建筑结构检测与加固方法

雷天奇

宣城市城建工程质量检测有限公司 安徽 宣城 242000

随着我国建筑业的迅速发展,施工单位对质量管理日益关注。建筑结构是一种空间的受力系统,作为一个空间框架,它可以承载不同的负荷和影响。建筑物的构造根据其使用的材料不同而有差异。因此,必须对各类建筑物进行检测与加固,确保其安全、可靠是建设项目的第一要务。随着人民生活水平的不断提高和科技的不断发展,建筑结构的质量越来越受到人们的重视。

造成结构需要检测和加固的主要原因是结构自身的承载力受到自然灾害、施工质量无法保证等因素的影响,从而引起结构的变形超出正常使用极限状态或承载力无法满足使用要求。所以,必须通过检测和加强的方式来加强其受力区域和受力系统,以改变传递路径为基础,然后再减小整体构件的受力特性。随着时代的发展,人们对建筑的检测和加固,不再仅仅针对老建筑,也针对新的建筑[1]。

1.1 不全面的设计或错误的设计

在设计过程中,由于工程地质、水文地质、工程地质、基础等方面的设计工作不够仔细,对基础承载力的估计也不够合理,导致在计算结构荷载时容易产生混乱,导致计算误差。

1.2 工程质量不能保证,工程质量不高

在建筑工程中,最主要的问题是施工质量,如果不能达到设计要求,就会产生一系列的混凝土质量问题,影响结构的承载能力。

1.3 错误的改造

对未进行成本控制分析的旧建筑物进行改建时,会使原结构承载能力达不到设计要求,或在施工中未按图纸施工,从而增加了荷载。另外,随意拆掉承重墙体,也会破坏建筑物的稳定。

1.4 糟糕的使用条件

由于建筑物长期处于高温、震动、酸碱失衡的环境中,很容易造成构件的腐蚀和损坏。

1.5 不符合使用要求

由于建筑年代久远,其结构本身就存在着一定的损坏和损坏,因而不能满足当前的使用需求和安全性能。

1.6 自然灾害的危险

由于各种灾害的影响,导致建筑结构出现开裂、损坏,房屋的稳定性无法保障,同时也会对人们的心理造成一定的影响,让他们无法在安全的环境中生活。

1.7 保护古建筑和历史建筑

在历史的冲刷下,长期搁置,需要进一步维护和保护古建筑、历史建筑。

2.1 安全承载的客观需要

随着经济的发展,人们对商业住宅的需求越来越大。从当前的形势来看,建筑已逐渐成为我们日常生活中不可或缺的一环,其安全性与稳定性关系着人们的健康,因而日益引起人们的关注。目前,随着我国经济的持续发展,城市化进程加快,但也产生了一定的消极作用,导致了许多建筑的承载能力超载。此外,环境、天气等因素也对建筑物的稳定性有较大的影响,所以必须加强结构的检测与加固,同时满足安全、可靠的客观要求[2]。

2.2 兼顾经济和社会效益

建筑的最大作用是承载力,第二是装饰性。因此,必须进一步加强对它的研究,以丰富我国的基础设施建设,拓展商业发展的途径,改善人民的生活质量,增强人民的安全感,增强人民的幸福感。因此,对建筑物进行加固处理,可以达到较好的经济效益和社会效益。

建筑结构的检测技术是以无损检测技术为主,即在不破坏原有结构和有关结构的前提下,对其承载力、结构缺陷、材料强度、损伤变形、腐蚀等方面进行测试。以下为各种建筑物所使用的检测技术的具体内容。

3.1 砌体结构的检测技术

在建筑物的结构检测中,对砌体结构进行检测是必不可少的。砌体结构的检测,一般要检测砌体结构的强度、质量、灰浆、块材、结构的破坏和变形。而且,按建筑物结构的检测方式,可以分为静态和动态两类。对于块体的探测技术,目前采用的方法有回弹法、钻芯法、采样法等。由于砌体结构的材质不同,因此所选用的检测技术也各不相同,通常在砌体结构中采用的是砖,会采用回弹法和取样法相结合的方法,而对于砌体结构的主要材料是石灰岩,通常会采用钻芯法。灰浆强度是衡量建筑物质量的一个重要指标,而在灰浆强度的测试中,通常使用的测试技术是推挤和卷压。推土法通常采用推进器将一块丁砖沿水平方向推入墙内,测量员应测量水平推力和灰浆的充盈程度,从而推算出砌体的强度[3]。

3.2 混凝土结构的检测技术

通常,混凝土结构的检测主要是按照原材料的性能、混凝土的强度、构件的外观缺陷和质量、钢筋配置和混凝土结构的尺寸偏差等来进行的。在建筑工程中,混凝土结构的质量直接影响着工程的经济、安全和实用性。而在混凝土结构或构件的检测中,常用的检测手段有两种:回弹法和钻芯法。回弹法是一种利用回弹仪测定混凝土表面强度的方法,并利用有关的计算方法来估算其强度。尽管它简单、灵活,但在实际的测试中,由于原材料的成分、混凝土的成型方法、外加剂的种类、养护方法等诸多因素的影响,会对测试的效果产生一定的影响。此外,超声技术还可用于混凝土材料及其相关部件的检测,它主要是通过超声波在混凝土中的传播而引起的各参量间的相互关系来判断其强度。

3.3 钢结构的检测技术

通常,对钢结构的性能和质量的检测,主要是对其性能、尺寸和偏差、构造和涂装、变形和损坏进行检测,在一些特殊的情况下,还可以对其进行动态试验。由于钢材质量轻,强度高,材质均匀,塑性和韧性好,所以在某些方面比其他结构具有更大的优越性。目前,我国钢结构检测技术的研究主要集中在渗透检测、超声波无损检测、锈蚀检测、涂层厚度检测等方面。

4.1 钢筋混凝土砂浆补强工艺

这种加固方法是在混凝土表面铺上钢丝网,然后再灌入或压上水泥砂浆,使其与原有结构协同工作,提高结构的承载力。它的最大优势是它自身所具备的复合砂浆和优质钢材的组合,它具有较好的分散特性,能够改善房屋结构的受力性能,提高结构的稳定性。结果表明:在钢质含量为301kg/m3的情况下,钢丝网灰层的抗拉强度、弹性、抗裂性能、抗渗透性均优于一般水泥砂浆,并能有效地改善结构的稳定性。这种工艺所采用的材料与一般的 RC构件的区别是,在实际工程中,一般的RC构件的延展性较差,容易发生裂缝,使其强度得到很大的发挥。与此相比,采用钢丝网水泥砂浆补强技术可以解决上述问题,由于其具有良好的分散性能和较低的集料颗粒尺寸,因此可以采用薄壁结构来降低预应力构件的自重。

4.2 预应力补强工艺

该方法的应用原则是:在预应力与外力的联合作用下,在拉杆中产生轴向拉力,该拉力由杆端锚偏心地传递给受弯构件,由此产生偏心压力,该压力的产生能消除局部外荷载所引起的弯矩,由此增加了受弯构件的弯矩,减小了外荷效应,减小了裂缝的发生和发展。这种加固技术对住宅的最大效果是:采用预应力钢筋,改变结构的内部应力,从根本上增强承载力,减少了空间的占用,减少了原有的空间。但是,这种加固方法如果不能很好的控制,将会引起结构的变形,如果周围的温度太高,此种加固方法不适合在高温下进行。

4.3 加大断面补强工艺

这种加固方法的应用是将混凝土结构在三向应力状态下进行,在三向应变的约束下,增大了水平压力,并增大了约束混凝土的横向变形,提高了结构的承载力。该工艺的主要工作是:在构件的表面添加一层钢筋混凝土套管,增大混凝土截面的高度,并根据三向力原理,将新旧混凝土结合构件联合受力,既能提高混凝土的抗弯承载力,又能增强混凝土的抗剪承载力,从而强化混凝土的延展性,强化混凝土的刚性和强度,达到加固的目的。该技术的施工工艺简便,自适应能力强,并在实践中得到了改进,其设计与施工经验较为成熟,目前已被广泛应用于建筑物的加固改造。但这种方法也存在着一些缺点,例如:场地湿法作业时间较长,施工后建筑净空较小。工作人员在实施这种加固方式时,必须对其结构的受力情况进行全面的认识,总结出施工中的薄弱环节,从而提高工人的工作效率,同时也能有效地提高工程质量。

4.4 外补钢板补强工艺

这种加固方法的核心是:正确地布置型钢的位置,并根据构件的断面形状,合理地选取包角形式。当断面是长方形时,可以采用四边包角钢和横向补强的形式;
当断面是圆弧、圆筒时,可以采用扁钢加套环的方法。加强的时候要注意控制,如果型钢和原来的混凝土是完全分开的,可以采用不黏结的砂浆,但如果中间出现了裂缝,就必须用环氧树脂和乳胶等材料来填补。这种方法可以有效地改善结构的刚度和承载力,既具有施工简单,干湿作业少,现场工作量少,施工周期短,受力稳定等特点。

4.5 碳纤维胶粘剂补强工艺

这种加固方式的基本原则是将碳纤维布或碳纤维板贴合在一起,从而提高结构的承载力。该技术施工成本低,经济效益高,并且由于其自身的高强度和耐腐蚀性,可以有效地减少外部环境对整个房屋的破坏。这种方法对整个结构的影响很小,在不增大截面面积的情况下,可以改善构件的稳定。加固后的混凝土构件抗腐蚀、耐久性等性能得到了明显的改善,对整个工程的施工质量起到了很大的作用。粘贴碳纤维复合材料是一种新的现代化加固技术,它因其施工简便、易于操作、实用性强而成为工程中比较理想的加固方法,可以在以后的房屋工程中推广使用。

5.1 原始的评估

对原房屋的结构进行现场勘察,必要时进行适当的抽样、测试,并由质量检验机构负责,结合房屋原有承载能力及现状,选择适当的加固方案。

5.2 新老混凝土的结合

局部加固方法,例如扩大断面法,需要新老混凝土间形成较好的结合,并将其作为共同作用体。如果原来的混凝土强度偏低,则容易发生脆性断裂,难以在新老混凝土的交界面进行有效的粘接。为了保证新老混凝土的结合性能,应按实际情况合理地确定新加混凝土的强度,并对原混凝土表面进行凿毛处理,在浇注之前适当涂抹界面剂。

5.3 加强墙壁

对破损或松散的墙体,可以通过适当的清理,然后选择水泥砂浆进行修复。在墙体开裂时,可以采用灌浆技术来填充。

5.4 加筋

在确定植筋部位后,必须进行钻孔,并进行有效的清孔,以免影响钢筋的使用。植筋箍应采用特殊的植筋结构胶,不得擅自添加未经检测的结构胶或水泥砂浆。

5.5 动态管理

结构的加固工作要严格按照房屋结构的加固技术要求进行,并对施工进行全程监控,及时向设计单位报告施工现场的状况,并根据实际需要对加固方案进行调整。

科学的检测和加固是现代建筑工程质量和安全保证系统的重要内容。随着建筑结构检测、加固设备的发展,结构的问题往往呈现出其自身的特点,因此,检测加固方法也需要不断的改进与创新,以确保工程的质量与安全,保障工程的安全。我们要遵守法律法规,为建设事业做出更大的贡献。

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