钢筋混凝土桁架在建筑结构加固中的应用

时间:2022-10-27 15:30:03 公文范文 来源:网友投稿

【摘要】随着建筑领域技术的不断进步,和人们对于建筑要求的不断提高,目前在钢筋混凝土结构中常会用到钢筋混凝土桁架,桁架本身的承重能力比较高,而自身的重量又比较低,所以,文章重点对钢筋混凝土桁架的性质和受力点等进行了深入的分析和研究,并提出了进一步的改进改良措施,希望能够拓宽钢筋混凝土桁架在建筑结构中的应用范围,不断的完善我国的建筑行业的施工质量和施工水准。

【关键词】建筑工程;结构加固;钢筋混凝土桁架

引言

近年来,中国的经济面临着一个前所未有的高速发展的阶段,无论是国民生产总值还是老百姓的日常生活都得到了一定的提高。因此,建筑行业也在经济模式的带动之下蓬勃发展起来。传统的建筑更加重视外观的审美要求,但是随着人们认识观念的改变,以及维权意识的增强,目前人们更加重视建筑内部空间利用率和结构的安全系数,只有既具有使用功能齐全,可靠的安全保障同时还具有外观审美的建筑物,才能获得更加广泛的用户的青睐。而随着建筑楼层高度的不断攀升,提高建筑质量也面临着一个全新的挑战。钢筋混凝土桁架就是建筑结构加固施工中一个比较不错的选择,基于该项施工方法具有一定的使用价值和意义,本文将对其进行具体的分析和介绍。

1、工程概况

为了进一步的分析钢筋混凝土桁架在工程加固中的应用,我们选取了一个实际施工操作的建筑加固工程进行全程的跟踪研究,以保证本文的相关叙述的真实性和可靠性。本次选取的加固工程是一座设计比较规整,外观比较整齐的写字楼。该写字楼的建筑年代比较久远,因此外观形式比较单一,地上建筑共八层,第一层主要用于商铺店面,因此高度较之其他七层有所区别,约为3.9米高,而其余各层均为3米高。采用钢筋混凝土框架结构。本次加固工程的重点是写字楼的各个梁柱。设计师起初准备利用增大截面的方式进行加固,但是如果这样施工,那么梁柱的截面需要增加两倍以上,如此大尺寸的增加会使得建筑物的整体结构受到损坏,经过反复的研究和勘查,最终确定运用钢筋混凝土桁架的形式来进行施工建设。

2、在竖向荷载作用下钢筋混凝土桁架的受力分析

2.1空腹桁架的受力特征

2.1.1减少竖腹杆间距对空腹桁架的受力性能影响

下弦杆主要承受拉力,还承受弯矩和剪力,中间部位的拉力非常大,向两端递减,两端会出现压应力。竖腹杆承受弯矩、剪力和轴力,内力分布从中间向梁端支座递增,即靠近支座腹杆的内力最大,随着腹杆间距的减少,腹杆的内力加大。

2.1.2改变桁架的截面尺寸对空腹桁架受力性能的影响

从物理学的角度分析来看,如果加大下弦杆的横截面的面积,其承载力必然会增加,这有利于实现建筑物的加固。但是如果没有限制进行盲目的横截面的扩大,则会适得其反。当下弦梁横截面过大时,下弦梁就会逐渐成为一个类似于独立的梁体的特质,这也就改变了钢筋混凝土桁架的属性和特质。而增大上弦杆的截面尺寸,相当于增大其刚度,内力相应增大,从而减小了下弦杆的内力,有利于增强空腹桁架的共同工作效应。

2.2斜腹杆桁架的受力分析

对其进行受力分析计算,斜腹杆桁架上、下弦杆如同空腹桁架,上弦主要承受压力,中间最大并向两端递减,在端部出现拉应力;下弦杆主要承受拉力,中间最大并向端递减,端部出现压应力。斜腹杆所受拉压轴力相间,其数值大小从中间向两边递减。桁架所受剪力从中间最向两边递增,但剪力值比空腹桁架小的多。斜腹杆桁架所受的弯矩很小,受力特性类似于空腹桁架,其跨中挠度比空腹桁架小的多。

2.3几种钢筋混凝土桁架结构形式分析

随着钢筋混凝土桁架的广泛应用,人们对于它的研究也就更加的深入了,目前主要有三种主要的形式,但是无论哪种钢筋混凝土桁架形式,都具有一定的共性,主要表现在以下两个方面:

2.3.1不论哪种桁架形式,弦杆的受力特性相似。下弦杆主要承受拉力,中部最大并向两边递减,端部可能出现压应力;上弦受压,中部最大并向两边递减,端部可能出现拉应力。

2.3.2斜腹杆桁架可以将下弦所受的较大集中力向上弦杆传递,从而能有效增加上、下弦的共同受力,使受力更趋向均匀,具有卸荷作用;其所受的剪力明显小于空腹桁架,能有效提高桁架的抗剪作用。

4、工程应用

通过上面的分析和介绍,我们可以对本次的实践应用进行全面的梳理和总结,本次写字楼的加固施工中,应用的是钢筋混凝土桁架。这种加固的方式既能够确保加固的目的实现,同时还能够减少工程量,降低施工的成本,是最为合理的一种加固方式,具体的施工过程中我们采用的是:桁架两端支座竖杆和中间竖腹杆均为原有构件,其尺寸为600mm×600mm,弦杆亦为原有构件,其尺寸为300mm×700mm,其他的竖腹杆和斜腹杆均为新增构件,其尺寸均为300mm×400mm。

5、工程实际中钢筋混凝土桁架的计算

任何一项工程在建设施工之前都需要进行设计,而在进行建筑结构的加固过程中,如果采用了钢筋混凝土桁架,出于对建筑加固工程质量负责的态度,必须在施工之前进行模型的构建。为了提高工作效率和模型构建的科学性,我们利用计算机技术进行钢筋混凝土桁架的模型构建。通常来说,可采用SATWE计算软件结构分析,在建模时,弦杆可采用梁单元,腹杆可采用斜杆单元,弦杆所在楼层的楼板应设置成弹性膜。至于局部数据的计算,我们同样可以依托计算机网络技术来完成,根据钢筋混凝土桁架的建造原理,微软公司开发了相应的计算机软件,施工人员只要将相应的数据输入,电子计算机就会自动的输出数值,方便快捷,科学可靠。当然,计算出来的数据和构建成功的模型,还需要设计师进行反复的分析和研究,以便于发现不合理的数据及时进行调整和分析。

6、工程改造加固设计的注意事项

钢筋混凝土桁架的跨度通常来说比较大,那么其两端的弯矩也相应会增加,从物理学的受力来进行分析,两端所需要承受的剪力也必然会随之增加。因此,处于安全施工的考虑,必须对两端的节点进行加固处理。具体的操作方法比较多,例如可以采用加固节点的方式,利用钢筋等将节点处进行多次加固;同时也可以利用增大接触面积,并在接触面内添加相应的粘连的胶体的方式。具体的操作施工方法可以依据施工单位的具体情况来进行适当的选择。

7、结语

总之,对于建筑物进行加固是建筑物在使用年限之内必须要做的一项工程,而全面提高建筑物的加固质量最好的选择就是应用钢筋混凝土桁架。这种模式的结构稳定性极强,同时操作起来比较简单,尤其适用于那些单层跨度大的建筑。但是由于这种结构模式也有一定的局限性,所以在施工之前必须要对建筑物的施工界面的尺寸进行准确的测量,尤其是施工的细节处必须尤为注意,只要施工人员严格按照施工标准进行建筑加固,建筑物的加固质量必然会得到保障。

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