房建砌体结构加固工程探讨

时间:2022-09-30 14:56:16

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房建砌体结构加固工程探讨

摘要砌体结构的材料多属脆性,抗拉、抗剪和抗弯强度均较低,抗震能力也不高。为了确保建筑物的安全性和耐久性,可采取抗震横墙加固技术、扶壁柱加固技术、复合截面加固技术和隔震结构加固技术进行处理。但必须坚持房建砌体加固的原则,重视材料的选用和取值,结构体系的总体效应,还要坚持先鉴定后加固的工作程序,并优化加固方案。只有根据工程特点,科学合理地应用这些加固技术,才能确保建筑物的安全性和耐久性。

关键词:房屋建筑;砌体结构;抗震加固;施工技术

当前,房屋建筑施工技术十分成熟,其中的砌体结构被大量应用于工业建筑、民用建筑和农业建筑等。砌体结构主要包括砌块、砖砌体以及石砌体,是由砂浆和块体构成的墙体、柱体等建筑物主要受力构件[1]。但砌体结构的材料多属脆性,抗拉、抗剪和抗弯强度均较低,抗震能力也不高。为了确保建筑物的安全性和耐久性,可采取抗震横墙加固技术、扶壁柱加固技术、复合截面加固技术和隔震结构加固技术进行处理。本文结合房建砌体结构的特点,介绍房建砌体加固的原则和技术。

1房建砌体结构的特点

1.1房建砌体结构的优点

房建砌体结构的优点主要体现在以下四点:(1)对砌体材料的要求不高,一般可以就地取材,来源十分广泛。例如石材、砂石、黏土等均为天然材料且分布范围广泛,即便是砖块,也可以利用黏土烧制而成。木材、钢筋、水泥等所需原材料的价格不高,加上很多工业废料可以反复使用或二次加工,均可以作为砌体结构的原材料,因此施工单位不需要特别忧虑原材料的寻找、加工及购买。(2)砌体结构有较高的耐火性与耐久性,主要是因为构建材料的性质导致。例如在我国很多的古建筑物中就使用了大量的砌体结构,它们长期暴露在空气中却能够长久保存下来,正是因为这一结构的材料有较好的隔热性与稳定性。(3)砌体结构的造价适合。相比于混凝土结构,其造价更低的原因主要是:①材料便宜,便于寻找和加工;②在施工过程中不需要用特殊的设备器械,也不需要额外的模板,可以大大节省这方面的费用,且在施工完成后也不需要进行长时间养护,节省了养护的时间与耗费的人力、物力。(4)砌体结构有较好的隔热性、保温性和隔声效果,主要是因为其材料坚硬,所以应用砌体结构可以很好地满足建筑各项功能指标。

1.2房建砌体结构的缺点

房建砌体结构的优点主要体现在以下四点:(1)砌体结构施工均需要手工方式操作,因此需要耗费大量的人力,耗费时间长且工作效率很难提高,因此在未来的砌体结构施工中,仍旧需要大力推广工业技术,以逐步提高施工质量。(2)砌体结构有过大的自重,由砌体结构所构建而成的墙体、柱体等建筑物支撑物的截面尺寸大,需要耗费的材料多,从而导致房屋建筑有较大自重。一般情况下,砌墙的重量约占整个建筑物的一半。(3)砌体结构各材料之间的黏接性不强,主要是受到材料本身的影响,尤其是无筋砌体,其抗震效果会更差,且抗拉、抗剪性能也不高。(4)砌体结构的延展性与抗剪性都不高,不适合地震频繁地区使用。

2房建砌体加固的原则

2.1材料的选用和取值

在房建砌体加固时,如果原材料的种类、性能和原设计相符,则选择加固材料时应当严格遵循原设计[2-3];如果原材料本身便没有设计规律可循,则应当根据砌体结构材料的等级、强度重新测量,并参考行业现行规范重新判定和取值[4]。

2.2结构体系总体效应

房建砌体加固一般针对已经发生问题的构件进行施工,但在实际施工时却并不能仅仅考虑发生问题的构件,应当综合考虑结构体系的总体效应,以确保加固完成后不会影响到砌体整体结构。

2.3先鉴定后加固

在明确加固方案之前,施工人员应当详细检查现有砌体结构并深入了解结构的受力情况,以确保加固方案的科学性与实用性。2.4加固方案优化在优化加固方案时,施工人员首先需要考虑砌体结构的现状及加固受力点,然后结合结构整体来考虑加固后的合理性与有效性,并在施工全过程中综合考虑施工特点、综合经济指标以及技术水平,确保在施工中最大限度地减少对周边结构及环境的负面影响。

3砌体结构加固工程的施工技术

3.1抗震横墙加固技术

该技术主要针对砌体结构抗震能力较弱的问题,可以帮助原本的砌体结构抵抗地震或其他震动所产生的荷载,以减少墙体破坏、开裂、坍塌等问题。通过横墙加固可以进一步增强砌体结构的抗震效果,具体施工要点如下:(1)根据砌体结构的实际情况确定需要增设横墙的数量,具体可以通过计算建筑物的整体受力和抗震横墙面积率来完成,尽可能用最少的横墙来达到最佳的加固效果,降低不必要的材料与成本消耗。(2)需要保证抗震横墙的厚度,一般需超过24cm[5]。(3)同时抗震横墙顶部可以通过加入细石混凝土等材料,并联合底部做好与原本结构纵墙的拉结处理。该技术多用于抗震墙不多、抗震墙之间有较大间距的砌体结构,其加固的作用就是提高砌体结构的抗震效果。

3.2扶壁柱加固技术

该技术是通过加大砌体结构的截面面积来起到加固效果,和我们常用的钢筋混凝土外层加固方法类似,但通常用在非地震频繁地区,主要是因为承载力无法完全提高的原因,因此无法有效提升砌体结构的抗震能力,只属于砌体结构间接加固技术[6-7]。常用的施工方法有两种:(1)预应力撑杆加固法。该方法可以有效提高砌体结构的承载力,适合用在高应力、高应变状态的砌体结构加固中,但如果砌体结构施工过程中的温度超过600℃,则无法适用[8]。(2)无黏结外包型钢加固法。该方法适用于实际情况不允许增大原结构截面尺寸,但需要提高截面承载力的砌体结构施工,该方法较为传统,因此便于施工,对工人的技术要求不高,施工量特别是湿作业量较少,但加固成本较高,还需要利用如图1所示的钢结构来进行防护。

3.3复合截面加固技术

该技术可以改变原本砌体结构的截面,以此来增强结构的抗震能力,常用的施工方法有两种:(1)水泥砂浆加固法。该方法主要是将水泥砂浆或钢筋网片水泥砂浆涂抹到砌体结构表面,使其凝固形成一层较为坚硬的面层,以此来增强墙体的抗震能力。(2)混凝土板墙加固法。主要是在墙体侧面支模,喷射或浇筑混凝土,以此来形成混凝土板墙加固层,起到支撑原本砌体结构的效果,在提高承载力的同时还能有效预防墙体开裂。图2是钢筋混凝土板墙加固窗间墙。(3)比较上述两种施工方法,第二种显著优于第一种,其适用范围更广,施工方法也更加简单,适用于各种需要加固的砌体结构。需要注意的是,如果选择第二种加固施工方法,可能会在施工过程中对周边环境产生影响,后期养护也需要花费一定精力,因此施工单位需要根据实际情况来选择具体加固方法。

3.4隔震结构加固技术

上述三种技术的施工整体思路都是增强结构自身的承载力及强度,使砌体结构可以更好地抵抗地震或其他外力,而隔震结构加固技术则是在建筑物结构中加入隔震或减震的垫层,当地震或其他外力来袭时可以通过垫层来有效卸力,减弱作用力上传对砌体结构造成的破坏,使砌体结构更加安全可靠[9]。在具体施工时,施工单位首先需要结合施工地质条件、地震烈度等级评估以及作用力传导特点等详细资料来明确隔震结构的材质及厚度,常用的材料为叠合橡胶,可以收获较好的抗震效果;然后需要完全切开砌体结构的基础层和上部结构,将带有阻尼效果的叠合橡胶垫加入其中,形成隔震层,并注意不得对原本的基础层和上部结构造成破坏,只有上部结构整体性良好,才能确保加固效果,而如果原本砌体结构的上部结构就不稳定,使用该技术加固施工也无法达到理想的加固效果。另外,该技术属于当前较为先进且抗震有效的施工加固方式,但在实际应用中仍存在一些问题,因此实际应用并不多,主要是:(1)砌体结构大多刚度较高,自振周期不长,通过改变其自振周期来提高抗震效果很难达到理想效果;(2)与常规加固技术相比,需要花费的人力、物力与资金更大。因此为了进一步提升隔震结构加固技术的经济适用性及安全可靠性,还需要继续进行大量的分析与研究。

4结束语

综上所述,砌体结构在当前房建施工中应用较广,但其结构脆性强、坚固性不高,材料本身的延展性不高,很容易出现开裂、塌陷等问题,尤其是遇到地震或其他外力作用,需要采取有效的加固方式来提升其抗震能力,才可以充分保障建筑物的安全性,使其可以满足人们的居住需求。本文通过分析砌体结构的特点及加固原则,详细阐述了抗震横墙加固技术、扶壁柱加固技术、复合截面加固技术和隔震结构加固技术,其中前三种为常规加固技术,可以有效提升砌体结构的抗震效果,最后一种属于较为先进的加固技术,抗震效果显著但存在一些弊端,在使用前仍需要进一步研究和分析。另外,本文中所提到的四种技术用于房屋建筑中可以收获良好的抗震效果,但是否适用于古建筑中,仍需要相关工作者深入研究与探讨

参考文献

[1]孔垂亮.探究房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术方法[J].装饰装修天地,2018,(20):248.

[2]郑德浩.房建砌体结构的加固工程与施工技术研究[J].科学技术创新,2017(23):143-144.

[3]武家卫.浅析房建砌体结构的加固工程与施工技术[J].建筑技术开发,2021,48(6):21-22.

[4]李亮如,刘劲松,陈大川.砌体结构房屋墙体加固方法分析[J].墙材革新与建筑节能,2018(8):61-65.

[5]陈亮昊.探究房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术方法[J].建材与装饰,2018(22):11-12.

[6]邢锐,张于.探究房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术方法的认识[J].门窗,2018(15):105-106.

[7]许书田.房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术分析[J].门窗,2019(15):112-112.

[8]周静.浅谈砖砌体多层房屋结构加固技术与施工[J].四川水泥,2020(10):204-205.

[9]薛松.对建筑砌体结构加固工程与施工技术探讨[J].建材与装饰,2020(29):17-18.

作者:苏强 周世昌 徐孝龙 谭宗宽 单位:中国建筑第五工程局有限公司