時間:2023-08-06 10:30:16
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇仿古建筑結構設計,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
一、仿古建筑的結構特點
中國古代建筑主要以木結構為主,平面布局講究中正含蓄,層次豐富,布局靈活多變,對稱均衡。因此其承重結構與維護結構屬于分工明確又互有承托的結構體系。比如說在中國古代建筑中獨創的斗拱結構形式,充分運用了結構突出和色彩裝飾的手段,使得建筑物不僅造型莊重,更顯得華麗非凡。在近代仿古建筑中,也采用了相應的仿古建筑形式,繼承了中國古代建筑的結構特色,同時又采納了新型建筑結構的特點,在仿古建筑的結構設計和施工中實現了模數制和構件的定型化,對仿古建筑的整體框架結構設計到細部局部的設計形式,甚至是細部尺度和造型做法都有非常詳細的規定。中國古代建筑結構方式中的疊梁式、穿斗式、井干式的主要結構方式得到了改良應用,而且其硬山頂、懸山頂、廡殿頂、歇山頂、攢尖頂和復合頂等屋頂型式也被更廣泛的應用于中式別墅和中式風格建筑群天際線的規劃應用中。
二、仿古建筑結構設計要求
出于防腐及防震的建筑要求,目前階段的仿古建筑已經采用鋼筋混凝土結構代替原來的木結構。采用鋼筋混凝土建筑結構的仿古建筑,屬于內洋外中,外部要達到油漆彩繪之后與木構架相同的外觀效果,但是內部要遵循混凝土建筑結構設計的相應規范要求,同時要兼顧結構抗震要求。因此,仿古建筑與普通的建筑結構設計相比,有顯著的特殊結構要求。
1、嚴格按照古建筑結構體系模數要求和構件來定型化仿古建筑結構體系。仿古建筑結構設計中,各個受力構件的規格必須要滿足古典建筑的模數要求,仿古建筑的結構體系和傳力體系的構成首先必須滿足古代建筑結構傳力體系的要求,而各個各構件的尺度和形體應當完全仿照古代木結構中柱、梁、枋、檁的相應做法來進行設計。
2、采用多種結構組合處理方法滿足特殊型式屋面造型要求。由于仿古建筑的屋面變化顯著,其造型要求特點突出難度高,因此結構構架體系可以使用步架和舉架的處理方法。這樣就能使屋面坡度形成趨上陡峻,趨下平緩的順滑優美曲線,充分體現古代建筑各種屋頂型式造型要求。
3、部分古建筑中的結構構件退化成為裝飾作用。古建筑中有大量的具有獨特裝飾作用的結構構件,其中最具有代表性的是斗拱和雀替。斗拱是中國古建筑所特有的建筑型式,位于木結構梁和柱之間,具有傳導屋面荷載和縮短梁跨度的結構作用。對于仿古建筑而言,由于建筑主體結構為鋼筋混凝土,建筑荷載承載已經全由主體柱梁承擔,斗拱已經退化成為裝飾,不再作為結構主要承重部件。雀替則用于額枋與檐柱相交處,可以縮短梁枋的凈跨距離,具有輔助拉結功能。類似于這些原先木結構建筑中作為主體結構或者輔助結構的部件,在仿古建筑中已經不再具有結構作用,而僅僅作為型式仿制的需要,僅存在裝飾功能。
三、仿古建筑工程實例分析
1、南寧市觀音禪寺工程概況
位于南寧青秀山風景區的觀音禪寺擴建工程在原禪院的舊址上改建,擴建后更名為萬壽觀音寺,占地面積約15畝,是原有面積的三倍。寺院內有大雄寶殿、藥師殿、觀音閣、臥佛殿、法物流通處、素菜館等布置,整體仿唐宋建筑風格。
觀音禪寺在寺廟布局上充分體現了寺廟建筑格局上很深的陰陽宇宙觀和崇尚對稱、秩序、穩定的審美心理。觀音寺融合了中國特有的祭祀祖宗、天地的功能,以平面方形、南北中軸線布局、對稱穩重且整飭嚴謹的建筑風格。觀音禪寺主要的基本建筑,主要為兩組建筑:前門和天王殿為一組,合稱前殿,大雄寶殿為一組,為佛寺主體建筑。庭院布局是典型的四合院結構,在閉型較強的建筑空間中,寬大的庭院,使用中靈活多變設計理念,適應性很強。
觀音禪寺以大雄寶殿為中軸線,左右對稱。觀音塔的位置位于全寺中心且獨立。觀音塔底座正四邊形,底部為小池,整個塔浮于水面,造型精美。塔腹上面這四角飛檐,頂覆圓盤上下兩層,宛若傘蓋,既蔭被四佛,又美觀大方。大雄寶殿分為上下兩層,下層為臥姿態如來佛祖,上層為五方如來,大殿兩側的墻壁上大面積的斑斕色彩墻繪佛教壁畫“五百羅漢演教圖”。殿前且有左右并立不太大的實心的雙塔點綴。中國古代寺廟建筑重視色彩表現,屋不呈材,墻不露形。整個觀音禪寺寺廟建筑以瓦紅色為主,屋頂有金色點綴,色彩鮮艷明麗。
2、大雄寶殿結構體系
大雄寶殿位為鋼筋混凝土仿木結構仿唐建筑,其建筑主體結構體系采用現澆鋼筋混凝土仿木框架結構,屋面構架體系采用步架和舉架復合的結構處理方法,屋面荷載通過屋面板傳給屋面檁條梁,由梁架逐層往下傳遞,最終傳給框架柱。由于這樣的結構傳遞體系與一般的鋼筋混凝土框架結構建筑存在明顯的不同,因此進行結構計算時,除了進行建模計算外,還要使進行復核計算,驗證配筋梁是否滿足結構承重要求。由于殿內相臨柱子之間的跨度較大,在進行結構計算時采用了轉換梁系,采用復合梁系共同支撐其上的柱子和屋面梁架體系,最終達到仿古建筑主體結構與裝飾性結構的完美協調統一。
3、仿古建筑群屋面板的設計
在整個觀音禪寺的建筑群中,部分只有一層的仿古建筑,其結構構造較為簡單,但是又需要采用仿古建筑的屋面設計,因此為其設置了獨特的木結構與框架結構結合的單層仿古建筑結構。本方案中大膽提出了木結構屋面設計,由望板和椽組成木基層,既保留了仿古建筑的屋面板截面形式,也能滿足單向受力要求。由于板肋之間的距離很近、肋高較小,而且不同的屋頂造型復雜多樣,考慮到屋面板的舉折模板鋪設難以控制,因此在結構設計中采用控制板底標高來控制高程。在屋面施工時,采用預制椽子在現澆混凝土板的方式進行施工方案設計。為控制施工過程中的部件受力不超限,需按照施工堆疊前和堆疊后不同受力狀態進行強度、抗裂和撓度的驗算。
4、仿古建筑群斗拱設計
在大部分主體結構為鋼筋混凝土的仿古建筑中,斗拱和雀替是作為純裝飾構件,不考慮其受力,與主體結構分別澆筑成型。屋檐荷載通過斗拱上方的現澆混凝土桃尖梁、斗拱中間的現澆混凝土剪力墻傳給剪力墻下方的額枋斗和拱,裝飾性斗拱必須在桃尖梁施工前安裝就位。雀替采用鋼筋混凝土預制構件,通過主體結構澆筑時留設的預埋件與額枋和檐柱焊接連接。采用這樣的建筑結構,結構型式簡單,細部只需要經過油漆彩繪處理,就能使整個建筑物外觀渾然一體,完全達到木結構的藝術效果。
但是在本方案中,選用了裝飾性構件和受力構件結合的設計及施工方式。雀替采用鋼筋混凝土預制構件通過預埋件焊接連接。而斗拱系統全部采用現澆斗拱,斗拱在結構中實際為受力構件。采用斗拱作為受力體系,既實現了對出檐的處理,也減少的撩檐檁的斷面高度。在角科斗拱的老角梁處理上,設置了暗梁,與斗拱寬度一致,這樣不僅僅實現了長梁的出挑,也控制了受力均衡,加強了結構體系的穩定性。
四、結束語
中國古代木結構建筑有著獨特的結構方法和布置規模,在進行仿古建筑設計時,應取長補短,采用鋼筋混凝土的主體結構,同時吸收傳統中國古建筑結構設計的精髓,不僅僅在建筑外部造型設計和局部裝飾設計中達到仿古的效果,更需要在掌握設計規范的基礎上,根據自己的經驗積累對計算機結構計算結果進行合理的調整,才能提高仿古建筑結構設計的質量。
參考文獻:
[1]莊清貴.實例談混凝土仿古建筑結構施工[J],中華民居,2011(07).
[2]張福萍.仿古建筑結構設計實例簡介[J].煤炭工程,2003(09).
中圖分類號:TU746 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)33-0209-01
引言
中國當前建筑里面,過去結構設計在功能方面無法適應現階段使用需要,這同樣屬于促進建筑加固市場不斷發展的一個關鍵所在。改造大中城市過程中,許多舊建筑應當利用加固改造的方式適應新的功能需求。這樣,每年需使用許多經費,從而使得該領域存在非常大的市場潛力和前景[1]。
工藝與設備更新速度不斷加快,從而在很大程度上將當前房屋功能規定使用的狀態改變。再次,隨著中國市場經濟的日益完善,那些功能相對較少的臨街地段房屋已經發展成企業搶奪的重點,該種建筑的加固改造手段和方法屬于推動中國服務業和流通行業不斷前進的前提條件。最后,近年來隨著交通流量的急劇發展與單體運輸能力的的不斷提升,交通口岸已經很難有效承擔這一工作量,迫切需要進行加固改造。此外,許多大規模的建筑物,應當在評估耐久性的前提條件下對其實施加固改造[2]。因此,加固改造技術已發展成為建筑工程的有機內容之一,業界對該領域的趨勢非常關注,屬于一個熱門課題,其市場潛力非常大。
1 加固改造技術及問題研究
1.1 粘鋼加固法
即利用混凝土結構外粘貼鋼板,利用這種方法增加其抗剪與抗彎承載力。通常情況下,這種方法在那些由于靜力而受彎構件的加固之中非常適用。其主要具有以下幾方面特征:施工用時相對較短,濕作業相對較少,同時不會對原結構凈空與外觀等產生很大的不利作用。然而其加固質量主要是由工藝水平與膠粘材料所決定,尤其需要注意的問題是粘鋼后如果出現空鼓等現象,則很難對其實施相應的補救措施。
1.2 增大截面加固法
該種技術術語較傳統的一個加固技術手段,其在長期的使用過程中形成了完善的施工與設計經驗。該種技術所需要的費用偏小,非常經濟,其能夠在每一個結構構件的加固中進行使用。然而該種技術存在一定的不足之處:施工現場需要使用相對較大的時間進行濕作業,另一方面還能夠對建筑物的凈空產生一定的影響。
1.3 外包鋼加固法
該種技術主要是在不顯著增大原構件截面上使用,并且能夠使結構承載力增加偏大的環境中使用。該種技術存在的優勢為:結構包鋼,其受力相對可靠,并且施工任務相對偏小,結構截面提高幅度相對較小。其不足之處為:需要使用相對較多的鋼,投入費用有所提高,并且其在節點處理方面相對困難。
1.4 預應力加固法
該種技術可以減小被加固構件的應力水平,一方面具有非常不錯的加固效果,另一方面可以使結構整體承載力顯著增加,然而實施加固操作之后能夠或多或少影響到舊有結構外觀,在加固重型或大跨度結構、處于高應力環境中的混凝土構件等具有較高的適用性。然而對混凝土收縮徐變大的結構卻并不適合使用,并且加固操作之后應當考慮預應力鋼筋的防腐問題。
1.5 增加支撐加固法
這一種技術主要是利用增加支撐構件的途徑實現對其的加固,其操作起來較為輕松,同時能夠取得非常可靠的效果。然而其任務非常繁重,并且能夠對建筑使用空間與功能產生不利作用,其在加固整個建筑中較為適用。
2 我國建筑結構加固修復技術
2.1 托換技術
該種方法較為綜合,為托梁拆、接、換柱等方法的總和。包括結構加固、上部結構頂升與復位、廢棄構件拆除等,其存在諸多優點,例如操作較為迅速,不會對正常生產產生很大的作用等。
2.2 后錨固技術
該種技術大體上涉及到植筋技術與螺栓錨固。其中,前者能夠對當前結構進行輕松高效的連接和錨固,第一步是在構件上打孔,第二步是將特殊的粘結劑注入,接著將鋼筋插入,等粘結劑凝結硬化后,使鋼筋和附近混凝土組成一個有機體,最終實現錨固的目的。對于后者,其同樣是按照這一個原理。其大體操作流程涉及到鉆孔、清孔、注膠、插筋、調整、保護、檢測。
2.3 裂縫處理技術
該種技術手段已發展成現階段在混凝土結構之中應用較為成熟的一個方法。大體上是按照裂縫形成的原因、大小、形狀等方面,選擇相應的手段加以修補,從而恢復其由于開裂造成的功能減小。同時,就建筑物中的受力裂縫,不僅應當加以修補,而且應當選擇合適的策略進行加固。
2.4 表面處理技術
現階段,該種方法主要有以下幾個方面:射水除污法、真空吸塵法、化學清污法等,主要是用來對表面附著物進行清理。
3 抗震加固領域的問題
現階段我國土木工程加固改造技術有了非常顯著的進展,同時存在非常大的潛力,同時這方面的技術工作者同樣積累了非常多的技術與經驗。然而,設計新工程與當前建筑結構的加固改造技術兩者之間存在著非常明顯的不同之處,后者受節點設計與結構二次受力過程的影響,對相關工作人員的經驗與技術具有更高的要求。所以,從新建設計單位中分離土木工程中對建筑結構加固改造的設計,安排高素質的專業工作者組建相應的事務所,同時認證加固改造工程設計資質就成為一件非常有必要的事情。
4 總結
加固改造技術已發展成為建筑工程的有機內容之一,業界對該領域的趨勢非常關注,屬于一個熱門課題,其市場潛力非常大。其主要的加固方法主要有粘鋼加固法、增大截面加固法、外包鋼加固法、預應力加固法、增加支撐加固法等;修復技術法主要有托換技術、后錨固技術、裂縫處理技術、表面處理技術等。
參考文獻
[1].中華人民共和國行業標準.《既有建筑地基基礎加固技術規范》(JGJ123-2000) 北京 中國建筑工業出版社 2000
[2].魏嵬.試析建筑加固業面臨的問題及對策.淮北煤師院學報(自然科學版),2002.
Abstract: in determining the reinforcement of existing buildings when the case should be careful consideration, strictly follow the working procedures and reinforcement principles. So the reinforcement scheme optimization evaluation are particularly important. This paper analyzes the traditional special analytic hierarchy process in binary compared the calculating weight was easy to produce evaluation of consistency of reasons and puts forward the method of the level of single sort of effective solving the problem.
Keywords: building structure; Strengthening plan; Optimization design
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一、建筑工程加固概述
自從人類有建筑以來,就出現了結構加固這個傳統行業,但在過去,人們習慣于把加固和維修完全等同,因而技術水平提高不快,沒有形成一門科學近十余年來,結構鑒定和加固改造技術在我國得以迅速發展并已初具規模,其作為一門新的學科正在逐漸形成。
已有建筑物的加固較新建建筑物復雜,它不僅受到己有建筑物原有條件的種種限制。而且這些建筑物往往還存在著各種各樣的問題。這些問題的起因往往錯綜復雜,有的無案可查有的則相當隱蔽。另外,已有建筑物所采用的材料因年代不同,經常與現狀相差較大。一般情況下,在確定已有建筑物加固方案時,應周密考慮,嚴格遵循工作程序和加固原則。
二、改進層次分析法的基本原理
層次分析法是通過分析問題、建立層次分析模型、構造判斷矩陣、層次單排序和層次總排序等步驟來計算各層次評價指標的相對權重以及各層次評價指標對總目標的組合權重,從而得出不同方案的綜合評價排序。
加固方案的設計一般可以分為①方案構思階段②方案初步設計階段③方案詳細設計階段,傳統的層次分析法一般將方案的評價和比選放在③階段之后。而筆者認為可以將層次分析法的幾個步驟分開來,依次介入方案設計的三個階段:在方案設計的①階段可以進行評價指標的初選,并將初選結果反饋給方案設計者。在方案設計的②階段,根據設計的情況最終確定指標構成,然后由專家確定各指標的權重,并將結果反饋給方案設計者。在方案設計的③階段,獲取各備選方案的詳細信息,對各個方案的各項指標進行評價,確定評價值。最后由評價值和指標權重綜合得到各備選方案的綜合價值系數。
三、工程實例
某建筑結構加固工程有三個方案進行綜合優選。方案一采用加大截面加固法,其優點是總價最低,直接加固費用較少,施工工藝好,進度適中,有一定的優惠條件。但是維護費用高,檢測鑒定及加固設計工作一般,人員素質及設備狀況一般,對使用功能無大影響;方案二采用外包鋼加固法,其優點是人員素質良好,設備先進。但維護費用偏高,總價居中,直接加固費用與方案一差不多,施工管理一般,對使用功能無影響。方案三采用碳纖維加固法,其特點總價最高,但維護費用最低。施工進度合理,注重環境藝術,人員素質及設備狀況一般、施工對使用功能有一定影響。三個方案各有優缺點,試對其進行綜合評價,從中優選一個方案。
3.1評價指標體系的確定
對于施工方案的選擇,不同的決策者會根據企業的設備情況、資源以及自己的偏好等因素得出不同的結果。因而施工方案多目標評價決策指標體系要盡可能涵蓋施工方案多目標評價決策中的各種因素。然而.施工方案設計是一個創造性的過程,粗略地可以分為方案構思、初步設計、詳細設計三個階段,不同的設計階段設計評價有不同的特點,對評價指標也有不同的要求;另外,隨著各種新材料、新設備、新技術和新工藝的應用,使得這些評價指標本身也在不斷變化。所以一個固定的、不能進行修改.、調整的評價指標體系,將不能滿足施工方案多目標評價決策的要求。因此本文構建了動態的評價決策指標體系框架,用以動態地、全面地建立包括影響施工方案多目標評價決策的各種因素。
該指標體系框架具有以下幾個特點:
(1)動態性。方案評價者可以根據實際需要增加、刪除、修改、重命名指標體系中的每一個指標(除目標層),并且能進行保存,便于下次調用。
(2)靈活性。該指標體系框架結構靈活,具有可擴展性。
(3)層次性。該指標體系中每一個指標都可以由若干個子指標構成,這樣可以盡可能全面地描述某項評價指標的復雜內容。考慮到指標體系越復雜,進行評價決策的難度更大,可操作性差,因而在本系統中,限定了最大層次數為3層。
(4)唯一性。該評價指標體系中的評價指標都具有唯一性,即指標體系中任一被編輯的指標都不允許重復出現在同一個評價指標方案中。評價指標體系體現了方案評價者的意圖和實際需求。如果評價準則發生變化,則衡量方案的性能指標體系所做出的評價結果也將隨著發生改變。指標體系通常是通過層次分解的方法,首先確定總目標,然后將其分解為各個性能指標,性能指標還可再劃分為子指標,逐層細分。其結構實際上反映了滿足功能需求的評價準則與達到評價準則的解決方案之間的一種映射關系。從前面介紹的施工方案多目標評價決策指標體系的建立原則可知,各個設計準則之間的相關性應盡量小,即準則之間應具有一定的獨立性。
3.2建立評價層次結構模型
1、確定總目標
以“選擇最優加固方案”為目標層A。
2、根據對該結構工程加固方案的細分,確定三種方案作為實施方案層P,具體方案如下:
(1)加大截面加固法
(2)外包鋼加固法
(3)碳纖維加固法
3、建立準則層
建立評判指標體系時,不是從具體的影響因素出發,而是以評判標準為出發點,先建立一級評判標準,再把一級評判標準進行細分,建立相應的二級評判標準,其指標輸入值是專家綜合打分的結果。在改進的層次評判法中,首先根據評判目標A(最佳加固方案)建立一級評判指標:工程進度、工程造價、安全與質量和施工因素;在各一級評判指標的基礎上建立相應的二級指標。
3.3確定指標權重向量
在最終確定指標構成以后,就要確定各指標的權重。在這里采用了改進的權重確定方法:首先由專家們對指標進行層次單排序,得到排序值,然后,結合排序結果進行指標間的兩兩比較,并用指數指標賦值。經過對賦值的整理和計算就得到指標相對權重。要說明的是,以上做法僅針對定性指標。定量指標不設定相對權重(分目標層出外)。得到每一位專家的意見后,對全部專家的結果再此歸一化。
四、結論
一、木結構古建筑的火災特點
1、燃燒強度大
木結構古建筑的建筑構件大多采用松、杉柏香樟等含油木質材料制作,木材用量多,火災荷載大,而且年代久遠,特別是寺廟建筑常年香火繚繞,木構件極為干燥,加之表面涂刷油漆,火災時,燃燒猛烈,火場中心溫度可達 1200 度以上。
2、火勢發展快
木結構古建筑發生火災時,火焰、熱煙氣在室內向上升騰,首先沿著殿堂垂直布置的木構件,以及懸掛的垂幔、幔帳、柱棉、飄帶、天帳等裝飾品迅速向上蔓延。火災蔓延至屋頂部位后,又會迅速沿屋頂向水平方向發展蔓延,再加上室內空氣對流條件好,極易造成全面燃燒。同時,大多數木結構古建筑相互毗鄰,通廊相連,火勢一旦突破著火建筑門窗會引起延燒,強烈的熱輻射也能導致毗鄰建筑著火。
3、屋頂易倒塌
木結構古建筑發生火災后,其倒塌的規律一般是屋頂首先倒塌,墻柱后塌。這是由于古木建筑火災首先是垂直向上蔓延,且其屋頂的屋架、桁、檁等構件截面積較小,而柱、梁截面積較大。火災時,古木建筑整體倒塌的時限持續時間較長。
4、文物易受損
木結構古建筑不僅自身價值無法估量,而且其室內通常還珍藏有大量經典、書畫、匾額等各類古代藝術珍品。火災時,木結構古建筑本身及室內文物極易受到破壞,甚至直接被大火燒毀,而且用水撲救還會使木構件加速腐朽,忌水的文獻史料、泥塑、唐卡、壁畫等也會遭受損壞。
二、木結構古建筑防火設計的原則
1、預防火災發生
隨著社會經濟的發展,古建筑內用火、用電、用油、用氣劇增,火險因素隨之日趨增多,如果疏于防火管理,極易引發火災事故。通過建筑防火設計工作,合理確定與古建筑使用功能相匹配的建筑耐火等級,嚴格控制建筑內可燃、易燃物和內裝修材料,設計安全可靠的供電、供氣、供油、供熱系統,可以提高古建筑本身的安全度,有效預防古建筑火災發生。
2、防控火災蔓延
原有木結構古建筑防火設計中大多沒有防火間距的概念,當古建筑某一部位著火時,極易迅速蔓延。通過在建筑防火設計工作中,應用防火間距和防火分區分隔技術.合理確定建筑防火劃距,嚴格劃分防火分區,設置避難空間,充分利用防火墻,防火門窗、防火卷簾、防火閥、防火封堵材料等防火分隔設施,可以將火災控制在一定范圍,嚴防火勢蔓延甚至“火燒連營”,從而最大限度地減少火災損失。
3、暢通生命通道
木結構古建筑一旦起火并失控,其產生的火焰和高溫、有毒煙氣將對建筑內生命造成嚴重危害。在此情況下,如果古建筑缺乏必要的安全疏散措施,建筑內的人員將來不及疏散逃生,極易造成群死群傷,給家庭和社會帶來不可挽回的損失。因此,通過在古建筑防火設計中工作中應用,應用安全疏散和煙氣控制技術,合理設置安全出口、疏散通道、應急照明裝置、疏散指示標志等安全疏散設施和自然排煙、正壓進風、機械排煙等防煙排煙系統,可以保障人員安全疏散,最大限度地減少火災人員傷亡。
4、創造撲救條件
木結構古建筑起火且擴大成災后,需要消防力量及時、有效處置。因此,通過在建筑防火設計中應用平面布置技術,合理設置消防水源、消防車通道、消防登高場地等建筑滅火救援設施,可以確保火災時消防人員及各類消防車輛、裝備能夠順利靠近或進入古建筑實施滅火救援,及時、有效的撲滅火災,搶救遇難人員。
三、木結構古建筑防火改造設計的主要內容
木結構古建筑防火設計涉及內容很多,主要包括總平面布置、防火間距、建筑結構和耐火等級、建筑材料防火、防火分區分隔、安全疏散、防煙排煙、消防設施、建筑防雷等建筑防火技術方面的設計。
1、總平面布置
木結構古建筑的總平面布置要滿足城市規劃和消防安全的要求。一是要根據建筑物的使用性質、規模、建筑高度、建筑體積及火災危險性等,從周邊環境、地勢條件、主導風向等方面綜合考慮,合理選擇建筑位置。二是要根據實際需要,合理劃分儲存區(包括露天儲存區)、輔助設施區、行政辦公和生活福利區等。三是為了防止火災時因輻射熱影響導破火勢向相鄰建筑蔓延擴大,并為火災撲救創造有利的條件,在總平面布置中,應合理確定古建筑與各類建(構)筑物、堆場、儲罐、電力設施及電力線路之間的防火間距。四是應根據各建筑物的使用性質、規模、火災危險性,考慮撲救火災時必需的消防車通道、消防水源和消防撲救面。
2、建筑結構防火改造設計
建筑結構的安全是整個建筑的生命線,也是建筑防火設計的基礎。建筑物的耐火等級是研究建筑防火措施、規定不同用途建筑物需采取相應建筑防火措施的基本依據。在建筑防火設計中,正確選擇和確定建筑物的耐火等級.是防止建筑火災發生和阻止火勢蔓延擴大的一項治本措施。現存木結構古建筑構件的耐火極限和燃燒性能達不到規范的要求,可采取適當的方法加以解決。常用的方法主要有:在木構件表面涂刷防火涂料做耐火保護層;對木結構做耐火吊頂和防火保護層包敷等等。
3、建筑材料防火改造設計
木結構古建筑中的建筑材料絕大部分是可燃的,而且由于涂刷油漆,燃燒后產生大量的煙霧和有毒氣體,給火災撲救和人員疏散造成嚴重威脅。為了防止火災的發生,或阻止、延緩火災的發展,最大限度地減輕火災危害,必須對可燃建筑材料的使用及其燃燒性能進行有效的控制。木結構古建筑材料的防火改造設計應當遵循的原則是:對材料進行阻燃處理;與電氣線路或發熱物體接觸的材料應采用不燃材料或進行阻燃處理;樓梯、通道和供人員疏散的走道內應采用不燃材料。
4、防火分區分隔設計
木結構古建筑的建筑空間大,火災時燃燒面積大,蔓延擴展快,因此在建筑內實行防火分區和防火分隔,可有效的控制火勢的蔓延,既利于人員疏散和撲火救災,也能達到減少火災損失的目的。防火分區包括水平防火分區和豎向防火分區。水平防火分區是指在同一水平面內,利用防火隔墻、防火卷簾、防火門及防火水幕等分隔物,將建筑平面分為若干個防火分區、防火單元;豎向防火分區指上、下層分別用耐火的樓板等構件進行分隔,對建筑外部采用防火挑檐、設置窗檻(間)墻等技術手段,對建筑內部設置的敞開樓梯、中庭等采取防火分隔措施等。
5、安全疏散設計
人身安全是消防安全的重中之重,以人為本的消防工作理念必須始終貫徹于整個消防工作,從特定的角度上說,安全疏散設計是木結構古建筑防火改造設計中最根本、最關鍵的技術,也是建筑消防安全的核心內容。保證建筑內的人員在火災情況下的安全是一個涉及建筑結構、火災發展過程、建筑消防設施配置和人員行為等多種基本因素的復雜問題。安全疏散設計的目標就是要保證建筑內人員疏散完畢的時間必須小于火災發展到危險狀態的時間。
木結構古建筑安全疏散設計的重點是:安全出口、疏散出口、緊急出口以及安全疏散通道的數量、寬度、位置和疏散距離。基本要求是:每個防火分區內最好保證有兩個安全出口;疏散路線必須滿足室內最遠點到房門,多層古建筑保證房門到最近樓梯的行走距離限值;疏散方向應盡量為雙向疏散;疏散寬度應保證不出現擁堵現象,并采取有效措施,在清晰的空氣高度內為人員疏散提供引導。
6、防煙排煙設計
煙氣是導致木結構古建筑火災人員傷亡的主要原因,如何有效的控制火災時煙氣的流動,對保證人員安全疏散以及滅火救援行動的展開起著重要作用,而且火災時,如能合理的排煙排熱,對防止建筑物的轟燃、保護建筑也是十分有效的一種技術措施。煙氣控制的方法包括合理劃分防煙分區和選擇合理的防煙、排煙方式。劃分防煙分區是為了在火災初期階段將煙氣控制在一定范圍內,以便有組織的將煙氣排出室外,使人員疏散、避難空間的煙氣層高度和煙氣濃度處在安全允許值之內。防排煙系統可分為防煙系統和排煙系統。防煙、排煙是煙氣控制的兩個方面,是一個有機的整體,在建筑防火設計中,應合理設計防煙、排煙系統。
總之,木結構古建筑以木材為主要建筑材料,是建筑易于起火的最主要原因。因此我們要加強對木結構古建筑的設計,有效預防和減少古建筑火災事故的發生,最大限度降低火災事故損失。
參考文獻:
[1]梁思成.中國建筑史[M].天津:百花文藝出版社,2005.5
[2]郭白莉,劉興.現代技術下的木結構建筑[J].華中建筑,2006,24(7):75―88.
[3]翁文國,范維澄.中國古建筑防火研究[J].消防科學與技術,2001,9(5):20―22.
使用壽命在房屋建筑工程中是一個非常重要的問題,多數房屋在使用過程中因為受到使用功能的改變、火災、地基不均勻沉降、超載等不同因素的影響,壽命縮短的很嚴重,而結構加固技術的使用正好可以有效延長建筑的使用時間。
1.2增強房屋建筑耐久性
房屋建筑在使用過程中,因為受到多種因素的影響,其耐久性受到了嚴重的影響,結構加固技術的使用可以從結構上使建筑物耐久性得到加大。
1.3提高房屋建筑抗震性
作為一種自然災害,地震的發生為社會發生造成了嚴重影響,近年來我國地震頻現,因此在房屋建筑使用過程中應該對抗震性給予充分重視,結構加固技術的使用可以使既有房屋建筑穩定性得到大大加強,有效提高建筑的抗震能力,進而更好的與現代社會發展的需要相適應。
2我國房屋建筑施工加固設計的使用現狀
2.1房屋建筑施工加固技術體制不合理
目前我國的施工技術與管理方式比較粗放,同時密集化與專業化的程度也不高,尚未形成相應的技術創新體系。在房屋建筑施工過程中應該在技術人才培養機制上進行不斷的創新,同時對房屋建筑施工技術體系進行不斷的完善與創新,進行體系建設。正因為房屋建筑行業存在一定的特殊性,因此不能完全依靠傳統體制,這樣會使產業升級技術的更新換代受到影響,或者產業升級速度太慢等問題的存在都會對市場創新受到影響,加上房屋建筑施工技術在創新上存在一定的滯后性,需要進行大量的創新實踐和運用,這樣才能對施工進度與施工質量進行有效保證。值得一提的是,建筑施工技術創新很容易會不適應實際的市場需求,加上一些新的技術成果容易受到相關政策的影響,進而不能及時進入到建筑施工之中。
2.2建筑施工技術與理念非常落后
科學的理論與正確的理念是行動的先導,在建筑行業中也是如此,企業領導、項目負責人以及施工人員在工作中都離不開科學的理論與正確的思想作指導。從目前房屋建筑施工中來看,很多企業領導者、項目負責人不重視施工技術、材料的創新性,嚴重忽視了施工過程中的創新理念,在這種情況下,整個工程建設在設計與施工過程中始終沿用著傳統的思路,不重視引進先進的理念與技術,在理念與施工上不能與時代要求相適應。施工企業嚴重忽視了建筑技術在創新工作上的重要性,以上這些因素是造成房屋建筑創新性缺乏的重要原因。
3房屋建筑工程中經常使用的幾種加固設計技術
3.1粘貼鋼板加固技術
這項技術在建筑加工施工中十分常見,這項技術的優點主要在于加固施工的時間比較短、鋼筋混凝土結構不需要加濕、外觀損害比較少等,因此不能對建筑物的正常使用造成影響。但是因為加固技術的效果主要由建筑結構膠的質量所決定,所以粘合的材料與施工水平都會隨建筑物的加固效果產生影響。因此一般來說這種技術經常在鋼筋混凝土構件薄弱部位以及受拉區的靜態固件中使用。
3.2增補受拉鋼筋技術
這項技術主要是指在房屋建筑主體結構中一些受力集中的地區,使受拉鋼筋得到增加,利用這種方法對梁體結構的承載力水平進行改善。在這樣的過程中,增補鋼筋和既有梁體結構之間的連接可以利用全焊接與半焊接等方式來實現。在二者連接的過程中,可以與實際情況相結合,在干法外包與濕法外包兩種方式之間進行靈活的選擇。
3.3外包型鋼加固技術
這項技術主要是指用型鋼外包在鋼筋混凝土結構的四角上,這樣一來原來的結構構件的承載能力就會得到大大的提高。這種技術主要可以分為干式與濕式兩種外包方法,一般來說濕式外包型鋼法比較常用,這種方法可以使結構承載力得到有效提高。外包型鋼法的受力非常可靠,同時施工方法也非常簡單,但是需要用到的鋼材量非常大,同時加固施工的成本也非常高,因此,一般房屋建筑的加固不會使用這種方法,而選擇將這種技術用在建筑物梁、柱等位置上。
3.4碳纖維加固技術
這項技術主要是指通過樹脂膠結合擦聊將碳纖維板粘貼在結構的表面上,通過這種方式促進結構承載力得到提高,這種技術的優點主要在于它的強度比較高、材料的重量比較小,在使用過程中不需要對材料腐蝕等問題進行考慮,此外適用的領域也非常廣,施工材料價格比較低,因此成為現代結構加固設計中比較常用的一種加固技術。但是因為這種技術的耐高溫性能并不強,一般來說要求在溫度環境60℃以內使用,否則就需要采取一些保護性的措施。
3.5預應力加固技術
這項技術主要是指利用施加預應力的鋼絞線、鋼拉桿等對結構構件承載力進行提高,它是一種集加固、卸載以及改變結構受力于一身的加固方法。因為受到荷載與預應力的雙重作用,使拉桿出現了軸向拉力預應力偏心受壓的情況,在這種情況下構件的抗彎能力得到了增加,同時外荷載效應得到了減少,最終使結構受彎變形的程度得到了有效控制,同時也大大提高了構件斜截面的承載力。這種技術的缺點在于在加固施工過程中需要專門的施工機具設備與工序,并要求在60℃以內的溫度環境中應用,否則就需要采取一些保護性的措施。
1.引言
中國古建筑具有其獨特的結構方法和布置規模,經過了數千年的演變,已形成了成熟的獨特的建筑體系,在世界建筑學科中占有著一席之地,是世界建筑藝術學庫中的一個璀璨明珠。我國的古建筑主要是以木結構為主,在材料的選擇和平面處理上具有其獨到之處,同時在藝術造型也具有不同的特點。隨著社會的發展和進步,傳統的木結構在防腐和防火方面表現出了一定的不足。但是,隨著建筑學的發展,特別是新技術和新材料的應用,使得仿古建筑的設計和建筑成為了可能,我國的古建筑文化在一定的程度上得到了繼承與發展。現代的古建筑在吸收了傳統古建筑的風格精華的基礎上,大量應用鋼筋混凝土等新材料,使得現代古建筑在造型和部件等上表現出更多的靈活性,從而得到仿古建筑的效果。
2.中國古代建筑的特點
中國古代建筑的結構形式采用的是木結構體系。木結構體系平面布局內心含蓄,層次豐富,均衡對稱,同時在空間上,布局較為靈活,承重結構受力明確;在建筑結構設計和施工上已形成成熟的樣式和工藝,可以實現模數制和構件的定型化。中國古代建筑還創造了具有獨特風格的斗拱形式,并且通過色彩的裝飾,實現建筑整體效果的美化,使得整個建筑結構顯得莊重和華麗。中國古代建筑的結構方式有“疊梁式”、“ 穿斗式”、“ 井干式”三種,屋頂形有“硬山頂”、“懸山頂”、“廡殿頂”、“歇山頂”、“攢尖頂”和“復合頂”等。
3.工程實例
3.1工程概況
本建筑為某市一千年古寺的擴建工程。該古寺為一座殿宇宏偉、氣勢非凡的千年古剎,至今已有一千多年的歷史,隨著佛教事業的發展,該古寺的建筑規模已無法滿足發展的需要,需要對該寺進行修復擴建。其中一個最主要的擴建子項為大悲殿的建造。該大殿的建筑總面積為1200m2,采用的結構形式為南方單層雙重檐仿古建筑,總高度為25m,面闊七間,一共為37.8m,進深則為六間,深度一共為30.6m。屋頂的形式采用的是歇山頂,黃色琉璃瓦鋪蓋,飛檐翹角,氣魄雄偉,檐下為七踩斗拱。室內空間高大寬敞。該大殿的建筑形式主要采用鋼筋混凝土仿木結構。以下將對該大殿的結構設計進行重點闡述。
3.2結構體系
該大殿的結構體系采用的是現澆鋼筋混凝土仿木框架結構。對整體進行計算采用的計算軟件為SATWE程序,并采用PKPM程序對框架的主要受力配筋進行復核。該大殿的結構方式采用的是古建筑結構形式中的“疊梁式”,同時對于框架體系的處理,采用的是步架和舉架的方式。跟傳統的鋼筋混凝土建筑相比,這種結構體系的傳力途徑有明顯的不同,其具體的傳力途徑為屋面荷載通過T形屋面板傳遞給屋面檁條梁,接著荷載在通過梁架逐層往下傳遞,最終荷載將全部由最底層的框架柱承擔。該大殿修建完成之后需要在大殿中供奉大尊佛像,為了確保佛像的空間,在殿內抽去了兩根里金柱,這樣就使得相鄰柱子的間距增大,分別達到19.8m和18.6m,這種跨度在古建筑結構設計中較為罕見。該大殿的室內采用的是“露明造”的方式,為了確保其完整性,在該大殿15.5m的標高處設置了3根較叉轉換梁,梁的斷面長度為1200mm,寬度為400mm,這3根梁起到共同支撐其上柱子和屋面框架體系荷載的作用。
3.3屋面板的設計
木結構的屋面木基層主要是有望板和櫞組成的,因此仿古建筑在屋面板的截面形式上主要設計為T形,這種形式主要為單向受力,同時板肋之間的間距較小,并且肋高也較小。同時加上該大殿的屋脊處為九五舉,屋面較為陡峻,這些都使得屋面板的造型復雜化,因此屋面板進行混凝土的一次性現澆施工難度大,同時模板的支設也較為困難,這使得現澆混凝土的施工質量和外觀效果難以得到保證。為了解決這個問題,本工程決定采用將屋面板設計成疊合板的方式。首先預制單塊的預應力混凝土T形板,以此作為底模,接著在T形板底模上綁扎鋼筋網,然后采用細石混凝土澆筑疊合層,澆筑完成之后即可實現二者的結合,使之成為一個共同的整體,共同承受荷載。在進行設計時,需要分別對疊合前和疊合后的階段進行計算,需要計算的內容主要為強度計算、抗裂驗算以及撓度驗算。兩個階段都應滿足施工階段和使用階段的受力要求。
3.4斗拱和雀替的設計
在主體結構采用鋼筋混凝土的仿古建筑中,對于斗拱,是作為受力構件還是作為純裝飾構件是設計中需要考慮的問題。同時,還應考慮斗拱是采用鋼筋混凝土結構還是采用木結構。根據對其他仿古建筑的觀察,在一些建筑中斗拱主要采用的是鋼筋混凝土預制構件,各級斗與拱之間根據跨度的不同采用不同的連接方式,分別為當跨度較大時,通過預埋件采用焊接的方式進行連接,當跨度較小時,采用座漿進行連接,在結構中斗拱主要是起到受力構件的作用。這種做法存在一定的缺點,包括做工較為粗糙,美觀方面無法滿足要求,而且前者構件數量較大,需要投入較多的資金用于防腐和后期維修,而后者受力不太可靠。因此經過考慮,本工程斗拱采用的是木結構,在結構中僅僅是起到裝飾的作用,不考慮斗拱的受力性能。在斗拱上方存在的現澆混凝土挑尖梁以及在斗拱的中間存在的現澆混凝土家里墻,是收到屋檐荷載的作用,并起到將荷載傳遞給剪力墻下放的額枋的作用。在挑尖梁施工之前,應做好斗和拱的安裝,并確保就位精確。
在該大殿的結構中,雀替也是作為裝飾構件,同樣不考慮其受力性能,主要采用的是鋼筋混凝土預制構件。在施工現場采用定型模板進行雀替構件的制作。在進行主體結構的施工時,應在雀替構件的安裝位置預先設置預埋件。當進行雀替的安裝時,雀替與主體結構的額枋和檐柱的連接是通過預埋件焊接在一起的。
在本工程中,斗拱采用木結構,雀替采用鋼筋混凝土預制結構,兩者均是起到裝飾作用,不考慮受力性能,與主體結構之間不是通過現澆的方式進行連接,但是它們與主體結構之間的連接采用如前所示 的方式,在加上采用油漆彩繪的方式對斗拱和雀替進行處理,從而使之與整個主體結構形成一個統一的整體,完全達到了傳統木結構的美觀效果。
4.結語
在現代古建筑結構設計通常是采用鋼筋混凝土作為主體結構,使得不僅吸收了傳統古建筑的風格精華,同時新材料應用使得現代古建筑在造型和部件等上表現出更多的靈活性。而合理地布置結構體系以及靈活地進行構造設計是有效地保證古建筑風格的關鍵。
參考文獻
引言:房子建造關系到大家平時日子的方方面面,它的質量會影響使用的安全性,因此在建筑工程過程中,房子建筑構造加固規劃和施工技術變得越來越重要,為了進一步建加強筑物的構造加固性,削減人員傷亡和財產損失,應在必定程度上不斷的加強房子建筑構造加固技術的規劃,改善施工技術。
1.結構加固方法以及相關的技術分析
進行加固施工時,其加固施工及加固計劃的擬定尤為重要,對于需要加固的構筑物,應根據構筑物的不一樣狀況擬定不一樣的加固計劃。
加固工程方案的優劣,在一定程度上是房屋建筑結構加固技術順利實施的為要前提,沒有良好的施工方案是阻礙加固工程施工重要因素。有的加固方案固然具有解決問題的可行性,但是,因為其方案在施工過程中增加了一定的施工難度,而造成施工工期長、勞動用工大、安全系數低的弊端,結果必將影響到加固質量。
2.房屋建筑結構的常用加固技術
2.1直接加固的一般方法
(1)增加鋼筋截面法類似于混凝土的加固辦法,以增加了截面積的辦法來加強房屋的鞏固度,此運用己經非常老練,習慣規模廣,建造起來也對比簡單,更換混凝土加固辦法,操作需要很長的時刻,所以影響修建物的運用此外,這種加固辦法后,修建物內的凈空面積會有所減小,此辦法合適用于通常混凝土構造的修建。
(2)有粘結外包型鋼加固法,該方法具有良好的加固作用,建筑的有點就是施工的環節相對較少,但是這種方法需要大量的鋼筋,導致更高的本錢,因此不適合使用在加固一般的建筑物上,主要用于結構強度高的建筑物,同時需要被加強的區域不能擴展等的建筑上。使用鋼板的緣故,這種方法并不合用于加固高溫場所的建筑結構。
(3)粘貼鋼板加固法。在該過程中使用粘貼板,對于建筑鋼筋結構來說,不需要加濕,并有一個相對短的時間來施工,這將不會對用戶和工作的日常生活產生明顯影響,除此之外,該方法不會導致建筑物外觀的損害,也不會導致降低使用的空間。這種方法的最大缺點是粘合加固來加強效果,因此粘合的水平對加固效果有直接的影響,從而不易控制加固效果因此,這種方法主要用于補強加固靜態前提下的構件。
(4)張貼纖維增強塑料加固法鋼筋加固法,望文生義與張貼有關,類似于張貼鋼板加固的辦法,但也存在一些區別,主要是資料方面用于進一步加固資料是塑料的,所以不必憂慮相對濕度和侵蝕性,由于資料自身重量比較輕,并且本錢比鋼低得多,但是,塑料資料具有明顯的缺陷,溫度不能太高,容易泛起火災因而,使用過程中這個辦法應當使構造鞏固并妥善處理高溫易燃的問題。
2.2與混凝土結構加固改造配套使用的技術
(1)關于托換技能。系托梁拆柱、托梁接柱和托梁換柱等技能的概稱屬于一種綜合性技能,由有關構造加固、上部構造頂升與復位以及拋棄構件撤除等技能構成。合用于己有建筑物的加固改造。
(2)關于植筋技能。系一項對混凝土結構較簡捷、有效的銜接與錨固技能。可植入一般鋼筋,也可植入螺栓式錨筋;己廣泛應用于己有建筑物的加固改造工程中。
(3)關于外包鋼加固技能。外包鋼加固法分為濕式與干式兩種狀況濕式外包鋼法,在原有構件和型鋼之間,使用環氧樹脂或許乳膠水泥等粘結,將新舊資料之間進行有用協同,保證工作全體性,可是具有著比較大的工作強度,干式外包鋼法,即原有構件和型鋼之間沒有任何粘結效果,當然有時候以水泥砂漿添補,可是并不能完成聯系面拉力與剪力的傳遞,難以保障原構件和型鋼的全體工作,只能完成獨自受力這種方法根本對原構造構件的截面尺度更改不大,僅是前進構件承載力,添加剛度與延性,一般在屋架、磚窗間墻、梁、混凝土柱等構造構件、構筑物加固中使用廣泛。
3.實施中的施工技術
做好前期的設計和預備工作后,進入正規的實施階段,工程實施中也要有良多的留意點,要把握技術要點和施工方法
(1)對原有舊鋼結構考察、取樣、實驗、評定,這些工作看起來簡樸,實在非常的重要,所以這個工作一定要當真的對待,盡量做的細致一些。而且必需要有專業的實驗室對原舊鋼結構以及加固用的新鋼材進行取樣實驗,出具權勢巨子評定講演,明確出符合前提的原料、需采購新鋼材、焊條規格型號、焊接連接工藝的技術。
(2)對原舊鋼結構進行噴砂除銹,清除表面籠蓋的所有侵蝕的氧化層及渣物,然后根據這些鋼結構的使用年限和損毀程度,與設計一起研究,通過一系列專業的計算和討淪,確定實用可靠的處理、加固、改造方案。
(3)原有舊鋼結構只需生銹或者有必定的殘渣等就會逐步的被破壞下去,所以必定要將鋼銹、外表籠蓋的腐蝕氧化層及渣物完全鏟除,用空壓機連接專用的噴砂除銹機來進行完全的鏟除作業,單個腐蝕嚴峻的部位要前進警惕,必要的話能夠投入相應的勞動力,人工用鋼鑿、榔頭、砂輪機來進行鑿、磨作業。噴砂除銹的砂子選用中細黃砂,必定要提早晾干。
4.房屋建筑結構加固施工時應留意的問題
(1)盡量削減破壞原有構造,充分利用原有構造的承載才能。在建造工程設計制作時應充分考慮鋼筋目前的狀況,斷定鋼筋加固計劃,盡量留存修建的原有構造,以盡量削減損失和損傷,盡量削減乃至取消撤除,這更適合原配的即是最佳的這一原則應當確實剖析和探究現有的構造應,經由恰當的測驗和構造可靠性剖析測驗,準確斷定原有房子的構造和承載才能,以盡可能堅持原貌或許留存它不應當健忘的當地,盡量依照本來的工程設定加固的特色,不要使得新舊之間有很大距離。
(2)加強改造過程中,常常使用的加固連接技術的是植筋和錨栓技術,這種技術對于混凝土結構的建筑來說簡樸而有效的。現行《混凝土結構加固設計規范》與《混凝土結構后錨固技術規程》關于錨固長度區別很大,而且按照《混凝土結構加固設計規范》的劃定,對于常規的梁柱等構件,難以滿足的錨所需要的厚度寬度長度,在一定程度上采用植筋錨栓技術時需要留意最小邊距和最小間隔,特別需要留意原有構件鋼筋密集部位鉆孔和定位的可能性,盡量小心,不要損壞原來的截斷和構件。
(3)在房屋建筑結構加固和施工的前期,需要當真調查,檢測,分析工程設計的細節,并與施工單位積極協調和配合,共同設計出經濟,安全,公道,可行的和適當的加固方案,并選擇可行的替換品,以避免重復設計,在一定程度上加強監視檢查工程,加強執行力度,進一步消除風險,在一定程度上確保項目的順利進行。
總結:總而言之,在正常情況下會老化建筑物,自然災害的影響下會致使更高程度的損壞,尤其是在開展我國家,很多地震,因而,加強了房子和其他建筑物的穩定性在必定程度上是非常重要的。加強房子結構,需求高技術,只要在穩定性好房子內進行寓居,才能夠進一步的保證房子建造的安全,才能在必定程度上真正推進我國建筑行業的健康以及可持續的開展。
參考文獻:
前言: 我國房屋建筑業為我國的國民經濟發展起著一定的推動作用和促進作用。自從實行改革開放以后,我過的經濟得到了突飛猛進的發展。人們的生活水平和生活質量得到了顯著提高。物質資料獲得了極大的豐富和滿足,對所居住的房屋質量和環境等方面也有所提高。在我過房屋建筑施工過程中要按照國家的有關規定和要求對房屋建筑工程進行技術加固和房屋施工結構的分析。在施工中保證加固水平,這是房屋施工的前提和基礎之一。
一、房屋建筑結構加固設計原則與方法分析
(1)加固設計原則
高溫、振動、腐蝕、風化以及地基沉降是造成房屋建筑結構損壞的重要原因。在對已遭受損壞的房屋建筑結構進行加固時,必須查明損壞原因,采取有針對性的加固措施。加固設計必須以確保原房屋建筑結構安全為前提,盡量減少或避免拆除、更換原構件,同時還要保留具有使用價值的構件。
1.選材原則。在房屋建筑結構加固設計時,合理選擇加固材料,使加固材料滿足強度高、性能好、質量輕、耐久性良好等要求,并且保證加固材料與建筑原結構材料具備一定相容性,從而確保加固效果。所以,在選擇加固材料時,應當收集原房屋建筑結構設計的相關資料,盡量選擇與原建筑結構材料性能大致相同的加固材料。如果缺失原房屋建筑結構設計資料,那么設計人員應當到工程現場測算原結構材料的強度,并對強度等級進行規范取值,將其作為選擇加固材料的重要依據。
2.加固設計年限。在確定房屋建筑結構加固設計年限時,應當按照相關規定確保建筑結構在一定期限內不需要再進行大面積維修,即保證建筑結構在使用年限內只需要進行簡單維護就能夠保證其安全性。在對新房屋建筑結構進行加固設計時,其加固的使用年限應確定為50a或100a,對老舊房屋建筑結構進行加固設計時,其加固的使用年限應確定為5a-10a。
(2)常用的加固設計方法
在對房屋建筑結構進行加固設計的過程中,加固方法的選擇至關重要,若是加固方法選擇不當,則無法起到應有的加固效果,為此,在具體選擇的過程中,需要綜合考慮各方面的因素,如房屋建筑結構的實際情況、加固技術的先進性、經濟性等等,并在此基礎上進行必選,從而確定出最優的加固方法。當房屋建筑結構整體與局部構件都存在加固需求時,應當以整體加固設計作為優先考慮對象,而后在考慮局部構件的加固設計;在對不同類型的結構構件進行加固設計時,應當以關鍵部位的構建加固為主,如果選用的加固方法效果不夠理想,則可以采用多種加固方法聯合使用,借此來達到預期效果。目前,房屋建筑結構加固中比較常用的方法有以下幾種:
1.粘貼加固法。這是一種比較實用的加固方法,其主要是以纖維復合材作為粘貼材料,此類材料最為顯著的特點是強度高,它的抗拉強度是普通鋼材的幾倍,并且該方法的施工也比較簡單,只需要將纖維復合材粘貼在需要加固的構件表面即可,借助材料本身的特點,能夠進一步增強房屋建筑結構的承載力和延展性,從而起到良好的加固效果。此外,該材料還具有非常良好的化學穩定性,其耐久性和抗腐蝕性較好,不容易受到酸堿等化學腐蝕,尤其適用于房屋建筑結構表面平整度較差或是結構不規則的構件加固。
2.混凝土加固法。在房屋建筑結構加固設計中,混凝土加固是最為常見的方法。由于大部分現代房屋建筑的原結構材料都以混凝土為主,所以根據加固設計的選材原則,應當選用與原結構相同的材料。混凝土加固方法主要包括以下兩種:①直接加固法。該方法是指對遭受破壞的構件用混凝土直接置換,或在加固的構件上直接澆筑混凝土。如,將混凝土直接澆筑在受彎構件上,通過增加受彎構件的截面面積,以此增強受彎構件的承載力,達到良好的加固效果。在承重構件存在嚴重缺陷的情況下,應當采取混凝土置換方法進行加固處理,但是這種置換工作較為困難。②間接加固法。該方法包括預應力下撐拉桿加固和預應力水平拉桿加固兩種方法。前者主要利用預應力支撐桿加固混凝土構件,并利用桿軸向心力產生的外部負載來提高房屋建筑構件的承載力。這種加固方法雖然可以顯著提高房屋建筑構件的承載力,但是卻需要進行大面積的結構加固,加固成本較高;后者主要利用偏心力對加固構件中心施加水平壓力,進而避免外部負載彎矩,通過減少受彎構件的外部負載,以達到提高構件抗彎能力的目的。
二、房屋建筑結構加固施工管理研究
由于房屋建筑結構的加固方法較多,為了便于研究,本文以粘貼加固法為例,對其施工管理進行分析。
(1)粘貼施工前的準備工作
在進行粘貼加固施工前,應當做好以下準備工作:準備好施工中使用的原材料和機械設備,所有施工人員配置到位,同時,到工程現場對加固的特點進行了解,技術人員應當對施工人員進行安全和技術交底。
(2)施工技術要點
1.干燥處理。在進行加固之前,應當確保結構表面干燥,如果表面潮濕,則應當對其進行搞干燥處理,常用的方法是碘鎢燈烘烤,也可以用風機將構件表面吹干,在這一過程中,應當確保待加固構件的表面濕度不超過70%。
2.表面處理。在粘貼纖維復合材料之前,應當對混凝土構件的表面進行相應的處理,將疏松、腐蝕、蜂窩等劣化的混凝土全部清除,并以露出結構層為準,然后采用修復材料對構件表面進行修復處理,使表面達到平整。
3.粘貼施工。當構件表面處理完成后,將樹脂均勻刷涂在構件表面,待樹脂干燥后,便可進行纖維復合材料粘貼。若是多層粘貼時,則應當在上一層干透之后,方可進行下一層粘貼。
(3)施工管理措施
房屋建筑結構加固施工中所使用的碳纖維材料、結構膠必須加強質量控制;確保定位放線準確,根據施工現場原有構件尺寸進行放線,盡量減少定位誤差;清理干凈基層,保證基層無油污、無塵土等雜物;加固施工中要避免對鋼筋、孔壁以及結構膠造成污染,確保結構膠的粘結力;在配置好結構膠后,要立即使用,避免因風化影響結構膠的使用效果。
結束語
總而言之,房屋建筑結構加固設計與施工是一項較為復雜且系統的工作,在進行加固的過程中,除了要合理選擇加固設計方法之外,還應當做好加固施工管理,借此來確保施工質量。只有這樣,才能使結構加固達到預期中的效果。在未來一段時期,應當重點加大對建筑結構加固技術的研究力度,并在現有加固技術的基礎上進行不斷改進和完善,并開發一些新的技術,這對于促進我國建筑業的穩定、持續發展具有非常重要的現實意義。
參考文獻
[1]羅海.淺談房屋建筑結構加固施工技術[J].門窗.2013(3).
[2]鄭先元.既有建筑結構鑒定與加固技術概述及應用[J].現代物業(上旬刊).2011(1).
中圖分類號:TU746.3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)06-0190-01
社會經濟的高速發展,人民生活水平快速提升,伴隨對房屋建筑的要求條件越來越高,一般既要具備基本的設施功能,又要具備良好的穩定性,并能抵御一些自然和主觀因素的影響。顯然,對房屋建筑結構加固就要更加科學、合理了。
房屋建筑結構造成影響的因素主要有兩大類:一類是自然因素,即臺風、地震、洪水、雷電等;二是主觀因素,即建筑施工材料質量沒有達到建筑設計標準,施工前未重視地質勘察工作、建筑設計不符合規定標準、施工程序不規范、施工技術方案不合理等。兩種因素都能對房屋建筑結構造成嚴重的不良影響,以至于房屋建筑墻體出現裂開、降低結構穩定性等,嚴重時甚至導致整棟房屋建筑傾斜,這就造成了房屋建筑無法繼續正常使用。因此來說,保證房屋建筑結構的安全、穩定性非常重要。為盡量消除和避免這種潛在的安全隱患,建筑企業采取加固房屋建筑結構方式較妥。因該方式可以有效增強房屋建筑結構的韌性和剛性,并能提高耐久度,進而可延長房屋建筑的使用壽命,又安全可靠。
1 房屋建筑結構加固設計方法
在房屋建筑結構加固設計中,這則是前提。加固設計過程中的每一個環節都要重視程度,以確保結構加固設計萬無一失。為此,這就需要切實注重以下幾個要點。1)重視房屋建筑所在環境。對于不同房屋建筑結構的加固,也各有不同,弄清房屋建筑所在環境,了解地形地勢,才便于具體設計房屋建筑加固方案。比如因超載、火災或地基不穩而導致的結構受損;增加房屋面積或在原建筑上加層要求加固;為符合相關規定實行抗震加固等,這都是房屋建筑結構加固所要考慮的因素。2)注重設計與施工的關系。設計時為使方案符合施工單位的技術水平,應盡可能與施工單位溝通,聽取意見,完善設計方案。當時不能溝通交流的,則應在設計完成后立即與確定的施工單位交流方案,并對方案進行修改與調整,以盡可能確保施工質量;實行改造加固設計之后,要由擔任該任務的設計單位對房屋建筑結構的耐久度與穩定性負全責,未參與改造加固設計的設計單位就不再負責了。最好選擇具有一定資質的設計單位參與房屋建筑結構的改造加固設計。 3)重視房屋建筑的鑒定與檢測。該工作則是了解和認識房屋建筑結構耐久度、穩定性與適用性的主要之手段。這樣也可獲取房屋建筑結構的有關數據,并明確其各方面數值是否達到施工要求,進而對該建筑的可靠性給予準確的評價。該工作由具有一定資質的單位來做較好,以房屋結構的現場情況和特點為根據,能明確施工的重點(如混凝土碳化程度及強度等級、蜂窩結構缺陷、開裂情況等)。
2 房屋建筑結構加固技術方案分析
就房屋建筑加固施工來說,加固設計和加固施工方案則是成功與否的關鍵。所以,為保證加固順利,應根據每座房屋建筑物的特征,制定出符合該房屋建筑物要求的加固設計方案。在此,首先還要考慮方案是否具有良好的施工性。如果缺乏施工性,方案即便再好,因施工難度大、安全系數低、勞動需求大等現實原因影響,建筑加固的施工也難以實行,并影響到加固的成效。當前房屋建筑結構加固方式主要采用直接加固法和間接加固法。在設計時,設計人員應根據現場實際情況和施工條件選擇合適的方案。
常用的幾種加固技術方法主要有:①截面擴大加固法。這種施工技術具有適應性高、施工工藝簡單等特點。該技術發展時間較長,有諸多施工經驗與完善的設計方案可供參考。通過在鋼筋混凝土抗彎構件受壓區添加混凝土現澆層,可顯著擴大截面面積,增加截面高度,進而可從抗剪、抗彎和剛性等三個方面來提升構件性能。另外,主筋面積的擴大還可使舊構件的正截面抗彎承受力在正截面筋率低下的狀態下得到增強。在鋼筋可承受范圍下,隨著鋼筋面積與強度的擴大,混凝土彎變構件正截面承受力也隨之增強了。該法適合于加固墻、柱、板、梁等構造物,但因濕作業,耗費時間長,并減小了房屋建筑凈空,所以施工前應考慮多項影響因素。②預應力加固法。通過對混凝土受彎構件的預應力水平拉桿實行加固施工,可促使構件形成偏心受壓作用。這種作用一是降低了外荷載效應,使構件的抗彎能力得到增強,二是使構件裂縫的擴大問題在壓力作用的制約下得到控制,繼而提高斜截面剪的承受力。③置換混凝土加固法。它適合存在較大缺陷或受壓區混凝土強度較低的混凝土承載構件的加固。優勢與截面擴大法大同小異,不會導致房屋建筑凈空減小,但在濕作業方面仍然與截面擴大法存在相同問題。④增補受拉鋼筋加固法。對部分存在受力過大情況的結構,采用該加固法可對其受力拉鋼進行增補。通過實施該法,既可提高房梁的抗壓能力,又可增加結構的承載能力,繼而提升房屋建筑的穩定性,達到加固目的。該法近年來以其優勢受到廣大建筑企業的歡迎,被廣泛應用。該法在短期內也延伸出諸多極具價值的施工技術與工藝。⑤更改承重體加固法。上述加固法中,唯有該法是最主要的手段之一,它通過將托梁與托架增加到房屋建筑結構中,實現建筑結構抗壓能力的提高。施工時,應先對各個分類元素進行詳細分析,而后根據結果的不同進行分類。將受力點分為剛性支點與彈性支點兩類,按照受力情況的不同,又將支撐形式分非預應力與預應力支撐兩種。預應力則是通過在支撐桿基礎上提高預應力,進而實現房屋建筑結構預應力的增強。再者,雖然該法可明顯提高房屋建筑的承載力,但會對建筑外觀產生影響,所以采用前應先征詢建筑持有人意見。
3 房屋建筑結構加固施工方式、方法
房屋建筑結構加固時,需注重以下三個施工問題:①在一定范圍內,建筑結構構件輕度裂開與變形是可接受的,一旦超出該范圍,將可對建筑結構產生影響。所以若發現該類情況,應盡早派專人調查并記錄進展情況,然后由具備資質的危險房屋鑒定單位對該房屋建筑結構進行鑒定并作出結論,以對房屋建筑結構的安全性進行明確。②施工過程中施工人員不可避免的要進行高空作業,若不采取任何防護措施,不僅會埋下安全隱患,還會提高安全事故發生率,同時施工時引起的大量粉塵與顆粒也會向外擴散,并對周邊環境質量造成不良影響。為此,要求施工單位必須徹底落實好每一項安全措施,且施工前還必須搭建好環境保護設施。③結合建筑舊鋼結構上氧化層、銹跡及渣物情況,要運用專門的噴砂除銹機與空壓機連接后實行清除,對部分腐蝕情況較嚴重的區域,應該以人工方式采用榔頭、鋼鑿、砂輪機等工具進行徹底清除,保持構件清潔、干凈。
結束語
對于房屋建筑結構加固來說,其作為一整套的系統工程,要確保施工質量,不僅需要掌握施工技術要點,更需要制定完善的加固設計方案和施工措施,還需要從根本上做好設計施工過程中的每一點、每個環節的工作,要以最大限度的提高施工質量,確保被加固建筑結構質量可靠、安全穩定,并能耐久使用。
參考文獻
[1]梅全亭,李建.房屋抗震加固與維修[J].中國建筑工業2009,1.
[2]抗震加固研究會譯.(日)圖解鋼筋混凝土結構抗震加固技術[J].中國建筑工業出版社.20l0,1.
關鍵詞:仿古建筑;蘇式古建;結構設計
Abstract: this article mainly expounds the antique buildings and what is the characteristics of antique buildings, how to use the reinforced concrete structure to achieve the ancient buildings each node and the component, the structure design of antique buildings should focus on the consideration of node.
Keywords: antique buildings; Su shi the lachlan Macquarie; Structure design
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
1.仿古建筑的概念和特點
中國是世界文明古國之一。古代中國建筑和古代埃及建筑、古代西亞建筑、古代印度建筑、古代愛琴海建筑、古代美洲建筑并列為世界古老建筑的六大組成。中國建筑文化歷史悠遠,形成獨特,建筑物造型優美,結構嚴謹,宏偉中不失細膩,莊嚴中不失優雅。而“仿古建筑”一詞正式起源于20世紀50年代,但直到上世紀末學術界在理論上的探討, 褒貶不一, 可以說它經歷了一個坎坷不平的產生發展和成熟的過程。“仿古建筑”與古建筑幾乎相同, 但它已經完全脫離了具體型式的案臼, 如果僅停留在型式上的理解, 那么對傳統建筑的因襲照搬就在所難免, 也是對仿古建筑形式的偏見。所以說對“仿古建筑”一詞全面和準確的表述是模仿古建筑設計的外在表現形式。
仿古建筑形式有廣義和狹義之分, 廣義的仿古建筑形式是指利用現代建筑材料或傳統建筑材料, 對古建筑形式進行符合傳統文化特征的再創造狹義的仿古建筑形式是指利用傳統建筑材料, 在特定范圍內對古建筑的復原,嚴格講屬于文物修復范疇, 本文所論及的只是廣義的仿古建筑形式。通俗點講既是用現代的施工工藝體現古代建筑的外形,而我們知道的由于古代建筑材料和理論的局限性,古建筑并不存在高層結構;故而現今的仿古建筑也以單層和多層為主。眾所周知,現代多層建筑多為砌體結構和框架結構。所以鋼筋混凝土結構的應用在仿古建筑中占據主導地位。
中國古代建筑特點體現在使用木材作為主要建筑材料,并保持構架制原則。為了保護木材,表面需加油漆,在長期的發展演變中,中國古代建筑形成獨具特色的彩畫制度,令世人嘆為觀止。鑒于木結構的耐火性很差且使用周期短,在現今建筑中已經不提倡使用;而構架制的結構形式和現在的鋼筋混凝土框架結構極為相似:傳力途徑明確,主體的承重結構和圍護結構分開。這就說明框架結構是最能體現古建筑精髓的結構形式。這也為室內空間的靈活布局創造了條件。中國古代建筑中,常用多種多樣的罩、掛落、隔扇、屏等自由靈活地分隔室內空間。但彩畫制度這一形式在現今的鋼筋混凝土結構中也只能通過外貼或噴繪等裝修手段才能達到。
中國古代建筑創造并使用斗拱結構形式,斗拱是中國古代建筑體系中所特有的形制,它既是梁和柱之間傳遞荷載以及承擔抗震作用的結構構件,又以其自身優美、華麗的造型而成為建筑的主要裝飾構件。集結構功能與裝飾功能與一體的精華所在。隨著現代結構形式及建筑材料的發展,斗拱這一重要的結構構件應用在仿古建筑中時已經失去了原有的實質作用而僅僅作為一種具有觀賞性的裝飾構件。但是它作為古建筑的代表性構件是不可或缺的。
中國古代建筑組群大多以庭院為組合單位:單體建筑沿周邊布置,圍合成中間的庭院。這樣的庭院整體風格是內向的:內部開敞而富于變化,外觀較封閉。按照中國的封建禮制觀念,庭院強調中軸對稱布局,以突出主體建筑,并求得整體的平衡。正是由于這種理念,古代建筑的單體建筑形式也是高度統一,無論是宮殿、寺廟、住宅等,不論其規模大小,外觀體形皆由臺基、屋身和屋頂三部分組成。這些特點難免單調,也在一定程度上限制的古建筑的多樣性,而古代建筑師則從建筑組群沿軸線作多層次的縱身布局,從而使庭院變化豐富多彩的。
而在古代園林的設計中這些特點并不明顯,原因是中國古代園林建筑以“師法自然”為原則,極盡自由靈活之能事。這才有了現在我們熟知的各式園林。
2.仿古建筑在現代工藝中的設計要點
正因為古建筑擁有以上特點,所以在仿古建筑中應盡可能的以現在工藝的手段實現以上特點。中國古建筑中以明清時期的蘇式園林古建最具代表性,也最為人們熟知;所以在仿古建筑形式中以仿明清蘇式古建為主。
古建筑的主受力構件大體可分為:柱、梁、桁、檁、椽。傳力方向為:屋面椽檁桁梁柱;途徑明確,受力簡單。而古建中的梁均為簡支梁,這對建筑物的抗震是很不利的,所以斗拱這一構件就誕生了;但在鋼筋混凝土結構框架中梁與柱均為剛結,梁承擔抗震作用,從而架空了斗拱這一構件;而現在屋面工程大部分采用現澆整體式,所以檁、椽等構件也成為非必須構件,可以取消。這樣會對外立面產生影響,所以仿古建筑的屋面工程成為整個工程中關鍵的節點。
我國古代建筑的屋頂式樣非常豐富,變化多端。等級低者有硬山頂、懸山頂,等級高者有廡殿頂、歇山頂。此外,還有攢尖頂、卷棚頂,以及扇形頂、盔頂、盝頂、勾連搭頂、平頂、穹窿頂、十字頂等特殊的形式。廡殿頂、歇山頂、攢尖頂等又有單檐,重檐之別,攢尖頂則有圓形、方形、六角形、八角形等變化形式。而在這些形式當中又以歇山頂的應用在蘇式建筑中最為廣泛。 “歇山”是清式叫法,在清代之前它又有“曹殿”、“漢殿”、“廈兩頭造”等不同名稱。歇山式屋頂有一條正脊、四條垂脊和四條戧脊。歇山頂屋頂在兩側山墻處,不再像硬山式和懸山式那樣,山墻是由正脊處向下垂直一線。歇山式屋頂的正脊比兩端山墻之間的距離要短,因而歇山式屋頂是在上部的正脊和兩條垂脊形成一個三角形的垂直區域,稱為“山花”。在山花之下是梯形的屋面講正脊兩端的屋頂覆蓋。在古建筑中屋面結構多為木、瓦等輕質材料,兩條垂脊相對荷載較小。而現代建筑中的鋼筋混凝土屋面自重較大設計時應在四條垂脊和四條戧脊處設梁建立可靠支撐從而明確山花部位屋面的傳力途徑。這和古建木作中的“桃尖順梁”有著異曲同工之妙。而由于現代工藝取消了椽,“飛椽”這一形式只能通過混凝土的可塑性強這一特點來實現。
古建筑中梁支撐桁進而支撐屋面,而現今對進深要求不大的建筑可以將平梁更改為隨坡面的折梁,這不但減少了工程造價,也可相對增加整個建筑物的室內高度,不會有壓迫感。而梁跨度較大時,例如寺廟等需要內部空間較大,結構內部不宜設置柱;如使用折梁則會對邊柱產生側向的水平推力,而古建筑的柱截面形式多采用圓柱,所以不能通過改變柱截面的方法來抵抗水平力,聯想到一般明清時蘇式園林建筑大多有外廊,可將外廊作為建筑物的一部分,由外廊柱與結構邊柱用大梁連接共同抵抗屋面折梁傳遞給柱子的水平推力,這樣就解決了柱子同時承受三項應力的不利受力狀態。
雖說古建中的各式“飛檐”、“望角”等復雜且精細的裝飾構件通過混凝土來實現是對施工工藝的考驗,但蘇式仿古建筑最關鍵的難點還并不在結構本身,而是仿古建筑的節能。蘇式古建講究的是明亮、通透。需要相對較大的窗口,這在北方很多城市規范要求的開窗面積和傳熱系數等都是不滿足的,這回在設計和施工中造成了很大程度上的困擾。這就需要相關的規范在這些方面進行一些特殊的要求。
3.小結
總而言之,古建筑是中國傳統建筑精華的凝聚,是標示各個時期中國建筑史的里程碑,我們應繼承和發揚古建筑設計中的優秀理念,將仿古建筑做到形神兼備,從而傳承中國古典文化和歷史底蘊。繼往開來,為現代建筑事業的發展壯大做出應有的貢獻。
參考文獻:
[1]李劍平《關于仿古建筑形式的思考》學術論壇 2010.07