仿古建筑结构设计范文

时间:2023-07-20 09:22:56

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篇1

中图分类号: TB482 文献标识码: A

引言

在园林的规划建设以及古城区的建设施工过程之中,仿古建筑有着相当重要的地位。相关项目作为一种较为特殊的设计类型,当前综合了不同的设计手段和施工技术,并且采用了全新的混凝土框架施工结构。故在设计方案的研究与分析制定过程之中,还需从工程建设本身的需求着手,对建筑的结构进行准确估量和计算,结合建筑特点,设计出不同形式的仿古建筑类型,以充分的满足城市建设发展的需求,为城市的进步创建出良好的基础。

1.仿古建筑结构设计特点分析

针对仿古建筑的结构设计特点加以分析,是促进设计工作实现新的转变的关键点,故应当加以重视。我国古代的建筑多半是以木的结构为主要设计原则,其平面的布局讲究的是含蓄,注重多层次的分布和不同布局之间的灵活转变,并且对于均衡性相当重视。所以,在仿古建筑设计之中应当对维护结构以及承重结构进行重点的设计,应当确保其有着明确的分工并且有着不同的体系结构。诸如在我国的古代建筑斗拱设计形式之中,就相当充分且全面的运用了不同的色彩装饰和突出的结构设计要点,使得整个建筑的设计呈现出了一种较为庄重的造型,而在外观方面,则显得相当的华丽。这一点是我国古代建筑的一个核心理念。在当前的仿古建筑设计之中,多半的项目也采用了类似的设计形式,很好的继承并且发扬了我国古代建筑的独特结构样式,在实践的设计工作之中,还可以借鉴当前时代的全新的设计结构形式,使得其可以与传统的设计理念相互融合,将构件以及模数等进行重新的定型,进而实现从整体至局部的不同设计形式,在造型以及细节部位的尺度方面也有着相当详细的规定。

我国古代建筑设计之中常用的穿斗式设计形式、跌梁式的设计形式等,都得到了较好的应用和改良,而其中的不同设计原则,也被广泛的运用在了实践的设计工作之中,进而使得当前的仿古建筑呈现出了全新的色彩,整个设计项目的艺术效果和价值均得到了较大的提升。

2.仿古建筑结构设计要求及原则

在仿古建筑设计之中,明确相关设计原则和基本的设计理念,对于设计项目的稳定开展有着相当重大的价值和意义,故应当引起高度的重视。由于防震以及防腐蚀性等多方面的需求,当前阶段的我国古代建筑设计之中已经普遍的采用混凝土设计结构的形式很好的替代了传统的木结构设计样式。而采用混凝土钢筋的设计,进而仿古建筑的建设,可以使得外观的艺术效果和内部的稳定性均得到较大程度的提升。要想保证外部的油漆效果与木结构的相类似,还应当对仿古建筑设计之中的相关准则和规定进行严格的掌控,兼顾多方面的影响因素和建筑自身抗震的设计需求。

在建筑的设计过程之中,应当严格的按照仿古建筑的基本模数结构和模型体系进行建设和施工,保证整个体系的完善性和科学性,在结构设计过程之中各个受力的构件规格应当进行严格的掌控,充分的满足建筑自身的需求。各个构件的施工应当符合力学体系的传力标准,针对外形和尺度的把控也应当完全的参照古代建筑之中梁柱的设计样式进行执行。此外,在仿古建筑设计之中还应当采用多种不同的结构体系,采用组合的形式以充分的满足仿古建筑的屋面设计需求。由于仿古建筑的屋面设计有着较大的特点,在设计过程之中屋面的变化较为显著,其对造型的要求较高,并且整个设计的难度较高,所以针对体系的设计应当按照举架等设计的理念原则进行处理,这样就可以使得整个屋面的设计呈现出一种缓慢上升的趋势,并且体现出优美的设计曲线,充分的满足当前仿古建筑的设计标准和建设需求。

一般情况之下,仿古建筑结构设计之中相关构件起到装饰的作用,其有着独特的设计艺术效果,同样需要加以重视。其中最具有代表性的是斗拱,其属于我国古代建筑设计之中的一种特殊的设计形式,具有很好的传导屋面荷载并且降低整个屋顶横梁跨度的作用,故对应于整个仿古建筑结构设计有着相当重大的意义。由于我国当前相关设计项目多半采用的混凝土钢筋的结构形式,其建筑的设计一般是由主体框架进行承担,所以斗拱已经逐步的退化成为了装饰性的物品,而不再有相对应的承重效应。所以,在设计过程之中还需要对上述内容加以明确,以更好的实现建筑设计效果和水准的改进。

3.实例分析

针对仿古建筑之中的相关设计实例加以分析,是促进设计效果提升并且完善设计理念的核心环节,应加以重视。在仿古建筑的结构设计过程之中,应当严格的遵循传统布局模式和设计的结构样式,并且很好的与现代的技术进行融合,以开创出仿古建筑的新局面,实现技术的不断改进。在实践的设计过程之中应当取长补短,需要在掌握设计规范的基础上,根据自己的经验积累对计算机结构计算结果进行合理的调整,对传统的设计技术进行细致的改良和创新,采用混凝土的主体结构设计形式,吸纳现代化的结构设计精髓,进而达到仿古建筑设计的施工效果。

位于南宁青秀山风景区的观音禅寺扩建工程在原禅院的旧址上改建,扩建后更名为万寿观音寺,占地面积约15亩,是原有面积的三倍。寺院内有大雄宝殿、药师殿、观音阁、卧佛殿、法物流通处、素菜馆等布置,整体仿唐宋建筑风格。

在大部分主体结构为钢筋混凝土的仿古建筑中,斗拱和雀替是作为纯装饰构件,不考虑其受力,与主体结构分别浇筑成型。屋檐荷载通过斗拱上方的现浇混凝土桃尖梁、斗拱中间的现浇混凝土剪力墙传给剪力墙下方的额枋斗和拱,雀替采用钢筋混凝土预制构件,通过主体结构浇筑时留设的预埋件与额枋和檐柱焊接连接。但是在本方案中,选用了装饰性构件和受力构件结合的设计及施工方式。雀替采用钢筋混凝土预制构件通过预埋件焊接连接。采用斗拱作为受力体系,既实现了对出檐的处理,也减少的撩檐檩的断面高度。在角科斗拱的老角梁处理上,设置了暗梁,与斗拱宽度一致,这样不仅仅实现了长梁的出挑,也控制了受力均衡,加强了结构体系的稳定性。所以,根据上述的分析,在实践的设计项目之中应当对设计的细节部位加以重视,以增强设计的水准,促进效益的提升。

4.结束语

正如上文所分析到的,相关项目作为一种较为特殊的设计类型,当前综合了不同的设计手段和施工技术,并且采用了全新的混凝土框架施工结构。综上所述,根据对当前我国仿古建筑施工项目之中结构设计的基本需求和设计过程当中应当重点予以把控的部位进行深层次的论述,从实际的角度出发研究了仿古建筑的设计原则。同时,通过对实例进行综合性的分析,旨在明确设计的重难点,明确设计工作的核心理念,以更好的完善设计的缺陷部位,实现对现有工作的转变改革,真正意义上增强了仿古建筑的设计水准,以全新的理念促进设计规划工作迈向新的高度。

参考文献

[1] 蔡映红.仿古建筑大漆施工质量问题及防治[J]. 园林. 2003(10)

[2] 张宏新,杨逢春.清雅幽古 浑然天成――2006沈阳世界园艺博览会辽阳“襄园”的建筑特色[J]. 农业科技与信息(现代园林). 2006(05)

[3] 本刊编辑部.一种新的建亭方法――仿真明清古建筑构件预制方法[J]. 中国园林. 2002(06)

篇2

位置或者文化因素不能进行拆除,此时就需要对于建筑进行加固以延长其使用寿命。而在加

固的过程中,建筑结构加固设计方法就显得极为重要。本文主要就建筑结构加固设计的原则

及方法进行相关的分析研究。

关键词:建筑结构;加固设计;原则方法

中图分类号:TU2文献标识码:A

引言:

随着我国工程建设的发展,建筑结构的质量管理工作越来越受到各建设主管部门的重

视。在人们对建筑设施的要求日益增长的同时,建筑工程的质量和安全问题也日显突出,建

筑物在规定的时间内,在规定的条件下,应满足安全性,适用性和耐久性的要求。如果出现

任何质量或者安全上的问题,就必须及时采取相应的措施进行处理和补救。建筑结构加固设

计是进行建筑加固的基础所在,只有加固设计的科学合理,才能保证结构加固能够达到规定

的要求和标准。建筑与人们的生活息息相关,所以更加引起人们的关注,在建筑结构加固的

过程中,只有充分把握建筑结构加固设计原则和设计方法,才能使得加固工作达到预期目标,

才能促进建筑功能得到完全实现。

一、建筑结构加固设计的原则

造成建筑结构损坏的原因主要有高温、腐蚀、振动、风化、和地基沉降等,在对工业及

民用建筑结构进行加固的时候,需要针对其损坏的原因来采取相应的加固措施,加固工作应

尽量在保证其原建筑结构不受损伤的情况下进行,并且尽量减少对原构件的更换或者拆除,

对于有利用价值的构件要保留使用。进行建筑结构加固设计的主要原则包括以下两个方面:

1、选用材料的原则

在进行建筑结构的加固设计时,需要对加固材料进行选择。一般情况下,加固材料的选

取原则要遵循强度高、质量轻、性能好,耐久性高,并且要与建筑原结构材料有良好的相容

性,因此我们在实际操作的时候一般会选择和原建筑结构材料种类、强度等性能一样的加固

材料,这是在原设计材料的强度资料完备的情况下的选用原则,而在原设计材料强度资料不

充分或者没有的情况下,我们就应该对原结构材料的强度进行现行测算,并对其强度等级作

出规范取值。

2、加固设计的年限

对于建筑结构加固设计的年限,按照规定是保证其在一定时期之内无需进行大面积维

修,并以此作为加固设计的使用年限,也即保证在建筑结构的使用年限里,只需要进行正常

的维护。对于新建建筑的结构加固设计,一般要达到50或100年的使用年限,而对于比较

老旧的建筑,加固使用年限一般为5年到10年左右,不宜太长。

二、建筑结构加固方法分类

一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害(如火灾、腐蚀、冻害)

或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象,所采用的加固

方法多是从提高结构的有效受力面积出发(如加大载面法等)减小截面的应力,或者直接改

变结构的受力体系,改变其传力途径(如增加支撑法等)从而降低结构构件的受力,最终达

到加固的目的。常用的建筑结构加固方法分为以下几大类:

1、砌体结构加固方法。主要包括扶壁柱加固法、钢筋水泥砂浆加固法、加大截面加固

法、外包钢筋混凝土柱加固法、外包钢加固法等。

2、混凝土结构加固方法。混凝土结构加固主要可以采用加大截面加固法、外包钢加固

法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、粘钢/碳纤维加固法、全焊接补筋法、套箍

加固法、喷射混凝土补强加固法、植筋法、局部修补加固法等方法。

3、钢结构加固方法。主要采用改变结构计算简图、加大构件截面、加强连接法等。

三、建筑结构加固施工技术

建筑结构加固施工技术比较广泛,尤其是混凝土结构的加固施工技术比较常见,主要包

括以下几个方面:

1、裂缝修补技术

该技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开

裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复;主要适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受

力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。

2、托换技术

该技术系托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墙,以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术

的概称。托换技术属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构

件拆除等技术组成,适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比,具有施工时间短、费

用低、对生活和生产影响小等优点。但对技术要求比较高,需要由熟练工人来完成,才能确

保安全。

3、碳化混凝土修复技术

该技术系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀

得到遏制的技术。

4、植筋技术

该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术,可植入普通钢筋,也可植

入螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离

设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加

层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

5、混凝土表面处理技术

该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝

土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

四、建筑结构加固设计的方法

建筑结构加固设计的方法一般要以当地的实际条件和情况来衡量选择,要考虑到技术是

否先进,经济性合不合理来选择最优的加固方法。在建筑结构的体系和构件同时存在加固需

求的时候,要以体系加固的设计为优先,然后再考虑构件的加固设计。在进行不同类型的结

构构件加固时,应着重对关键结构和构件进行加固,如果一种加固方法的加固效果不够理想,

可以尝试采用多种加固方法同时进行加固。

1、外包钢加固法

外包钢加固法是在混凝土、砌体等构件的4角或2面包以型钢(常为角钢、扁钢或钢板

等)的一种加固方法,也是一种使用较广的传统方法。采用外包钢加固法能在构件截面尺寸

增加不多的情况下,大幅提高构件的承载能力。且具有施工简便、现场工作量较小,受力较

为可靠等优点,适于柱、梁、桁架弦杆和腹杆,以及高层建筑的加固。这种方法的不足是用

钢量较大,加固维修费用较高,且对结构刚度提高不大。

2、混凝土加固

混凝土加固是建筑结构加固设计中比较常见的方法,因现代建筑的原结构材料一般都是

混凝土为主,而根据加固设计的原则,我们应优先使用于原材料一样的加固材料。混凝土加

固又分为直接加固和间接加固两种。

2.1直接加固

直接加固也就是在需要加固的构件上现浇混凝土,或者对损坏严重的构件进行混凝土的

直接置换,例如对混凝土的受弯构件直接浇筑混凝土,通过增加构件截面面积来提高受弯构

件的承载力,从而达到加固的效果。混凝土的置换适用于承重构件有严重缺陷的情况,其缺

点就是置换工作会比较困难。

2.2间接加固

间接加固又有两种,一是预应力水平拉杆加固,二是预应力下撑拉杆加固。第一种方法

是通过利用偏心力来给加固构件中间的一起施加水平压力来克服外部负载弯矩,以减少预应

力混凝土受弯构件的外部负载,增强构件的抗弯能力;第二种方法是利用预应力支撑杆对混

凝土构件进行加固,再通过杆轴向心力产生的外部负载来加强建筑构件的承受能力,改变其

原有截面应力,以提高构件的承载力。利用预应力下撑拉杆加固,可以显著提高构件的承载

能力,但是需要进行大幅度的结构加固。

3、增大截面法

增大截面法即增大构件的截面面积(混凝土和配筋量),以达到提高构件承载能力的一

种传统的加固方法。可广泛用于混凝土、砖混结构的梁板、柱、墙等构件的加固。这种加固

方法的优点是工艺简单,技术较为成熟,可靠性强,且能提高构件刚度和稳定性。其缺点是

现场湿作业工作量大,养护时间长,对生产和生活会造成一定影响,对原有结构的外形和房

屋使用空间会造成一定影响,结构重量的增加又增大了其它相关构件的荷载,故在设计中应

从整体角度考虑。

4、外粘型钢加固

在进行建筑结构加固设计时,比较常用的还有外粘型钢加固,要注意的是,在对混凝土

梁进行外粘型钢加固时,要在混凝土梁截面的四隅粘贴角钢,如果混凝土梁受压区有楼板,

则要用钢板代替梁顶两隅的角钢。

5、外加预应力加固法

外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它

通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。预应力加

固法几乎没有改变使用空间,并通过卸载、加固功能消除应力滞后现象而取得较理想的加固

效果。其不足是预加力设备和锚固还待完善,也存在一定的风险。目前主要用于大跨度结构

的加固,以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的大型结构的加固。

6、改变受力体系加固法

为了减小构件的计算跨度,常采用增设支点(包括柱支座和弹性支座)和采用托梁技术,

从而改变结构的受力体系,使承载能力得以提高。其优点是简单可靠。不足是易损害建筑物

的原貌和使用功能,减小使用空间。适用于房屋净空不受限制的较大跨度的梁、板、桁架等

水平结构的加固。

五、结束语

综上所述,建筑结构加固设计是延长建筑使用寿命的一种方式,还能保证试用期的安全

性能。在具体的建筑结构加固设计中,要充分把握建筑结构加固的原则,还要制定科学合理

的施工方案,根据不同的建筑情况选择合适的加固方法,使得建筑结构加固质量得到保证。

参考文献:

[1]陈婷婷.现有建筑结构抗震鉴定及加固设计研究[D].北京工业大学,2012.

[2]李智.既有建筑结构加固设计技术探讨[J].山西建筑,2012,34:47-48.

[3]翟丽红,张晓民.房屋建筑结构加固设计及施工技术应用研究[J].华

章,2011,04:263.

篇3

中图分类号:TU3 文献标识码: A

1.建筑结构直接加固的一般方法

(1)加大截面加固法。也称为外包混凝土加固法,该方法与置换混凝土加固方法相类似,是通过增大构件的截面和配筋,来提高构件的承载力、刚度、稳定性和抗裂性,该方法适用面广,可广泛应用于梁、板、柱、墙、基础、屋架等混凝土构件的加固。该加固应用的方法已经十分的成熟,适应范围广,而且施工容易。但是也有不足之处,就是与置换混凝土加固方法一样,需要较长时间的湿作业,增加了等待建筑使用时间,从而对于建筑的使用造成影响;并且养护时间较长,不利于生产和生活。另一方面,因为加大截面后,建筑物墙体间内空净尺寸会相对会缩小,这就占用了一部分房间的空间,压缩了房间面积。因此,加大截面加固法常用于不特殊的混凝土构件的加固。

(2)外包型钢加固法。该方法是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁,一般应采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。这种方法具有加固效果好,能够承载很大的压力,但是这种加固方法需要消耗大量的钢材等建筑材料,增加了造价、提高了成本;由于采用了钢板,因此这种加固方法不适用在高温的场所对建筑结构的加固。此外,在施工环节方面也优势不足,在其他建筑结构直接加固方法中相对而言没有什么明显优势,因此不适合用在一般的加固场所,此方法大多用在结构强度要求高且需要被加固的构件的面积不能扩大等场所。

(3)粘贴钢板加固法。该法是将特制的钢板用建筑结构胶粘干需要加固构件的表面,让二者共同工作受力,从而提高结构的承载力。因为是采用粘贴钢板来对建筑的结构进行加固,所以加固过程中不需要进行湿作业,缩短了等待建筑使用时间;并且施工的时间相对较短,对于建筑中用户的日常生活和工作不会产生很大的影响。此外,使用粘贴钢板加固法对建筑外观保护性好,而且该法也不会影响建筑物的净空。但胶粘的水平直接影响建筑物的质量;不同的胶粘水平,使得施工者无法干预加固效果。因此,在处于非动态下的构件加固时,大量使用了该加固法。

(4)粘贴纤维增强塑料加固法。这种加固方法步骤是和第三种方法相类似,不同在于材料上的差异。该方法使用的加固材料是塑料,塑料在某些方面是具有优势的。首先,塑料具有不怕潮湿和耐腐蚀的性质,对于建筑环境选择优势大;此外,材料自身的重量较轻,比钢板的重量要轻得多,而且塑料的成本也要比钢板低很多,使用塑料加固可以节省成本。但是塑料材料也有缺点,塑料材质不能耐高温,高温下容易发生火灾,使用塑料加固的安全系数不高。因此在使用这种加固方法的过程当中应该做好相应程度的耐火处理,最大程度减小风险性,已达到双赢局面。

2.现代建筑结构加固的施工方法

2.1 具体要求

加固施工管理主要是针对施工中加固过程的管理,通过对加固施工的管理,从而保证建筑质量。对于施工过程管理,事务分的细,千头万绪;怎样才能牵一发而动全身,掌握全局,并且取得事半功倍的效果,这是管理人员最需要了解掌握和熟练应用的。根据加固工程实际情况,加固的具体要求通常分为以下四点:

(1)合理制定施工方案,方案的好坏决定着建筑的成功与否。建筑加固施工方案应该建立在以下几点:第一是要充分利用现有构建物对建筑进行加固,合理利用材料,从而节省其他相关费用。第二尽量不要破坏建筑现有构件,这也是建立在第一点的基础之上的;学会合理改造、科学利用原有物件。第三在具体编制加固方案时,首先要熟悉图纸,吃透设计意图,并应去实地仔细地观察、实地考察,才能最终制定出符合实际的可行的施工方案;要注意的是不要单凭经验和靠想象或照葫芦画瓢来制定施工方案,因为这样的方案往往是不符合实际情况,甚至会造成重新动工,浪费资源。

(2)在实际操作中要严格按照按施工方案进行,不能想到什么就去做什么;施工前,要反复思考,这么做是否可行。尤其要注意的是工作程序是不能减少,要使用足量的施工材料,偷工减料只会造成事倍功半的效果。此外,施工时会遇到现场具体情况与图纸要求不同的情况,这时施工方案要做出相应的调整。

(3)施工之前要做好技术交底。技术交底是用文字把图纸所要求的部分展示出来,转化成施工人员能够理解的信息,让操作人员能够更好地完成施工任务,并对自己不明白之处,同时对建筑目标更深层次的了解。技术交底来源于建筑事故分析、施工技术改进及技术总结,在进行加固作业时,要对技术交底十分关注,并且完成好这一工作。因此,在开工前要认真组织相关人员学习并领会有关要求、规定并做好记录,为做好技术交底奠定良好的基础。

2.2 质量通病的控制

在结构补强施工中对于混凝土置换和增大截面作业时要有足够重视,在用这两种方法加固时要避免建筑问题的出现,从而控制建筑质量的通病。因为这两种方法在加固作业中会应用得非常广泛;然而,在这两种加固作业时,质量事故频繁发生,所以在进行这两种作业时,要小心谨慎,不可以出现一丝纰漏。在这两种方法作业时,要注意以下几点。首先,在进行作业时,加固工程中会受到工作面宽度以及模板宽度大小的影响,使得施工人员不能很好地进行工作;所以要合理控制工作面及模板空间,让施工人员能够很好地施工。另外,在进行置换混凝土、扩宽截面时,用的混凝土不多;一般情况采用的是非机器搅拌混凝土;而非机器搅拌混凝土往往受场地、环境操作人员熟练程度等因素的影响,使得浇注混凝土的质量很难得到保证,影响加固效果。混凝土质量对该方法能否成功的有着重大的影响。因此,要做好非机器搅拌混凝土,就要做好“两个三”的操作。“第一个三”就是要均匀配好材料,再混合已配的好材料,不放水拌三遍,混合好。判断效果的标准是观察混合材料的颜色是否相近;然后按均匀加水再拌三遍,最后拌三遍的过程即“第二个三”。按这个顺序完成后,便可以满足混凝土的匀质性,混凝土的质量得以保证,减少事故的发生。此外,在进行混凝土振捣时,如果受模板空间小的限制而不适合操作时,施工人员可以在模板外,通过以特定的速度地敲打或振动,保证混凝土的密实形,从而进一步降低事故发生率。

结语

本文介绍了建筑结构直接加固的一般方法和讨论现代建筑结构加固的施工方法,总结出建筑结构科学加固的重要性。建筑结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分,建筑加固关系着建筑物的成败。要想做好建筑加固工作,就要严格遵循加固施工规范,这个前提是必不可少的。随着建筑结构加固的设备在日益发展,同时,结构的问题不断变化,因而加固方法也必须不断发展和创新,跟上这发展的脚步。我们应该学会灵活的运用加固方法,这样才可以取得事半功倍的效果,降低建筑事故发生的几率;同时再配上加固施工的高度重视和监测,这样就可以提高作业品质和保障作业的安全。

参考文献:

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20世纪后几年,我国城镇住宅建设以每年竣工面积4.4亿平方米,总产值 6000亿元(约占GDP9%)的建设迅猛发展,住宅产业成为国民经济中新世纪的新的增长点。实现住宅产业现代化,解决目前住宅建设中存在工业化水平低,部品化率低以及住宅用材档次低,寿命低,实心黏土砖能耗高,不利于环保等问题,已被列入新世纪急待解决的问题。我国建筑行业要求全行业研究钢结构在各类建筑中应用的新体系,扩大其应用范围,发展多层钢结构建筑。

一、钢结构建筑的概况

钢结构建筑一种新型的建筑体系有可通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线,集合成为一个新的产业体系,这就是业内人士普遍看好的钢结构建筑体系。钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言,用钢板或型钢替代了钢筋混凝土,强度更高,抗震性更好。并且由于构件可以工厂化制作,现场安装。因而大大减少工期,由于钢材的可重复利用,可以大大减少建筑垃圾,更加绿色环保。因而被世界各国广泛采用,应用在工业建筑和民用建筑中。目前钢结构建筑在高层建筑上的运用日益成熟,逐渐成为主流的建筑工艺,是未来建筑的发展方向。其优点主要包括以下几点:

1、大大节约施工时间,施工不受季节影响;

2、增大住宅空间使用面积,减少建筑垃圾和环境污染;

3、建筑材料可重复利用,拉动其他新型建材行业的发展;

4、抗震性能好,使用中易于改造、灵活方便,给人带来舒适感等等;

5、强度高、自重轻,构件安全富裕度稿,降低建筑物造价;

6、符合国家可持续发展战略,低碳、绿色、环保、节能灯是国家重点支持的产业。

7、耐热但不耐火,需要表面涂装防火涂料;

8、表面需涂装防腐涂料,减少或避免腐蚀,提高耐久年限。

二、钢结构选型与结构布置设计

建设部、国家冶金工业局联合组织建筑用钢技术协调组制定《国家建筑钢结构产业"十五"计划和2015年发展规划纲要》。纲要中明确阐述:钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占地面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点,此外,钢结构建筑还具有良好的空间感,可设计成大量开放型办公室围绕着空中花园、中央天井加上合理的电梯设计可达到最低的能源消耗。因此钢结构又是环保型和节能型建筑结构。与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的、易于产业化的结构,发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。在钢结构设计的整个过程中都应该强调的是概念设计,它在结构选型与布置阶段尤其重要,对一些难以作出精确性或规范规定的情况,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系,破坏机理,震害,试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施,运用概念设计可以在早期迅速有效地进行构思,比较与选择,所得结构方案往往都易于计算,概念清晰,定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算,同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

钢结构通常是框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构形式,其理论与技术大都成熟,亦有部分难题没有解决,或没有简单适用的设计方法,结构和选形式,方应考虑它们的特点,基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落,而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉力为主的悬索结构体系。

结构的布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般说要刚度均匀,力学模型清晰,尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础,柱间抗侧支撑的分布应均匀,其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转,结构的抗侧应有多道防线。框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。

三、建筑钢结构的加固方式

钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。 (1)改变结构计算图形的一般加固方法为对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固: 如增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性;在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷; 在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

(2)对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固。如改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;改变端部支承情况,例如变铰接为刚结;增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;调整连续结构的支座位置;将结构变为撑杆式结构;施加预应力。

(3)对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固。增设撑杆变桁架为撑杆式结构; 加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复。在修复前,必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换。

四、结束语

综上所述,随着经济的发展,钢结构在建筑加固工程中的应用日趋广泛,钢结构是以钢材为材料制成受力构件的结构,钢结构住宅以其能使建筑更富有功能化,预工程化程度高,建设成本降低,自重轻,安装容易,环保节能,抗震性能好等综合优势而受到各方面的重视。

参考文献:

[1] 吴耀华,张煜,肖伟,黎文. 厦门国际会展中心大跨悬臂钢结构设计[J]. 钢结构. 2000(02)

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