房建砌体结构的加固施工研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 24 日 作者简介：吴剑（1983），男，汉族，湖南湘乡人，本科，桂林市睿涛房地产开发有限公司，工程师，研究方向为土木工程。-166-房建砌体结构的加固施工研究 吴 剑1 谢美兰2 1.桂林市睿涛房地产开发有限公司，广西 桂林 541000 2.广西众泰建设工程发展有限公司，广西 桂林 541000 摘要：摘要：房建砌体结构以其广泛的材料来源、较低的造价和强大的耐火性等特点备受青睐。然而其在地震中易受损的缺陷使加固施工显得尤为关键。房建砌体结构的加固原则主要包括强化构件抗震性能和综合抗震设计，技术手段涵盖直接加固横截面、无粘结外包型钢加固、利用预应力撑杆等方式。这些加固技术在实践中取得显著效果，为提升砌体结构的整体抗震性能提供了有效的解决途径。关键词：关键词：房建；砌体结构；加固施工 中图分类号：中图分类号：TU7 0 引言 房建砌体结构因其石砌体、砖砌体等天然材料的广泛应用而成为建筑领域的热门选择。但是在抗震方面存在的脆弱性成为其发展的制约因素。本文通过深入分析房建砌体结构的特点、加固原则和多样化的加固方式，旨在为提升其在地震等自然灾害中的安全性提供深入见解。1 房建砌体结构的特点 房建砌体结构具有独特的特点，凝结了其在建筑领域的广泛应用和历史沉淀。砌体结构的优点在于其材料的广泛来源。由石砌体、砌块砌体和砖砌体构成，这些天然存在的材料不仅分布广泛，而且可以就地取材，使得建筑过程更为灵活和经济。这体现了砌体结构的环保特质，同时水泥、钢筋、木料等辅助材料的价格相对较低，节省了建筑成本。同时房建砌体结构也表现出卓越的耐久性和耐火性。由于选用坚硬的石砌体和砖砌体，这些建筑能够长时间暴露在空气中而不受腐蚀，具有出色的稳定性。这种特性在历史悠久的建筑中得到充分体现，如中国的万里长城。并且坚硬的材料赋予了砌体结构极佳的隔热效果，增强了其在各种气候条件下的适应性。然而砌体结构也不乏挑战和局限性。首要的是其自重过大，墙柱截面较大，导致结构的强度较低。此外施工劳动量庞大，需要大量的手工操作，降低了施工效率。在地震高发地区，砌体结构的抗震性能相对较差，尤其是无筋砌体或低烈度地区，可能导致房屋倒塌。因此对房建的砌体结构进行加固十分必要。2 房建砌体结构的加固原则 2.1 强化构件抗震性能 房建砌体结构，尤其是以砖块砌体为主的结构，在地震冲击下往往表现出抗压强度较高但抗拉和抗剪能力相对薄弱的特点。这一现象是由于砌体结构本身的材料和施工特性所决定的。在实际地震中，砖块砌体的抗压表现可能满足要求，但抗拉和抗剪却成为薄弱环节，为确保整体建筑在地震中的安全性，迫切需要重点关注并强化构件的抗震性能。实践验证表明，砖块砌体结构在地震作用下，其抗压强度仅相当于抗拉和抗剪的 10%。这差异源于砖块材料自身的性质，其结构在垂直压力下表现较强的强度，但在水平和剪切方向上的性能相对较差。因此加固房建砌体结构的关键在于有针对性地加强构件的抗拉和抗剪能力。在具体实施加固措施时，可采用一系列方法，包括引入高强度材料、配置受力钢筋、增加连接密度等手段，以强化构件的抗震性能。特别是在构件的关键部位，如梁柱连接处、墙体受力点，需精确施加加固，确保构件在地震时能够有效分担和抵御外力冲击。2.2 综合抗震设计 在砌体结构的加固过程中，我们不得不面对的一个重要问题是局部突变和质量分布不均匀的挑战。这中国科技期刊数据库 工业 A-167-些问题在砌体结构中较为普遍，而其解决方案的关键在于综合抗震设计。综合抗震设计要求我们不仅关注构件单一的抗震性能提升，更要考虑整体结构在地震中的响应，确保加固后的房屋在不同部位有机衔接，达到整体稳定性。考虑到砌体结构容易发生局部的刚性突变或质量分布不均匀的问题，综合抗震设计首先需要对结构进行全面的勘测和分析。了解结构的薄弱环节和受力集中区域，找出可能发生突变的位置，对结构的整体性能进行评估。这样的全面分析为后续的加固方案提供了有效的依据。而在制定加固方案时，综合抗震设计注重不同部位的有机衔接。这要求加固方案既要针对局部问题有针对性地进行设计，又要考虑整体结构的一致性。通过在突变或集中质量区域引入合适的加固措施，如设置增大横截面的柱子或加固墙体，使得结构在受力时能够更加均匀地传递和分散力量。3 房建砌体结构的加固方式 3.1 直接加固横截面 直接加固横截面是一种有效的房建砌体结构加固方式，通过增大砌体结构的横截面，特别是采用闭合箍筋等手段，旨在提升其抗震性能。这种加固方式的显著优势在于其操作简单且具备较强的实践可行性，同时在工程实践中积累了成熟的施工工艺，使其成为广泛应用的技术手段。通过增大砌体结构的横截面，可以有效增加其承载能力。砌体结构的特点在于其承重能力和抗压能力较强，但抗拉和抗剪能力相对较低。在地震发生时，砌体结构往往面临抗拉和抗剪能力的不足，因此采用闭合箍筋等方式加固，可以显著提高房建砌体的整体抗震性能。箍筋的运用能够有效地增加结构的延性，从而更好地应对地震引起的水平荷载。其次直接加固横截面的方式具备较强的适应性。由于该方式的施工工艺相对简单，不需要复杂的技术设备，适用于各类砌体结构的加固需求。不仅如此，该方式的实践应用积累了丰富的经验，使得在各种环境条件下都能够取得较好的加固效果。3.2 无粘结外包型钢加固 无粘结外包型钢加固是一种传统而有效的房建砌体结构加固方式，通过在受荷载砖柱周围粘贴角钢，再通过缀板和角钢的焊接，最终刷上水泥砂浆，实现受力均衡。尽管造价较高，但其在降低施工量和提高结构整体抗震性能方面具有显著优势。无粘结外包型钢加固通过在受荷载砖柱周围粘贴角钢，形成受力均衡的结构体系。角钢作为一种优质材料，能够有效增强砌体结构的整体稳定性，特别是在地震发生时，通过焊接缀板和角钢，可以更好地分担和传递地震引起的荷载，从而保证结构不易发生破坏。另一方面，虽然该加固方式造价相对较高，却能够有效降低施工量。由于采用了无粘结的外包型钢，避免了与原结构过于紧密的连接，降低了施工的复杂性。这不仅提高了施工的效率，还减少了对原有结构的破坏，使得加固过程更为便捷。3.3 利用预应力撑杆加固 利用预应力撑杆加固是一种适用于高应力和高应变状态的房建砌体结构的有效加固方式，该方法主要通过引入预应力撑杆来显著提升砌体结构柱的承载力。但在高温环境下施工存在限制，需要在选择使用时谨慎考虑。预应力撑杆加固方式在高应力和高应变状态的砌体结构中展现了显著的效果。由于砌体结构在地震等外力作用下容易受到高应力和高应变的影响，这种加固方式能够通过引入预应力撑杆，有效地提升结构柱的承载力，从而增加整体的抗震性能。预应力撑杆通过预先施加张拉力，使结构在承受外力时更加稳定，为房建砌体结构提供了可靠的支撑。然而这种加固方式在高温环境下施工受到一定限制。在高温环境中，预应力撑杆的材料性能和施工工艺可能受到影响，需要更加谨慎地选择使用。高温可能导致撑杆材料的力学性能下降，影响加固效果，因此在实际应用中需要根据施工环境的温度条件进行科学的评估和选择。4 房建砌体结构的加固施工技术 4.1 直接加固面层材料 在房建砌体结构的抗震加固中，直接加固面层材料是一种有效而实用的技术手段。这一方法主要采用水泥砂浆或钢筋网水泥砂浆对墙的面层进行抹灰加固，旨在强化墙体的整体抗震性能，特别适用于砖砌体结构的墙面。第一，通过抹灰加固，可以有效增大砌体结构的横截面面积，提升其抗压、抗拉、抗剪的能力。水泥砂浆或钢筋网水泥砂浆的使用不仅填充了墙体表面的中国科技期刊数据库 工业 A-168-细小裂缝，还形成了坚固的外层，使墙体在地震时更具有稳定性。尤其对于砖砌体结构的墙面，这种加固方式更为切实可行，有着成熟的施工工艺和经验支持。第二，这一加固方式操作简单，且在实践中积累了丰富的施工经验，具备较强的适应性。施工人员只需将水泥砂浆或带有钢筋网的水泥砂浆均匀地涂抹在墙面，形成一层坚固的抗震外层。相较于其他复杂的加固方式，这一直接加固面层的方法无须大量专业技术，降低了施工的技术门槛，提高了施工的效率。第三，这种加固方式的应用范围广泛，适用于不同类型的房建砌体结构，尤其在砖砌体结构的墙面加固中表现出色。通过增加墙体的整体厚度和坚固性，直接加固面层材料不仅改善了结构的抗震性能，还提高了整体的耐久性和稳定性，4.2 复合截面加固混凝土板墙 复合截面加固混凝土板墙是一项有效而显著的房建砌体结构抗震加固技术。该方法主要针对砖砌体结构中的混凝土板墙进行加固，通过复合截面的设计，旨在提高墙体整体的抗震性。尽管施工时间相对较长，但加固效果卓越，对于提升房建砌体结构的整体稳定性至关重要。第一，复合截面的设计理念在于在混凝土板墙的原有结构基础上，添加附加材料，形成新的复合截面，提高墙体的抗震性。这包括在墙体表面加贴纤维复合材料或在墙体内置预应力撑杆等方式，使得墙体在受力时能够更加均匀分布，从而增强了整体的抗震能力。第二，尽管施工时间较长，这种复合截面加固方式在加固效果上表现出色。通过增加墙体的复合截面，有效地提高了墙体的抗拉、抗剪等能力，使得墙体在地震时更加稳固可靠。相比于传统的直接加固方式，虽然耗时较长，但其长期效益和加固效果是值得期待的。第三，这种加固方式对于不同类型的混凝土板墙都有广泛的适用性。无论是面对新建筑中的结构设计还是对现有建筑的维护加固，复合截面加固混凝土板墙都能够发挥其独特的优势。这种技术不仅提高了墙体的整体性能，还在一定程度上延长了房建砌体结构的使用寿命。4.3 砌体结构的联结和拉结技术 砌体结构的联结和拉结技术是一种有效的抗震加固手段，通过链与锚等方式将原有的砌体构件与加固后的构件紧密连接，形成一个整体，从而提高构件的抗震性，确保整体稳定性。第一，通过链与锚的巧妙设计，可以在构件之间建立起牢固的连接，使得原有的砌体结构与加固后的构件紧密衔接。这种连接方式可以通过横向或纵向的拉结，将构件之间形成有效的互补，提高了整体结构的协同工作能力。这样的联结方式能够在地震发生时，更好地使得受力的构件共同承受地震作用，分担承载，提升了整体结构的抗震性。第二，这种技术在提高砌体结构的整体稳定性方面具有显著的优势。通过链与锚等方式的联结，不仅可以有效地抵抗水平和垂直方向的地震力，还能够防范构件的局部突变或质量分布不均匀问题。这种全方位的稳固连接，使得结构在地震中更具韧性，降低了结构破坏的风险。第三，联结和拉结技术的应用范围广泛，适用于各类砌体结构。无论是砖砌体、石砌体还是其他砌块砌体，都可以通过巧妙设计的链与锚方式进行联结。这为不同类型的建筑提供了一种通用的抗震加固手段，增强了结构的整体可靠性。4.4 横墙加固技术 横墙加固技术是在砌体结构中引入抗震横墙的一项有效手段，尤其适用于墙的承载力不足的情况。这种加固方式通过在原有结构中增设横向墙体，显著提高了砌体结构的整体抗震能力，为建筑物的安全性和稳定性提供了可靠的保障。第一，横墙加固技术通过在砌体结构中增设横向墙体，有效地提升了结构的整体抗震性。由于砌体结构在地震中容易受到水平方向的作用力，增设横墙能够形成横向的支撑，抵消水平荷载，从而减小了结构的振动幅度。这种抗震横墙的引入有助于分散和传递地震力，提高了结构的整体抗震性，减小了地震带来的损害。第二，横墙加固技术对于承载力不足的墙体尤为有效。在一些情况下，砌体结构中的某些墙体可能承受不了地震引起的荷载，容易发生破坏。通过增设横墙，可以在墙体之间形成更为坚固的连接，提高了结构的整体刚度，使得原本承载能力不足的墙体得到有效加固。这种方式不仅可以修复现有的结构问题，还中国科技期刊数据库 工业 A-169-可以预防未来的地震风险，保障建筑物的长期稳定性。第三，横墙加固技术的实施相对灵活，适用于不同类型的房建砌体结构。通过科学合理的设计，可以根据具体情况确定横墙的位置、尺寸和材料，以达到最佳的加固效果。这使得横墙加固技术成为一项具有广泛适用性和实用性的抗震手段。5 结语 通过科学合理的加固方式，房建砌体结构在抗震能力上得到显著提升。强调综合抗震设计、直接加固横截面、无粘结外包型钢加固、利用预应力撑杆等手段，为提高建筑物整体稳定性提供了可行方案。这些加固技术的灵活性和实用性将为未来的建筑工程提供可靠的保障，确保建筑物在地震等极端情况下能够保持稳定。参考文献 1苏强,周世昌,徐孝龙等.房建砌体结构的加固工程与施工技术J.四川水泥,2022(09):152-154.2武家卫.浅析房建砌体结构的加固工程与施工技术J.建筑技术开发,2021,48(06):21-22.3 黄 科 科.建 筑 砌 体 结 构 加 固 工 程 与 施 工 技 术 分 析 J.中 文 科 技 期 刊 数 据 库(全 文 版)工 程 技术,2023(9):150-153 4彭修龙.房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术方法探研J.中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(9):153-156.