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结构加固施工技术在老旧建筑中的应用研究

2024-06-25 20 上传者：管理员

摘要：针对老旧建筑结构安全隐患问题，本文深入研究了结构加固施工技术在老旧建筑中的应用。首先，拆除了老旧建筑中的旧结构，包括吊顶、内隔墙、地砖、门窗和外墙板等，遵循了先上后下、先内后外的原则，以确保建筑结构的完整性。其次，加固了柱钢筋锚固生根，将加固柱纵向钢筋固定在基础梁内，同时加固柱四角钢筋生根于基础顶内，从而显著提升了桩基础的加固效果。此外，对建筑钢丝架夹芯板进行了补强，牢固地连接了墙、梁、柱的预埋锚筋与钢丝架，并对隔墙板与板纵横向拼缝处进行了加固，进而一步增强了建筑内部结构的稳定性。最后，通过实例分析验证了该加固技术的有效性，表明其在实际生活中具有广泛的应用前景。

关键词：
古建筑
建筑结构
结构加固施工技术
老旧建筑
钢筋
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老旧建筑是具有一定历史价值、人文价值和时代意义的建筑，但是其经过时间的侵蚀，丧失了全部或部分使用功能，无法确保建筑的完整性。老旧建筑的改造加固，能够充分利用建筑资源，在一定程度上尊重历史、保护历史，传承人文情感[1]。老旧建筑的类型包括具有保护价值的古建筑、建国后的老旧建筑、城市化进程中产业建筑。老旧建筑改造的过程中，需要注重功能模式的多样化，以宏观掌控的形式，将地区之间的功能相互关联，从而满足城市变化与发展需求[2]。老旧建筑有着特殊的建筑学价值，在建造的过程中，与现代观念不同，加固时存在新旧观念的博弈，无法保留旧建筑的风格。旧建筑与新建筑均具有独特性、建筑目的一次性，但是，旧建筑也具备新建筑不具备的特点，使旧建筑的加固、改造过程更加繁琐[3]。为了保留老旧建筑的原始特征，本文在建筑的改造中以加固为主。因此，设计了老旧建筑的结构加固施工技术。

1、老旧建筑的结构加固施工技术设计

1.1拆除老旧建筑旧结构

本文在进行老旧建筑加固的过程中，将已损坏的旧结构拆除，确保后续加固效果。将吊顶、内隔墙、地砖、门窗、外墙板等老旧建筑拆除，并按照先上后下、先内后外的拆除原则，确保建筑结构的完整性[4]。旧结构拆除要点如表1所示。

表1旧结构拆除要点表

如表1所示，按照表中的拆除顺序进行施工，吊顶、门窗、外墙砖、内隔墙、预制楼板以静压破碎为主，避免了对建筑主体结构的损坏[5]。拆除后的垃圾在专用电梯上运输，保证施工现场的整洁性。

1.2加固柱钢筋锚固生根

在老旧建筑结构加固的过程中，通过增加基础断面，加固基础的方式，连接新加砼与原基础梁，使其能够共同工作，满足建筑结构加固需求。将加固柱纵向钢筋固定在基础梁内，加固柱四角钢筋生根于基础顶内，确保桩基础的加固效果[6]。本次工程在原来的基础梁上方，锚固生根拉接钢筋，结构固化之后绑扎梁基础，从而达到梁结构加固的目的。锚固生根现浇砼结构，锚固深度与原基础一致。在柱结构外包角钢，小角钢与外包角钢焊接在一起，完成顶板加固任务。结构加固情况如图1所示。

图1结构加固基础示意图

如图1所示，柱结构外包钢从基础梁顶面凸起，在凸起端增加小角钢，加固主结构四角，从而确保顶板加固效果。在框架梁柱加固的过程中，打磨原结构接合面，并将新的混凝土构件进行凿毛安装。采用喷射混凝土浇筑工艺，将原结构与新的结构连接在一起，提高结构连接位置的抗压强度与抗拉强度[7]。为了确保原结构与新结构的传力有效性，本文在加固位置布置支承节点，节点连接到建筑梁、柱的位置，与梁、柱一同保护建筑。同时，将预应力拉杆锚固在混凝土基层中，预应力值较大，采用机械法张拉拉杆，并采用螺栓辅助加固老旧建筑基层结构，真正意义上提高建筑加固质量。

1.3补强建筑钢丝架夹芯板

在老旧建筑基础加固完成之后，本文对建筑的内隔墙进行加固。按照墙的轴线位置，画出墙面的边线、门窗洞口等位置。并以400 mm为间距，划出加固锚筋的位置，从而确保内隔墙的加固效果。扎牢墙、梁、柱的预埋锚筋与钢丝架，并将隔墙板与板纵横向拼缝处加固，从而确保建筑内结构加固效果[8]。内隔墙的板与板纵横向拼缝处，采用“之”字条加固，并将其与钢丝网架连接。阳角角网宽度为400 mm，阴角角网宽度为300 mm。夹芯板补强部分的极限承载力表示为：

式（1）中，Nc为夹芯板补强部分的极限承载力；φ为加固锚筋的直径；fc0为夹芯板的抗压强度；Ac为夹芯板的横截面积；α为强度折减系数；f0c1为补强部分的抗压强度；A1为补强部分的横截面积。夹芯板的轴压强度承载力计算公式为：

式（2）中，Nz为夹芯板的轴压强度承载力；As为加固锚筋的横截面积；fsy为夹芯板补强部分的屈服强度。当fsy≈fc0时，夹芯板在受力之后，更容易恢复原状，从而避免结构形变的问题。

2、实例分析

2.1工程概况

为了验证本文设计的技术是否满足老旧建筑的结构加固施工质量需求，以X建筑为例，对上述技术进行了实例分析。X建筑为某纺织厂车间厂房，厂房在20世纪20年代建造，总建筑面积为7 295 m2。厂房为单层结构，内部为钢筋混凝土柱承重，总长约为117 m，宽度为68 m，现有墙体、屋架等结构出现功能退化的问题，对其进行改造。经过检测站的现场检测鉴定，X建筑结构受力体系处于平衡的状态，以建筑结构加固为主，减少建筑改造成本。考虑到车间结构布置、材料强度、配筋形式等方面，在满足建筑保护的前提下，对建筑进行全面修缮加固。框架梁加固情况如图2所示。

图2框架梁加固平面示意图

如图2所示，1～12为梁、柱加固位置，将其编号为2-B、1-A、2-C、1-C。其中，2-B1a、2-B2a、2-B3a为老旧建筑二层柱结构；1-A1b、1-A2b、1-A3b为老旧建筑一层柱结构；2-C1c、2-C2c、2-C3c为老旧建筑二层梁结构；1-C1c、1-C2c、1-C3c为老旧建筑一层梁结构。

2.2应用结果

表2应用结果

在上述条件下，本文随机选取出建筑柱、梁结构，对其抗压强度、抗拉强度、设计承载力、实际承载力、结构完整性进行分析。其中，抗压强度与抗拉强度越相近，建筑结构抗裂、抗形变效果越佳。实际承载力在设计承载力范围内，即可保证建筑结构加固的承载需求。在其他条件均已知的情况下，使用本文设计的老旧建筑的结构加固施工技术之后，应用结果如表2所示。

如表2所示，结构完整性等级划分为I、II、III、IV、V，共5个等级。其中，I级结构形变、裂缝问题较为严重，整体性能不佳，需要大规模修复。II级结构严重形变或裂缝，整体性能不良，需要重新修复或加固。III级结构中等程度形变或裂缝，整体性能一般。IV级结构基本完整，仅存在轻微的形变或裂缝，整体性能良好。V级结构完整，未出现形变或裂缝，整体性能较佳。在其他条件均一致的情况下，使用本文设计的老旧建筑的结构加固施工技术之后，抗压强度与抗拉强度基本保持一致，实际承载力均在设计承载力范围之内，结构完整性等级在IV～V的范围内变化。由此可见，本文设计的加固施工技术，有效地避免了结构形变或裂缝的问题，加固效果更佳，符合本文研究目的。

3、结束语

近些年来，我国的老旧建筑逐渐增加，建筑受到当时设计标准、材料老化、施工质量不佳等问题的影响，存在着一定的结构安全隐患。结构加固施工技术是解决老旧建筑结构问题的手段，能够通过加固与修缮，提高建筑的承载能力。因此，本文研究了结构加固施工技术在老旧建筑中的应用这一课题。从旧结构拆除、锚固钢筋、夹芯板补强等方面，避免墙体开裂、梁板弯曲、基础不均匀沉降等问题，真正意义上延长了老旧建筑的使用寿命。

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文章来源:刘小锐,卫碧洋.结构加固施工技术在老旧建筑中的应用研究[J].科学技术创新,2024(13):117-120.