍害)或施工質量不到位或功能改變等因素的影響而導致結構承載能力不足的現象,所采用的加固方法多是從提高結構的有效受力面積出發(如加大載面法等)減小截面的應力,或者直接改變結構的受力體系,改變其傳力途徑(如增加支撐法等)從而降低結構構件的受力,最終達到加固的目的。a)混凝土結構加固方法,b)砌體結構加固方法,c)鋼結構加固方法。結構加固中需根據實際條件以及使用要求選擇適宜的加固方法。
對于混凝土結構,在選擇加固方法的同時還需選擇相應的配套技術。其中施工技術一般有:
(1)托換技術。該技術系托梁(或析架,以下同)拆柱(或墻,以下同)、托梁接柱和托梁換柱等技術的概稱。托換技術屬于一種綜合性技術,由相關結構加固、上部結構頂升與復位以及廢棄構件拆除等技術組成,適用于已有建筑物的加固改造。與傳統做法相比,具有施工時間短?費用低、對生活和生產影響小等優點?但對技術要求比較高,需要由熟練工人來完成,才能確保安全。
(2)植筋技術。該技術系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術,可植入普通鋼筋,也可植人螺栓式錨筋,已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程。
在對高層建筑結構常微分方程求解器進行深入研究的過程中,清華大學教授包世華和袁駟有效提高了常微分方程求解器的應用,實現了對常微分方程求解器的深化研究。袁駟教授利用有限元技術,對偏微分方程的半離散化進行控制,有效實現了對常微分方程組的求解,提高了對結構線性函數的應用。通過常微分方程求解器的直接求解,對有限元線進行實際應用,有效對一般力學問題進行計算,在很大程度上提高了一般力學問題的計算效果。而包世華教授對半解析-微分方程求解器方法進行分析深化,有效將半解析-微分方程求解器方法應用到高層建筑結構結構靜力、動力、穩定性的分析驗證中,提高了對高層建筑結構力學分析的效果。
2高層建筑結構彈塑性動力分析方法
高層建筑結構彈塑性動力分析方法在高層建筑結構力學分析中又被稱為時程法。高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要是對地震波直接輸入結構,完成結構的彈塑性性能分析。這種方法要求結構力學分析人員建立專門結構彈塑性恢復性動力方程,通過逐步積分法實現對地震過程中速度、加速度、位移等的時程變化,完成對建筑結構的描述。高層建筑結構彈塑性動力分析方法對建筑結構在強震的作用下彈性及非彈性階段的內力變化進行深入研究,有效對高層建筑構件可能出現的損壞、開裂、屈服、倒塌進行分析,提高建筑結構力學的分析效果。當前在國內的高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要輸入地震波為隨機人工地震波,結構模型的計算多采取層模型。除此之外,高層建筑結構彈塑性動力分析方法還加大了對樓板結構變形的分析,使用并列多質點計算模型進行計算,對高層建筑結構的基礎轉動和評議進行研究,有效提高了對土體、基礎及上部結構耦合振動的模擬效果。
近年來我國還高層建筑結構彈塑性動力分析方法中對扭轉振動進行分析,取得顯著進展。高層建筑結構彈塑性動力分析方法能夠有效對高層建筑結構中存在的薄弱環節進行分析,提高對結構延展性、變形的實際分析效果。高層建筑結構彈塑性動力分析方法預計的破壞形態與實際地震的破壞效果非常接近,有效對地震危害進行防護處理,提高了高層建筑結構的防震效果。但是當前對高層建筑結構彈塑性動力分析方法的整體看法不一。部分人員認為采取大型高速計算機對典型地震波進行分析;但是部分人員認為典型地震波本身不一定能代表真正的地震,因此在進行研究的過程中要對研究算法進行簡化,對近似方法進行研究。隨著高層建筑結構彈塑性動力分析方法的逐漸發展,越來越多國家在進行高層建筑結構力學分析的過程中開始對地震波根據實際情況進行選取,模擬效果大幅提高。
3基于最優化理論的結構分析方法
基于最優化理論的結構分析方法主要是通過數學上的最優化理論及計算機技術實現對高層建筑結構設計的一種新方法?;谧顑灮碚摰慕Y構分析方法有效實現了對結構設計的被動分析道主動設計的轉變,提高了高層建筑結構設計的靈活性,對設計具有非常好的促進效果?;谧顑灮碚摰慕Y構分析方法對空間的要求較為嚴格,設計過程中要保證以最小的質量產生最大的剛度。因此,設計人員要對框架剪力墻結構中的剪力墻進行充分分析,實現墻體的優化布置和數量選取,提高基于最優化理論的結構分力學析效果?;谧顑灮碚摰慕Y構分析方法中要求保證適度的剛度,對剛度要進行嚴格控制。尤其是在分析剪力墻與地震作用的時,要對剪力墻剛度進行優化設計,確保建立正確的最優化剛度模型,提高基于最優化理論的結構分析方法的模型實際應用效果。目前我國的基于最優化理論的結構分析方法發展還不全面,在進行單位建筑面積上剪力墻慣性矩度量指標設計的過程中還存在較多問題。我國的基于最優化理論的結構分析方法仍處於研究和發展階段。高層建筑結構力學分析人員要對基于最優化理論的結構分析方法中的數學模型進行深入研究,對剪力墻最優剛度進行有效分析,從本質上提高數據分析處理效果,拓寬基于最優化理論的結構分析方法的應用前景。
4基于分區廣義變分原理與分區混合有限元的分析方法
1.2科學的設計當地震發生時,不同的建筑結構所受到的地震影響是不同的,為了最大限度降低地震災害的影響,建筑設計人員在抗震設計環節中,要根據當地地段的實際情況來進行建筑結構的選擇。目前,我國常用的鵝建筑結構可以分為“鋼筋混凝土結構”、“砌體結構”、“鋼混結構”和“鋼結構”四種類型。通過對四種結構的比較分析得出,鋼筋混凝土結構的抗震能力相對較強,因為其自身具有較好的柔韌性,所以當建筑物因地震災害而出現應力變形時,鋼筋混凝土結構能夠依靠自身良好的承載力對其進行一定程度的控制,這是其它三種結構所不具備的優勢。近年來,高層建筑建設的增多,大大增大了其在地震災害影響下的水平位移和抗側移剛度,這在無形之中就加大了地震災害的影響,為了避免地震災害影響程度的增大,在設計和審核高層建筑抗震設計時,必須要考慮結構的側移度。
1.3堅實的質量地震作為破壞性超強的自然災害,想要最大限度降低其對建筑的破壞,保證建筑設計堅實的質量是最基本的防護措施。相比較而言,我國建筑設計水平發展較為緩慢,在地震設計方面也存在不夠合理的情況,這使得很多建筑結構都出現了地震安全隱患,過大的自身重量也加大了地震危害。為了保證建筑結構抗震水平,必須要在建筑抗震設計環節中科學的運用抗震理論,根據相關設計原則,利用有效措施來提高建筑結構的可靠性與安全性。
2實現建筑結構抗震水平設計的措施
2.1基礎性防震措施應用基礎性防震措施根據建筑的結構的不同位置有著不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基與土層之間設置緩沖層,以便在地震發生時減小建筑與土層之間的震動碰撞,實現對震能的有效吸收和反射作用,減小地震對建筑物的破壞。目前,我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。(2)基礎隔震?;A隔震是整個建筑結構抗震設計中的關鍵,想要降低地震對建筑物的破壞,就必須要做好基礎隔震措施。在對建筑基礎采取抗震措施時,為了減小地震對上部結構的破壞,需要在建筑物的上部結構和基礎位置接觸處設置隔震層,防止地震力由地基處向上部結構傳播,降低地震對建筑上部結構的破壞。基礎抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。(3)間層隔震。間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設置的,間層隔震的有效設置能夠對震力進行再次削減,以達到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結構層上,其實我國最早使用的的抗震措施,具有施工操作簡單的優勢。(4)懸掛隔震。懸掛隔震是通過懸掛的方式,將建筑物全部或部分結構脫離地面,從而在地震出現時,降低地面震動與建筑物之間的震力作用。目前,此種抗震措施多用于大型鋼結構建筑當中,收到了較為不錯的抗震效果。
2.2機敏減震支撐體系機敏減震支撐體系是集成現代科技技術的防震系統,其利用活塞運動的原理,對建筑結構進行設計。在地震災害發生時,保證建筑結構中的內、外鋼能夠通過不斷的滑動來消減地震的破壞力,減輕震力破壞和消耗地震作用力的傳導。目前,這項技術還在不斷的研究和完善當中,相信其很快就能夠實現有效的應用,為建筑抗震設計水平的提升做出貢獻。
2.3效能減震技術應用效能減震是實現對地震所產生動能的消耗,來減輕地震能的傳導大小,從而降低其對建筑物的破壞程度。目前,在此技術方面一般采用消能器和阻尼器,兩種器械都能夠實現地震能量的有效消耗和吸收,減小震力對建筑主體的破壞,以達到對建筑主體結構安全、穩性定的保護。目前,效能減震技術在我國建筑防震設計中得到了有效的應用,其在新建筑的防震設計和舊建筑的抗震加固方面,都起到了良好的效果。
二、高層建筑的構體系
2.1框架與剪力墻
當施工中單醫德框架體系的強度及剛度無法滿足施工的實際要求時,就需要在建筑平面的某些適當位置設立相應的增加較大的剪力墻來替代一部分框架,這就形成了框架-剪力墻體系。在受到水平方向力的影響時,框架和剪力墻都需要通過有足夠大的剛度的樓板以及連梁組成的協同工作的結構體系。
2.2剪力墻體系
當承受力的主體結構主體部分全部都是由平面剪力墻構件組成的時候,就形成了剪力墻體系。在這種體系當中,一堵剪力墻就能夠承受全部的垂直荷載及水平力。而剪力墻體系屬于剛性結構的一種,其位移的曲線一般都呈現為彎曲型。而剪力墻體系自身的強度和剛度都很高,并且具有一定的延展性,抗震、抗倒塌等性能比較優越,是一種較為優秀的結構體系,能建的高度大于框架-剪力墻的混合體系。
三、高層建筑結構的相關問題分析
3.1結構超高的問題
在國家新出臺的抗震規范和新規范中,對于建筑結構的總體高度有著一定的限制,尤其是新規范當中針對建筑物超高的問題,除此之外將以前高層建筑的高度限制設定為A級高度以外還新設立了B級高度,同時相應的處理措施以及設計方案也都有極大的改變。在工程師進行實際的工程設計工作時,可能出現的由于結構類型改變的問題從而忽略此類問題出現后將導致施工圖紙再進行審查工作時未能通過,需要進行重新的設計和召開相應的專家會議來進行確切論證的情況,對工程的工期、造價等等整體規劃都將造成很大的影響。
3.2短肢剪力墻設置問題
在新的施工規范中可以看到,對于短肢剪力墻的定義就是墻肢截面的高厚比為5~8的墻體,而且根據相應的實驗數據以及工程師自身的經驗,對于短肢剪力墻在高層建筑中的應用能力較低,同時也有比較高的限制,所以,在高層建筑的設計施工中,結構工程師應當盡可能的減少采用或不用短肢剪力墻,以避免產生關于設計方面的不必要的麻煩。
3.3嵌固端設置問題
我國目前的高層建筑大部分都自帶地下室和人防,正因為如此,這樣就有可能會將嵌固端設置在地下室的頂板上,當然也有可能會設置在人防頂板等等特殊位置,因此,就在這個問題的處理上,結構設計工程師經常會忽視了由嵌固端的設置位置不當帶來的一些需要注意的問題,比如:嵌固端樓板本身的設計、嵌固端上下層剛度比的上限等等問題,而建筑工程必須要嚴謹,任何一個細小的問題都有可能在未來造成嚴重的后果。
3.4結構規則性問題
在當前新舊規范在這方面的規則出現了極大的差異,新的規范在這方面新增加了許多的限制條件,而且,新的規范增加了強制性的條文規定“即建筑不能采用嚴重不符合規范的設計方案?!币虼耍Y構設計工程師自工作室就必須要注意對待新規范當中的的某些限制條件,以防止出現在施工后期設計圖紙設計階段的工作改動。
1.2建筑結構設計的規則合理對抗震設計的影響在建筑設計的過程中,應該遵循優先選擇的規則。在這座建筑設計的過程中,建筑平面、剖面和三維表面都要表現出簡單規則和對稱性的特點。此外,建筑結構的側向剛度強度也要分布均勻,使建筑的質量能夠均勻分布,這樣就能夠有效防止建筑物出現突變。為了實現建筑結構體系的科學合理性,我們必須首先確保設計能夠具體、明確,其次還要保證建筑結構的結構設計能夠科學合理,在這一過程中需要考慮到承受力需要合理分布,這樣我們就可以在施工過程中保證,可以使得施工根據設計圖來進行。建筑的形狀規則的合理性,可以有效分散地震的破壞性,能夠保護建筑物的完整性,從而在一定程度上提高建筑的抗震性能。
2房屋建筑的筑抗震設計
2.1建筑抗震設計的規劃與布局良好的抗震能力將對建筑設計建筑能夠提高建筑的抗震性能,建筑的布局更加復雜,這樣就會導致建筑防震能力出現下降。在剪力墻設計的過程中,需要認識到剪力墻是建筑結構抗震的一個最重要的部分,建筑結構的設計需要按照抗震要求來進行設計。建筑的剛度需要分布均勻,在大廈電梯的設計過程中,可以有效地防止由電梯人員由于地震偏心扭轉效應的影響。對建筑的整體設計而言,設計師應該在抗側力構件的布置設計過程中,將建筑設計建和抗震設計有機地融合在一起,這將大大提高建筑物的抗震能力。
2.2垂直設計對建筑抗震性能的影響在建筑設計的過程中,建筑的垂直布置設計就是將建筑的質量和剛度沿垂直方向上進行均勻分布。如果建筑的負載剛性比較差,將使得建筑的承載能力不足,所以它會很容易在地震中出現變形,成為不利抗震的一個薄弱環節。在建筑設計的過程中,垂直設計可以有效避免這個問題,在設計的過程中,如果兩層樓都是緊挨著的,其實際的功能也是不一樣的。研究表明,在眾多的地震,建筑物的豎向剛度能夠均勻分布,這樣使得建筑受到地震的影響會比較小。
2.3建筑墻體和屋頂的設計在進行房屋建筑設計的過程中,建筑的重量越輕,它在地震受到的損壞程度就會越小,其結構的穩定性也會大大提高,這樣的房屋的抗震能力是非常高的。因此,如果我們要減少建筑物在地震中的破壞程度,在建筑的墻體和屋頂中需要使用一些輕質材料。
2.3.1墻體的設計:建筑墻體的設計,為了使建筑質量變得更輕,有必要使房屋的墻體變得更輕。如果墻體本身具有很大的重量,這樣就會降低建筑的抗震性能,使得建筑在地震過程中遭到摧毀的可能性更大。因此,需要嚴格選擇墻體的材料,保證墻體的重量。
2.3.2屋頂的設計::在屋頂的設計中,也要盡可能地采用安全輕質的材料,這樣就能保證墻體不會承載著一個重量很大的物體,影響墻體的穩定性。建筑的屋頂不應該增加一些不必要的承重原件,這樣就會使得建筑的重量得到增加,會影響建筑的抗震性能。
2.4建筑結構抗震取決于根據其承載力根據靜態分析的理論,分析地震作用的慣性力,結合彈性力學和地震作用進行計算,對建筑的結構和構件在地震中的彈性位移進行分析,以確保施工的強度,保證建筑結構的安全性能。對建筑結構進行抗震設計要依據其承載能力,要計算出其承載力,我們可以采用傳統的設計計算方法,所以這些設計很容易被設計人員應用,這種方法主要是對慣性力的分析,在地震作用下,把建筑結構可以看成一個彈性整體,選擇相應的計算來計算結構在地震中的固有頻率值,最后采用彈性的計算方法對結構的抗震性能進行分析和計算,根據承載力合理選擇房屋建筑抗震設計的方案。
化學植筋加固技術,此項技術主要利用化學知識,根據化學物質的粘合性的特點研制的,使加固使用材料與鋼筋混凝土粘合在一起使新舊混凝土連接在一起,達到整體受力的效果?;瘜W植筋技術可以應用在許多項目中,如建筑結構體增建、變更、橫梁、樓板、剪力墻等部位,都有很好的效果。預應力加固技術采用的方法是對結構體外加預應力鋼拉桿,這種加固方法的目的是降低原有建筑物的應力水平,纖維加固法也被應用在了預應力加固法中,雖然預應力纖維加固法并沒有得到有效推廣和廣泛應用,但是也已經在實踐中有了很好的效果,此項技術加固效果穩定,在成本控方面具有很大優勢,有助于增加經濟效益,預應力加固技術是一種運用非常廣泛的加固方法,適用于大跨度加固,而且預應力加固法的發展很好,是一種成本低,而且加固效果十分好的加固技術,值得建筑行業好好利用的行之有效的一種技術。
1.2增大加固法和增加支點加固技術
增大加固法也就是增大建筑結構的受力面積,增加配筋量,達到提高承載力的效果,增大加固法是工程中經常使用的技術。這種加固技術比較傳統,這種技術經常應用在鋼筋混凝土受壓的情況中,增大加固法效果也是很顯著的加固方法。增大加固法根據具體情況而定,在鋼筋上并澆混凝土要根據變壓區高度來定,高度小就用增大加固法,并澆混凝土是在受拉區補交,這種方法主要用來提高抗彎承載力,由于受拉區補澆混凝土現象是經常遇見的情況,因此增大加固法是主要針對這種現象來進行加固的。增設支點加固法也是一種常見的加固技術,它的目的是減小結構內力和提高其承載能力,增設支撐點、減小結構。這種方法具有一定的缺陷,因為其雖然操作簡單也比較可靠,但是會影響空間結構,增設支點法分為兩種方法(即剛性支點和彈性支點兩種),這是根據增設支點法的性質(變形性能)劃分的。這兩種技術是通過不同的方式對建筑結構進行加固,由于內力分析較為復雜,兩者相比,相對而言,兩者各有各的特點,每種方法都有其自身的針對性,剛性支點加固和彈性支點加固分別對結構承載能力和結構使用空間起作用,因此要選擇適當的加固技術。
1.3粘鋼加固法
該方法主要利用粘貼劑,嚴格按照加固施工設計將鋼板粘貼在鋼結構或者混凝土表面,這樣就可以使鋼板和結構共同產生作用力。目前的粘鋼加固技術分很多種,包括粘鋼加固技術、包鋼加固技術、混凝土裂縫灌注修補技術和基層修補技術。不同的技術具有不同的特點,因此,在進行建筑結構加固過程中所起的作用也不盡相同。基于粘鋼加固技術具有施工簡單、快速且使用該技術不會對建筑結構造成影響的特點,該技術主要應用于建筑施工中的梁、板、柱和橋梁等混凝土建筑的結構加固中。
1.4碳纖維加固法
碳纖維加固技術是所有的加固技術中最獨特的一項技術,因為碳纖維材料它不僅重量輕,而且強度高,并且還有避免腐蝕的優點,所以這決定它是在鋼筋混凝土結構加固技術中的重要材料,從碳纖維材料特性得出:碳纖維技術是一種特殊的技術,可以控制混凝土變形、增強鋼筋混凝土結構的承載能力、延長混凝土的使用壽命,在抗水平偏向力上和抗震加固效果上具有很好的體現。碳纖維加固法的作用:在抗拉強度上,鋼筋遠小于碳纖維,而且在相同的條件下令配筋率提高,同時提高了結構的承載力,從而可以看出建筑結構不再容易變形;碳纖維加固法另外一個特點為:導致混凝土應變受力曲線變平緩,減小受力面,碳纖維加固法延緩了混凝土建筑結構的使用年限,碳纖維加固法在科學技術的創新下,研究出了纖維復合材料加固法,目前已經廣泛運用到建筑結構加固中,并且收到了一定的成效,所以纖維技術還應該繼續推崇出新。
2調整前后的周期參數
由于1個小核心筒被取消,剛度變低,然而調整結構之后剛度顯然比調整之前更加均勻,同時也加強了抗扭剛度,扭轉位移比得到了顯著的改善,最大扭轉位移比都低于1.20,屬規則建筑結構、一個平面上顯然不規則的結構經過科學調整剛度,能夠使其成為規則的結構。
3抗震技術的應用全面分析
工程實際的每一方面因素,一般應用的抗震技術有:(1)在條件允許的情況下,盡可能增加周邊剪力墻的厚度,特別是離剛心最遠的位置,把剛心及質心的偏心率調整成最低,降低扭轉周期,把建筑結構調整為扭轉規則的結構;(2)減弱核心筒的連梁,應用弱連接梁進行連接,增加平動周期和平扭周期比;(3)科學控制墻柱的軸壓比,提升柱縱筋的配筋率及箍筋配筋率,縱筋配筋率都要擴大一級,柱箍筋全樓進行加密,角柱加芯柱,以此提升結構豎向構件在強震時抗形變水平;(4)在凹角位置設置45°的斜向鋼筋,抵抗角區應力集中,加強薄弱位置的配筋與板厚;(5)雖然四層可不算作規范中的薄弱層,但是計算時依然要按照薄弱層進行運算,地震剪力需要乘以1.15增大系數,并且要強化此樓層的墻柱配筋,提升建筑結構在強震中的抗形變水平。
1.1地震震動對煤礦建筑物地基的影響地質巖層中的巖石大多處于靜止的狀態,但是在地震區的地層會產生大量的能量,并將這些能量傳到地表。這種能量將使巖石在不同的方向上移動,圍巖也會有一定的擾動,能量再次以波的形式輻射周圍的干擾。在理論研究中,我們將以這種形式來跟蹤波形進行顯示。礦區建筑物附近的波傳遞的能量的作用下,也有一定程度的擾動,如波的傳播距離和大小為基礎的干擾程度,當波能量較大時礦山建設將大幅度波動,當波的傳播距離和傳輸出來的能量較小,礦區建筑物受到的干擾就相應減少。礦區建筑物的地基一般的埋深比普通的建筑物要深,這也是為了滿足設計中的需要,大量使用厚度要求比較高的土壤。在基礎建設中,將使用打夯機不斷夯實地基土,定時檢測夯實機的壓實效果,但在受地震區的晃動會使地基的影響更為劇烈,使土壤松脫的現象也更為嚴重,不均勻沉降會比較厲害,如果一個較大的地震影響地基,將出現整體塌陷的現象。另外,在地震震動發出的能量在影響地基土質的同時,還會擾亂地下水的流向,將整個地下基礎結構徹底改變,出現很多設計中無法預料到的可能性發生。這都會嚴重的影響地基的承載能力,后期會導致結構失穩。
1.2地震震動對礦區建筑物伸縮縫的影響在礦區建筑物的設計開始就充分考慮了建筑因各種原因發生不均勻沉降變形,設計師將設置沉降縫的施工目的就是要考慮到建筑物可能出現的變形,為了建筑的變形靈活的起到保護的作用。但在受到地震的晃動,地基基礎已經出現不穩定的現象,不能以設計值進行正常沉降,礦區建筑可能是整體偏移或者不規則變形。在這個時候,早期的建設是保護建筑物伸縮縫將沒有任何保護作用。在地震中,巖石與巖石之間的摩擦,產生大量的熱量,在一個短時間熱不會很快消散,從而影響周圍建筑物。在礦區建設中,受地震產熱溫度的影響,會造成很多的傷害?;炷敛牧显诓煌瑴囟鹊挠绊憰霈F變形甚至破壞。在高溫下的混凝土,將失去良好的抗壓能力。高溫出現會由于預應力材料的能量損失。材料的變形會引起結構變形,施工縫也未能發揮其應有的設計效果。
1.3地震震動對煤礦礦區建筑物受力的干擾對煤礦的建筑物地震影響,改變了不可逆扭轉變形。煤礦礦區建筑結構在地震作用下的受到彎曲應力,以及很常見正向和斜向壓力的共同作用。在受力結構的重新分布的結構層中,由于煤礦建筑是一個剛性整體,基本沒有柔性基礎作為保障,彎曲和扭轉荷載在假設階段都沒有納入設計的范圍,設計中也不考慮對結構的影響,結構在原來的拉伸載荷而仍在彎曲載荷下工作。在許多的受力結構中,最初由構件軸心受壓,在很短的時間內將成為偏心(包括大偏心和小偏心)受壓。彎曲和扭轉作用下的另一種組合結構形式。
2如何降低地震震動對礦區結構物的影響
無論爆破震動的機理是怎樣的,它都對建筑物產生了很多的破壞作用。鑒于此,我們就要提出相關的方案,降低地震震動的危害。
2.1加大施工材料投入力度在地震時,會在短時間內產生巨大的外部荷載,在施工中對于材料的等級可以適當的提高,可以增大材料成本的開支,原來使用C30的混凝土級別可以調整至C50,鋼筋的分布密度也可以相應的提高。用這樣的辦法加強煤礦結構物的抗震等級。對于材料的選擇要盡可能的選擇強度較強、耐久度較好的使用,對于設計的要求在施工中必須嚴格遵照,不得出現擅自偷工減料的現象,對于施工的工藝也要嚴格的要求,把好每一道關,切實的做好施工的任務。用這樣的方法也可以在一定范圍中可以減低地震發生后對結構物的破壞。地震的發生無法控制,但是對于建筑物的強度安全完全可以控制。
2.2設計中考慮多方面因素現階段,我國在對結構設計的時候都要考慮到扭曲變形的因素,在一些歐美國家對于扭曲變形已經有較為嚴密的規定和要求,我國也在不斷的探索研究這一細則。在設計結構規范中必須考慮到結構物所受到的彎曲和彎扭變形,結構物在受到這類組合力的同時會出現相應的結構變形,必須控制好變形的范圍,保證結構物的正常使用。例如結構物大偏心受壓的時候,結構內部的鋼筋承受抗拉強度的同時還要分一部分的抗壓強度,通常意義下鋼筋的抗壓強度值較低,不會使用鋼筋作為抗壓材料,一旦出現此類情況就要控制材料不會出現脆性變形,避免出現材料的失穩破壞。在設計研究礦區結構物的構建當中,就要考慮到這些原因,此外還要將以往整體剛性基礎轉換為柔性基礎,來應對地震中出現的不規則應力狀態。改變結構的不同受力適應能力,可以有效的避免結構物在地震當中受到更多的破壞。
2.3控制地震對結構物影響效果在地震震動中產生大能量的波,會是周邊的礦區建筑物發生小幅度的位移。為了控制地震震動對結構物的影響,事先要對結構物作位移測量,觀測好結構物周圍的地質情況,來確定礦區建筑物較為可靠的破壞標準。
2.4考慮礦區建筑物和震動之間的關系在結構的分析計算中,頻率計算是一項重要的計算準則。建筑物自身頻率和地震產生的頻率處于一個量級的時候,最容易發生共振的現象,對于結構物的損壞也是最大的的。為了有效的避免這樣的情況發生,將地震對于建筑物的影響程度降至最低,我們就提出了關于波形的理論研究。在波型的運動傳遞理論來解釋這一現象,當地震波傳遞到礦區建筑物時,產生的波形與建筑物的形狀和振動波形融合,如果兩個波形的峰值(階層)狀態處于同一位置上時就會使得結構發生共振。當兩列波的波谷相互接觸時,對于礦區結構物不產生任何影響。為了保護礦區建設,術人員會盡可能的兩個波峰和波谷相互錯開,能量相互抵消可以有效的保護建筑物。在地震多發地區中,對于煤礦礦區建筑物之間設立多個震動檢測站,對傳遞過來的能量作出初步的估算,好讓技術人員可以掌握第一手的技術資料,為以后建筑物的維修和新的結構物構建提供了技術支持。
3地震破壞準則分析
礦區結構物在地震中的損傷和受到地震波及其結構的特點研究的不斷深入。對于地震的振幅和頻率譜,兩種元素決定了地面結構物的運動特性,對于結構的運行描述,地震中的能量有直接對結構物的影響,同時還存在其他的最大響應幅值和頻譜結構。當地震的持續時間不同,對于建筑物的損傷也不同。時間越長,建筑物受到的累積損傷值就會不斷的提高。單一參數的地震破壞準則被認為超出結構第一最大響應值。在對地震現實的模擬情況中,所構建出來的模型可以很好的模擬地震時發生的情況,這是因為計算模型在使用中十分的簡單和方便,也得到了很廣泛應用。然而,它沒有考慮到結構的影響,因而不能反映故障全體過程。地震危險性分析和實驗結果表明,結構的最大響應和累積損傷邊界的相互作用形成了相互的關聯。隨著累積損傷的時間增加,對于結構的損傷值也在不斷的提升,最大響應的控制范圍不斷減少;同時,隨著結構的最大響應的增加,累積損傷減少了控制界限。結構的地震破壞是由于地震波大聯合作用引起的幅值和循環加載。實際的地面震動的相關運動是非常復雜的載荷加載過程,它包括水平,垂直,扭轉振動成分組成,不同的地震水平,不同的距離,不同立地條件下,地震動態和各種地震成分比例不同。因為部件在高強的荷載之前出現失效,在這樣的作用下礦區建筑結構的各種振動不同的模式,實際地震動作用下礦區建筑中復合材料的出現失效模式,相應的地震損傷標準也隨著地震時間的變化而變化,對于結構中穩定性能也有更高的要求,加強高性能的材料就是最為有效的辦法之一。
二、現代建筑常見的結構類型
依據不同的建筑物以及其結構類型,可以分為磚頭結構、磚混結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構。磚頭結構是以磚墻、磚柱、木屋架作為主要承重結構的建筑,比如農村的廟宇、屋舍等,這種建筑結構建造起來比較簡單,容易準備材料,需要較低的費用。磚混結構指的是用磚墻、磚柱、鋼筋混凝土樓板、屋頂承重構件為主要承重結構的建筑,這是在住宅建設中最常用的結構。鋼筋混凝土結構指的是梁、板、柱等承重構件都使用鋼筋混凝土結構,這種結構主要在大型公共建筑、工業建筑、高層建筑中應用。鋼結構下會主要承重構件制作全部應用鋼材,它具有較輕的自重,能夠應用于建筑摩天大樓,還能制作成跨度大,高凈空的空間,主要在大型公共建筑中應用。
三、建筑結構的加固方法
不同的建筑結構具有不同的加固方法。混凝土加固混凝土加固方法主要是應用混凝土材料以及其他材料混合。混凝土加固法包括加大結構截面積加固、結構外包鋼材料加固、預應力混合結構加固、全焊接補筋式加固、局部加固等。砌體結構加固法,也就是以修補結構外側堵塞式加固砌體結構加固法包括鋼筋水泥混合砂漿式結構加固、扶壁柱式加固、外包鋼筋混凝土加固等。3.鋼結構加固法高層建筑結構加固中經常使用這種方法。鋼結構加固主要是對建筑結構計算參數進行改變,加強結構連接和擴大結構面積加固。需要注意的是要依據建筑結構的現實情況和加固使用要求選擇適合的結構加固方法,加固建筑,最大程度地提高建筑結構的安全性。
四、建筑結構加固的原因
1.人為因素
在建筑施工過程中有很多因素影響建筑質量,例如,錯誤建筑設計、施工惡劣、施工人員技術問題等都會影響建筑的穩定性。建筑設計只要錯了一個參數,就會致使建筑成為垃圾建筑。施工過程中的惡劣環境可能會促使材料變質或者影響鋼筋質量,導致材料或者鋼筋不能充分發揮作用。施工人員在進行施工時,由于自身問題,忽視了細節,嚴重影響建筑的牢固性。
2.自然因素
長期不用的建筑施工材料可能會因為復雜多變的天氣情況可能會受到侵蝕,降低材料的性能。例如,高溫暴曬可能會導致墻外涂料發生脫落或者裂縫等,酸或者堿可能會腐蝕材料,木材由于長時間放置也會發生腐朽等。建筑結構的功能受到這些因素的影響也會降低牢固性,需要進行加固處理。
五、建筑加固的原則
1.結構體系總體效應原則
建筑結構由好多部分構成,每一個部分都發揮著重要作用,哪個部分出問題都要快速解決,加固建筑物。建筑構件加固主要是應用合適地加固方法加固不穩定構件,不能只重視危險構件,要站在建筑整體的角度進行加固。
2.先鑒定后加固的原則
需要加固建筑物構件的時候不能依據主觀判斷修復構件。由于一個建筑物的質量影響著個人利益和人身安全。因此需要專門技術人員勘察鑒定現場,明確原因和加固方法。依據其整體結構以及受力狀況,與加固方法結合制定解決問題的方案,確保整個建筑物能夠充分發揮自己的作用。
3.材料的選用與選值
在加固建筑物的時候,既要制定最適合的加固方案,還要選擇合適的材料,并以原材料強度為依據取值。假如原材料結構的材料沒有一定的取值范圍,就要依據實際情況評估現場,并依據評估結果明確取值范圍,確保固定使用材料的性能與原材料基本保持一致,促使建筑不能由于不同的材料功能降低加固的效果。
4.加固方法的優化原則
建筑物有很多加固方法,可是不能過于盲目使用,充分考慮各方面因素之后再制定加固方案。首先要與已有的實際結構和結構受力特點相結合,充分考慮建筑物的本身,確保采用某種加固方法之后可以提高建筑物本身的安全系數,并不對建筑物本身產生影響。同時,以當時的施工環境、經濟資源以及現有的技術水平評定使用哪種加固方法,并采取有效措施優化施工效果。盡量避免浪費時間,縮短施工周期,避免損壞建筑物。
六、建筑結構加固施工的技術
建筑結構加固通常采用混凝土加固的方式,主要應用到的施工技術有托換式結構加固施工技術、植筋式結構加固施工技術、裂痕修補式結構加固施工技術、碳化混凝土修復式加工施工技術、混凝土表面處理式結構加固施工技術。托換式結構加固施工技術是一種綜合性混凝土加固技術,主要技術處理有關結構以及建筑的上下結構、拆除頂升與廢棄結構,經常應用于加固或者改造建筑結構。同時,這種技術具有較短的周期和較低的成本,所以不會在很大程度上影響建筑的正常使用以及人均的正常工作生活??墒沁@種施工技術具有較高的技術含量,所以需要施工人員具有較強的專業性、較高的專業技術水平、較強的責任心,確保建筑的安全。植筋式結構加固施工技術是應用鋼筋植入法加固結構。由于這種技術對混凝土結構的要求比較簡單,并具有靈活的操作,所以通常在建筑結構的連接和錨固中應用。在植筋式結構加固的施工過程中可以將普通的混凝土鋼筋或者螺栓式錨筋植入其中。依據建筑物的使用特性以及結構的分布明確使用哪種鋼筋加固結構。裂痕修補式結構加固施工技術依據建筑結構裂痕的大小、發生裂痕的原因、形狀等實施堵塞式修補,進而加固,延長建筑結構的使用期限,促使建筑結構更加穩固和安全。碳化混凝土修復式加工施工技術主要是恢復混凝土結構內的堿性物質,進而加固建筑結構。這種技術主要用于提高混凝土結構的阻抗能力,改善或者抑制建筑結構中混凝土因為碳化物質而造成的鋼筋腐蝕。混凝土表面處理式結構加固主要是利用各種技術清理混凝土表面的腐蝕物質,確保結構是穩定的。這種方法廣泛應用于我國建筑結構。可以利用各種化學方式、機械方式、射水方式、噴砂方式等處理混凝土表面,徹底清除混凝土表面結構的各種酸性和堿性腐蝕物,確保建筑結構安全使用。
七、建筑結構加固施工的具體要求
(1)制定施工方案,以最大程度的利用現有構造物進行加固和避免拆除、敲打、撞擊、振動等。在熟悉圖紙之后再進行編制,充分領會設計意圖,并且仔細觀察和實測實地,制定出與實際相符的施工方案。(2)嚴格依照施工方案施工。特別是不能減少工序和材料。施工過程中也會出現實際和圖紙不符的情況,這就需要施工人員及時和設計、監理乙級甲方進行有效溝通。(3)做好技術交底工作,也就是將圖紙表示的要求或者圖紙不能很好表示的方法,用文字清楚和具體的表達成作業人員熟悉的施工語言,促使操作人員明確自己能做的和如何做,進一步明確不清楚的地方。此外,技術交底是分析質量事故、改進工藝和技術的關鍵原始材料,所以一定要對此加以重視。(4)進行自我檢查工作。主要是檢查文字資料和記錄,看需要記錄的內容是否符合要求,如果發現問題則及時糾正。還要目測或者應用儀器或者設備檢查實體,及時整改發現的問題,促使其滿足標準要求。
八、質量通病的控制
在結構補強施工中增大截面作業時要足夠重視轉換混凝土,主要是因為這兩種方法在加固作業中廣泛應用,此外是加固作業中經常發生質量事故的環節。這兩種作業方法都會受到狹窄工作面和較小模板幾何尺寸以及空間的影響。此外,在置換混凝土和增加截面作業時需要用較少量的混凝土,基本上不使用商品混凝土,一般用的是人工攪拌的混凝土??墒侨斯嚢杌炷两洺艿綀龅?、環境操作人員熟練程度等因素的影響,無法保證澆筑混凝土的質量。特別是當前施工現場使用了大量商品混凝土,作業人員基本不清楚人工拌和混凝土的要求。這種現象經常發生在大、中城市,因此,成功的關鍵是確?;炷恋馁|量。想要做好人工拌和混凝土,就要做好“干三”“濕三”的操作?!案扇本褪且勒张浜媳韧瓿煞Q料后,混合干拌各種材料三遍后,確保其均勻混合,以混合材料顏色的相近性判斷“干三”的效果。接著加上一定比例的水,再攪拌三遍,就是“濕三”。在按照要求完成這兩個步驟后就能達到混凝土勻質性要求。在振搗混凝土時,因為較小的模板空間,不好操作,可以均勻適度敲打、振動模板外部,確?;炷潦敲軐嵉摹?/p>