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建築結構加固力學原理,就這麼簡單

2022-08-10由 建築工程學習園 發表于 林業

梁和板為什麼是受彎構件

建築物需要改變使用功能或使用達到一定年限,建築的結構就需要檢測、鑑定,檢查建築物是否滿足安全及使用要求。如果經過驗算,透過建築結構加固後,建築物可繼續使用的,可以進行加固施工,然後投入使用。建築加固是根據什麼原理來進行計算的呢?

我們在這裡先了解建築結構的基本受力構件。建築基本受力構件分為:受壓構件、受剪構件、受彎構件。

建築結構加固力學原理,就這麼簡單

受壓構件,主要的力作用在垂直於截面方向的構件。比如:建築物的柱、牆等。

受剪構件:主要的力作用在平行截面方向的構件。比如建築物的剪力牆等。剪力比喻形象些,就好像用剪刀剪一個物體所用力的大小。

建築結構加固力學原理,就這麼簡單

受彎構件:受彎構件受到兩個力的作用,拉力和壓力共同作用;拉力作用在截面垂直截面一側,壓力作用在相對一側。拉力和壓力共同作用,就形成了力學裡面的彎矩。常見的受彎構件比如說:梁、板;橋的大梁、橋面板等。

當然,每個受力構件不僅僅只受到單個拉力、壓力、剪力或彎矩,而是受到多種力的綜合作用。所以單個構件,只能說該構件主要受力是拉力、壓力、受剪或彎矩。

建築物經過檢測鑑定後,建築結構構件經過驗算,建築結構各個構件受力大小就已經知道了。再透過與安全使用要求情況下的受力大小相比較,就知道了建築結構構件是否需要加固或構件需要增加多大的承受力。

建築結構加固力學原理,就這麼簡單

房屋鑑定(抽芯取樣)

建築結構加固完成後的受力,是建築構件新增加結構和原有老結構共同作用受力。如果受力單獨作用在新結構或是老結構上,將會導致新結構或老結構被破壞後,剩下結構再次單獨受力,其結果是整個構件受到破壞,不能起到加固作用。這就需要建築結構構件的新、老結構完美結合,才能保證共同作用,共同受力。

建築結構構件根據不同受力情況選用不同的加固方式。

建築受壓構件主要承受豎向荷載作用,當豎向荷載值確定後,增加受壓構件承載力涉及兩個方面:

1、提高構件材料單位面積上的受壓承載能力。首先是提高材料的密度。一般來說鋼筋混凝土、鋼結構等構件再次增加其密度,很難做到。其次就是對構件進行約束,在一定程度上提高其承載力。用個比喻來說:橡皮泥受壓後將會四面擴大,我們如果用膠帶,將橡皮泥四面環繞纏住,這時候橡皮泥就能夠承受更大的壓力,這就是約束的效果。

建築結構加固力學原理,就這麼簡單

柱約束加固

2、增加建築結構構件的受力截面面積,受力截面面積越大,承受荷載能力越高。這就是我們常見的加大截面加固。一般鋼筋混凝土柱加固、鋼結構加固中很常見。

建築受彎構件主要承受彎矩荷載,當建築構件最大彎矩只確定後,增加受彎構件的承載力主要有三個方面:

1、提高構件受壓、受拉截面面積,同時在受拉區增加抗拉強度高的材料。這就是我們常用到的梁加大截面。

建築結構加固力學原理,就這麼簡單

梁加大截面

2、減小建築受彎構件受彎作用力的長度。比如說在構件中間部位增加柱子。

3、在受拉區增加抗拉強度高的材料,必須保證改材料與構件受拉區結合成整體。我們常見加固方式有碳纖維加固、粘鋼加固、鋼絞線加固、預應力加固等。

建築結構加固力學原理,就這麼簡單

鋼絞線加固

建築結構構件抗剪加固,我們經常見到主要就是抗震加固。比如說柱、梁、剪力牆增加箍筋、碳纖維箍帶、鋼板箍等;磚牆鋼筋混凝土加固、碳纖維加固、鋼板加固等。

建築結構加固重要的是施工質量,而施工質量保證是各道加固施工工序控制,這樣才能保證新增受力部分與原結構共同參與受力,共同工作。