《钢结构在加固改造工程中的应用》
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摘 要：近些年来,随着建筑结构使用功能的不断变化,已有建筑物的加固改造成为国内建筑市场的重要组成部分之一.对原有建筑物往往需要进行较大的改动,以满足新的使用功能要求;同时,考虑到原建筑能继续使用,在施工时要求尽可能地降低对原有使用功能的影响,此时传统的采用钢筋混凝土加固的方法显然已经不能满足要求,取而代之的是利用钢结构进行加固.钢结构加固的特点主要是可以在结构整体变化不大的情况下,有效地提高结构受力性能,满足设计、使用要求,并具有施工速度快、适用性大的优势.尤其对于某些已建成建筑,可在保證其正常使用的前提下,快速,稳定地完成加固改造任务.
关键词：钢结构;加固改造工程;应用
城市化进程的加快,促进了城市规模的扩大和城市人口的增加,也在同时推动了建筑行业的快速发展.对于建筑工程而言,良好的质量和稳定性直接关系着人们的日常工作和生活,需要设计和施工人员的充分重视.而在长期的使用过程中,建筑必然会出现各种各样的问题,影响了建筑的使用安全,因此,做好建筑加固改造处理,是非常重要的.
1 钢结构在建筑物加固与改造工程中应用的优点分析
1.1 提升建筑物的抗震性
对于建筑工程来说其一般都会针对工程特点来确定其相关的抗震指数,以此来保证建筑工程可以在实际中具备良好的抗震性能,而在加固及改造工程中一些建筑物其因结构影响而使得其抗震指标没有达到规定的要求.而采用钢结构来进行加固及改造可以有效的提升建筑物的抗水平载荷能力,相应的建筑物抗震性得到明显提高.
1.2 提升建筑物的抗风性
在建筑物加固及改造中应用的钢结构具有强度高、重量轻、刚性好等特点,并且其具备了良好的抗风能力,以目前钢结构的应用情况来看其可以抵抗60—70m/s的风速.因此,钢结构在实际中的应用可以有效的对建筑物进行保护,使其抗风性能得到提升.
1.3 提升建筑物的耐久性
在加固与改造工程中最主要的目的就是为了提升建筑的整体使用功能,从而使其使用年限可以得到有效的延长.目前在建在建筑的加固与改造工程中采用的钢结构齐构件都多数为冷弯薄壁型钢材,此中钢制材料具有良好的防腐蚀性能,并且冷弯薄壁型钢材的钢骨在实际的应用中具有较高的强度,因此此种钢结构材料的使用使得有效的防止钢结构在应用中受到锈蚀的问题,应用其进行加固与改造有效的提升了建筑物的耐久性.并且加固与改造工程中的钢结构所使用的保温隔热材料以玻纤棉为主,玻纤棉是用优质的玻璃纤维制成,它不仅耐酸碱,而且又良好的保温隔热功能,是一种环保型的材料.
2 钢结构在建筑加固和改造中的具体应用
2.1 利用钢结构进行房屋室内改造
一些厂房建筑,后期因为使用功能发生变化,需要通过加夹层的方式,改变原来的建筑结构.但是既有的许多建筑,由于受当时施工技术的限制,原建筑结构中钢筋分布比较密集,加上使用年限较长,因此混凝土的整体强度有所下降,甚至个别位置出现了裂缝.在进行室内夹层施工时,可以采用钢梁木地板结构,首先在室内墙体上打上钢龙骨石膏板,发挥墙体支撑作用,然后在技术层的框架梁纵轴线位置处标定位置,用钻机进行钻孔,将钢管吊杆放到钻孔内固定.然后根据实际的改造要求,完成室内夹层施工.
采用钢结构的室内夹层改造,新加的钢结构将会与原来的混凝土结构一同发挥承重作用,这就在一定程度上实现了荷载的水平分担.尤其是对于一些跨度较大的厂房建筑或是使用面积较大的房屋建筑,利用钢结构进行室内夹层改造,不仅没有明显的加工改造痕迹,保证了建筑的美观度和整体性,而且抗震能力也有显著提升.
2.2 利用钢结构进行建筑加固
既有老旧建筑随着使用年限的增加,钢筋混凝土的性能降低,不能满足承载力要求,建筑存在较为严重的安全隐患.针对这种情况,可以使用钢结构进行外包围加固,从而达到提高承载力,防治建筑结构变形的目的.目前来说,外包钢加固所用的材料主要有角钢、槽钢等几种,由于使用材料的不同,因此具体的钢构件连接方式也不尽相同.总体来看,目前行业内利用钢结构进行建筑加固的具体方式有以下几种：
第一是使用乳胶水泥浆将角钢直接黏贴在构件上,然后用工具进行固定,等待乳胶水泥浆完全干燥后撤去工具,完成包钢;第二是先在构件的安装角钢,但是要确保角钢和构件之间流出大约3cm左右的间隙,然后利用导管向其中灌注混凝土.浇筑过程中要注意振捣密实,混凝土干燥后也可以达到加固效果.除了上述两种常用方法外,还可以采用型钢直接包裹构件的方法,虽然成本较低,但是操作起来具有一定的难度.
3 钢结构在建筑物加固改造应用中需要注意的问题
3.1 科学选择结构方案
正确选择结构形式是建筑改造加固设计中的重要问题,它关系到改造加固方案的可行性、安全性和经济合理性.由于改造加固建筑设计的复杂性,故把安全可靠放在首位,首先应符合国家现行建筑结构设计规范,改造后属高层建筑的还应符合高层建筑结构设计和施工规程的要求.
3.2 掌握钢夹层结构的计算方法
轻钢夹层结构多是在已有砖混或混凝土结构上直接加夹层,已有结构自重和侧向刚度比上部夹层结构大,夹层后形成上柔下刚、上轻下重的刚度分布不均匀结构体系.轻钢夹层结构地震作用效应有两种计算方法：（1）底部剪力放大系数计算法.各楼层按一个自由度考虑,夹层结构按突出屋面的小塔楼对待.这种方法计算简单,但由于忽略振型组合,计算结果有较大的误差.（2）振型分解反应谱法,该方法可考虑动力特性、地面加速度作用、场地土性质等因素,与前一方法相比具有较高的计算精度.
4结语
城市现代化发展促进了社会的进步,只有提高建筑物质量才能有效延长它的使用寿命,使居民生产、生活获得安全保障这样才能促进社会发展.所以建筑物的结构进行加固改造处理采用钢结构,有效延长建筑物的使用寿命,使建筑物减少因为风化与老化引起的破坏.
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（作者单位：大连市建筑科学研究设计院股份有限公司）
作者简介：杨博（1985.02.04）,汉,女,河北省辛集市,本科,中级工程师,结构.
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钢结构引用文献:
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