1. 结构改造加固的意义
- 随着使用需求变化、建筑老化或功能更新,结构改造加固可提升建筑安全性和功能性。比如将旧仓库改为商业中心,或修复受损建筑,使其适应新的使用条件,同时保障人员和财产安全。
2. 改造加固前的评估与准备
- 结构检测与评估:
- 对原结构进行全面检查,包括结构形式(混凝土、钢、砌体等)、构件状况(梁柱、墙、板有无裂缝、变形、锈蚀等)。例如,查看混凝土梁的裂缝宽度和分布,判断对结构受力的影响。
- 检测材料性能,如混凝土抗压强度(用回弹法、钻芯法)、钢材力学性能、砌体强度。还需评估地基基础的稳定性,检查是否有不均匀沉降。
- 荷载分析:
- 确定原设计荷载(恒载、活载),并考虑改造后新增荷载。如商业改造中增加的人群荷载、设备荷载,以及新分隔墙等产生的重量。
- 分析特殊荷载,像地震、风载在改造区域的影响,特别是对结构抗震、抗风性能有更高要求时。
- 资料收集与设计:
- 收集建筑原始设计图纸、施工资料、地质勘察报告。依据检测和荷载分析结果,制定改造加固设计方案,明确加固方法和施工顺序。
3. 常见的结构改造加固方法
- 混凝土结构:
- 增大截面加固法:用于梁、柱、墙等构件。通过增加截面面积和配筋,提高承载能力。如在梁底面和侧面增加混凝土层和钢筋,增强抗弯和抗剪能力。施工时要处理好新旧混凝土结合面,保证粘结质量。
- 粘贴钢板加固法:用胶粘剂将钢板粘贴在构件表面。对于受弯梁,在底面和侧面粘贴;对于柱,可在纵筋方向粘贴。如在有裂缝的混凝土楼板底面粘贴钢板,改善受力性能。关键是保证钢板与混凝土的粘贴质量,做好表面处理和胶粘剂涂抹。
- 粘贴纤维复合材料加固法:将碳纤维布等材料粘贴在构件上。适用于对自重增加敏感、外观要求高的情况。比如在古建筑修复中,在墙体或梁上粘贴碳纤维布,提高结构强度,且不影响外观。要注意纤维方向和粘贴工艺。
- 置换混凝土加固法:剔除构件中低质量或受损混凝土,重新浇筑高强度混凝土。适用于局部混凝土缺陷修复,如柱脚因腐蚀受损,置换混凝土可恢复其承载能力。施工要注意新旧混凝土结合和对原结构的临时支撑。
- 钢结构:
- 增大截面加固法:在钢梁、钢柱上焊接或螺栓连接钢板,增大构件截面。如在钢柱四周增加钢板,提高抗压和抗弯能力。要注意新老钢材的连接质量和焊接工艺。
- 改变结构体系加固法:增加支撑构件,如在钢结构厂房中设置柱间支撑、屋架下弦水平支撑,增强整体稳定性,提高抗震和抗风能力。设计和施工要确保支撑的合理布置和连接可靠。
- 节点加固法:对钢结构连接节点存在的焊缝缺陷、螺栓松动等问题进行修复。如重新焊接或更换高强度螺栓,保证节点能有效传递力。
- 砌体结构:
- 增设构造柱和圈梁:在砌体墙适当位置设置构造柱和圈梁,增强墙体整体性和稳定性。在地震区的砌体建筑改造中,可有效提高抗震能力。施工要保证构造柱与墙体的拉结和圈梁的连续性。
- 钢丝网水泥砂浆面层加固法:在砌体墙单面或双面铺设钢丝网,再涂抹水泥砂浆。可提高墙体抗拉、抗剪能力,用于墙体有裂缝或强度不足的情况。要注意钢丝网的固定和水泥砂浆的涂抹质量。
4. 施工过程中的注意事项
- 安全防护:设置警示标志,对施工现场进行隔离。对于可能存在危险的结构部位,采取临时支撑等防护措施。如在拆除旧结构或安装大型加固构件时,保障施工人员安全。
- 对周边环境的影响:考虑施工对相邻建筑、地下管线的影响。如基础加固可能引起周边土体变形,要采取监测和防护措施。
- 施工顺序和协调:合理安排施工顺序,如先加固基础再进行上部结构改造。不同工种之间要密切配合,如土建施工与水电安装的协调,确保施工顺利进行。
- 质量控制:严格按照设计图纸和施工规范施工。对材料质量严格把关,如检查加固材料的合格证、检验报告。加强对关键工序(如混凝土浇筑、钢结构焊接、胶粘剂粘贴)的质量监督,确保改造加固质量。
5. 改造加固后的验收与维护
- 验收工作:依据设计要求和相关标准,对结构改造加固后的尺寸、外观、材料性能、承载能力等进行检查。进行必要的检测试验,如混凝土强度检测、钢结构焊缝探伤、植筋拉拔试验等。
- 维护计划:制定维护计划,定期检查结构状况,包括检查加固构件的状态、是否有新的裂缝或变形。及时处理发现的问题,延长建筑使用寿命,保障安全使用。