民用建筑結構的加固設計改造

民用建筑結構的加固設計改造摘要：隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平得到了顯著提高。同時，極大地改善了人們的生活環(huán)境，有效地滿足了人們自身的生活需求。現(xiàn)如今，城市現(xiàn)代化建設步伐的不斷加快，不僅提升了民用建筑建造速度，同時也提高了民用建筑質(zhì)量，而結構強度則是保證民用建筑建設質(zhì)量的一項關鍵要素，對此需要相關施工企業(yè)對民用建筑進行合理加固，有效運用相關結構加固改造，以此來提升民用建筑的整體建設質(zhì)量。關鍵詞：民用建筑；建筑結構；加固設計；改造中圖分類號：TU318文獻標識碼：A引言隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，民用建筑的加固維修量也在逐年增加。既有民用建筑的改造利用，對節(jié)約資源、保護環(huán)境具有重要意義。部分地區(qū)更是強調(diào)未來將加大力度對舊住宅的維修和翻新。結構加固是民用住宅改造的重要內(nèi)容，直接關系到住宅的使用年限及使用舒適度等情況。故本文圍繞民用建筑結構加固設計等方面展開探究，有著重要意義。民用建筑結構的加固原則（1）整體性原則。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，民用建筑的加固維修量也在逐年增加。整體性是指在加固方案制定過程中，充分考慮和研究民用建筑本身的結構和整體的設計，使得在進行民用建筑某些地區(qū)的結構穩(wěn)定和加固之后，不對其他結構和某些構建造成損壞，依舊能夠保持民用建筑整體的完整性和抗壓程度在加固設計的初期階段，要將這些影響因素都考慮在內(nèi)，對民用建筑整體的穩(wěn)定性作出測算，要設計出盡量減少對周圍結構影響較小的方案，防止由于加固設計影響民用建筑整體的穩(wěn)定性。（2）經(jīng)濟性原則。在確保民用建筑結構加固穩(wěn)定的前提下，對民用建筑整體加固設計做出科學合理和經(jīng)濟性質(zhì)的原則要求是必要的。對于當前的民用建筑結構設計，其主要是為了延長建筑壽命，提高民用建筑使用的穩(wěn)定性。從實際施工實踐來看，對某些構件進行加固之后，建筑整體受力如果能夠達到預期的要求和標準，那么這種加固是比較成功的。但是，如果在某些構件進行加固之后，建筑整體的穩(wěn)定性并沒有得到提升，這就需要更加民用建筑建設現(xiàn)狀，對關鍵部分的構件進行加固。而如果這個時候依舊無法滿足要求，就必須對具備或者整體的構件進行再次加固，并且需要遵循現(xiàn)實性和經(jīng)濟性的原則。民用建筑結構加固改造原因建筑結構加固的原因可以概括為兩個方面：第一，采用極限狀態(tài)設計方法設計的鋼筋混凝土結構或砌體結構必須滿足結構剛度、強度和耐久性的要求。然而受多種原因的影響，使結構很難滿足以上要求，如不斷提高的設計規(guī)范要求、不當?shù)脑O計或者施工缺陷等問題的存在，致使結構物的剛度和承載力都嚴重不足，還可能引發(fā)安全隱患。還有的建筑物是因為使用功能和用途都有變化發(fā)生，所以荷載大小與荷載分布都和當初的設計不一致，在這種情況下，原結構的強度和剛度就與實際要求有很大的差距。二是鑒定現(xiàn)有的基礎設施。現(xiàn)階段，我國對已有的工業(yè)和民用建筑及其他基礎設施都已經(jīng)進行了維修和相應的技術改造，這完全符合我國的國情，既能節(jié)約征用土地，還能節(jié)約很多投資，使長久以來的城市用地矛盾問題得到了有效緩解，還促使某些不可回收利用的建筑垃圾得到了明顯減少。建筑物加固與改造面臨的挑戰(zhàn)越來越大，研究與開發(fā)其新技術與新方法具有廣闊的發(fā)展前景和重要意義。民用建筑結構的加固設計改造策略混凝土結構加固設計改造（1）截面擴展策略主要用于梁、柱和墻等常規(guī)構件。其優(yōu)點是引入原構件的原材料，提高構件截面，保證整個框架的承載能力。（2）外包鋼加固策略，該策略的典型特點為，于混凝土的組件周邊包裹型鋼促使其可和混凝土之間保持較好的協(xié)作作用，提升其承載性能。典型的方式包含了干式及濕式2類，多見于組件截面擴大受到束縛及需大體量地提升承載水平的情況。使用化學灌漿外包鋼情況下，應注意型鋼表層溫度的要求，若周邊存在腐蝕性介質(zhì)還需額外地采取一定的防腐工藝規(guī)避。（3）預應力加固策略主要適用于顯著提高承載力、強度和抗裂性。事實上，該加固策略需要的空間并不大，尤其適用于梁、板及屋架等應用場合，但對于溫度高于60°C及混凝土的收縮不斷增加的情況往往適用性并不高。該策略的主要特性為，引入了預應力的鋼拉桿及撐桿就原有的架構實施加固處理，促使原有的架構所承載的負荷可被很好地轉嫁至加固結構中，改變原有架構的受力狀況。（4）增設支點策略，多見于凈空沒有約束的梁板以及桁架等場合，其優(yōu)勢為利用增設支點及降低組件的計算長度和形變等，提升承載水平。砌體結構加固設計改造（1）間接加固法。砌體結構采用間接加固法，包括結構修補加固和預應力支柱加固，對于前者來說，部分砌體出現(xiàn)局部壓碎或者墻體部位出現(xiàn)豎直方向的縫隙都可以通過梁墊的方式進行加固，縱橫墻出現(xiàn)的交接缺陷或者不合理的圈梁設置，為了保證民用建筑的穩(wěn)定性，可以通過圈梁的方式來加固；后者能夠有效改變砌體的承載能力，提高砌體的加固效果，尤其是保證處于高應力和高應變狀態(tài)的砌體在加固方面具有一定的適用性，但是溫度超過60C的環(huán)境不建議采用這種方法。（2）直接加固法。直接加固法也可分為扶壁柱加固法以及鋼筋混凝土外加層加固法。第一種加固方法屬于增加截面的加固法，具有高適應性、高承載能力以及簡便的施工優(yōu)點，但難以承受高強度的震動，因此，不適用于地震區(qū)域的建筑結構加固。第二章方法屬于復合截面加固法，常適用于帶壁墻、柱等結構的建筑，能夠快速提高砌體的承載能力，但施工時間較長，加固完成的砌體會降低建筑物的凈空。預應力加固砌體結構采用間接加固法，包括結構修補加固和預應力支柱加固，這一拉力通過桿端錨偏心地傳遞到受彎構件，從而使受彎構件產(chǎn)生偏心受壓，這種受壓作用的產(chǎn)生可以抵消部分外部荷載產(chǎn)生的彎矩，從而提高受彎構件的抗彎力，減少外荷載效應，降低裂縫出現(xiàn)和發(fā)展的概率。這一類型的加固技術對民用建筑最顯著的作用為有效提高結構承載水平，在建筑外部配合使用預應力鋼筋，使結構內(nèi)部應力分布發(fā)生改變，達到從根本上加強承載力的作用，并且占用空間少，對原本空間影響小。此外，需要注意的是，這一加固方法控制不當會導致結構變形，若結構所在環(huán)境的溫度較高，也會加快結構變形速度，因此該加固技術不適用于高溫環(huán)境，使用這一技術時，需要以實際建筑環(huán)境為基礎，全面考量加固方法的實用性、穩(wěn)定性。5結束語在民用建筑的長期使用中，由于復雜的應用環(huán)境、建筑用途的變化等原因，建筑的改造總是伴隨著結構加固。通常的結構在加固前須先卸載，以增強新舊構架構的協(xié)同工作能力，尤其應當注意，邊使用邊施工的方法存在安全風險。另外結構加固設計還應充分考慮加固結構的尺寸偏位及新舊截面施工處理不到位等施工因素對結構抗力的影響。對于民用建筑進行加固和提升，是未來建筑行業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容。相關設計人員應當綜合性地認識到民用建筑加固改造設計的注意要點，結合科學性、合理性及可持續(xù)性等理念，嚴格遵守相關規(guī)范的要求，結合具體的建筑項目實際，從而完善結構加固改造設計方案。參考文獻：[1]袁柳根.房屋建筑結構加固設計及加固施工技術的應用[J].磚瓦，2020（12）：103