大型建筑結構選型及加固技術

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1影響結構選型的因素及原則

想要選擇最佳的結構形式，則首先應該分析影響大型建筑結構選型的因素有哪些，常見的影響因素可以大致的歸結為如下幾個方面：1結構功能適應方面：主要是從兩個方面著手即內部空間設計和使用功能方面，其中的使用功能主要是考慮該建筑物的具體用途。2結構受力方面：主要是結構的抗風能力、抗震能力以及整體剛度等，無論考慮何種能力，都必須保證整個建筑物受力體系的合理性。3結構美學理念方面：大型建筑物不僅需要滿足人們的功能需求，同時還需要保證一定的美學性，主要包括單體視覺形象美、外部環境系統的協調美、內部功能系統的協調美以及結構系統的技術美等。4結構在成本控制方面：建設大型建筑物所需要的費用很高，所以，在建設之前都必須對其進行綜合經濟分析，能夠在一定程度上減少建設費用，提高工程投資的經濟效益。分析了影響大型建筑物結構選型的因素之后，則有必要就其具體的選型原則進行相應的闡釋，其選型原則可以大體的歸結為如下幾點：1保證建筑物體系的安全性：建筑工程中必須嚴格按照工程規范要求，在選擇建筑材料時必須進行綜合考慮其性能。2建筑物的經濟性：合理的考慮建筑材料的價格問題，合理的對建設工期進行安排等。3先進性，可以在建設的過程中使用一定的新結構、新技術、新材料以及新工藝等，用于縮短建設工期和提高建筑物的質量，在提高先進性時必須保證建筑物的安全性，一切以安全為主。

2建筑結構選型

2.1建筑結構體系選擇

修建大型建筑物之前，首先應該就其結構體系進行合理的選擇，是采用鋼筋混凝土結構體系還是選擇鋼結構體系，或者選擇鋼筋混凝土組合結構體系，以下就這3種主要的結構體系進行一一分析。鋼筋混凝土結構體系，如果只是單純的利用混凝土進行修建，雖然能夠保證建筑物的抗壓性能，但是其抗拉性能便不能得到保證，所以可以選擇在混凝土中加入一定數量的鋼筋，這樣便能合理的利用上鋼筋的強抗拉性能。對于該種結構形式而言，其不僅能夠更加合理的利用鋼筋和混凝土兩種材料的受力性能特點，同時還能夠在一定程度上降低工程造價，保證建筑結構的耐火性和耐久性，提高整體性能等。如果是選擇鋼結構體系，由于該體系的特點在于構件截面較小，并且其自身的重量較輕，具有很好的抗震性能等，所以能夠保證建筑結構的性能。鋼結構體系之所以沒有被廣泛的應用于建筑工程中，主要是因為鋼材的造價高、容易被腐蝕以及防火性較差等。其主要結構形式有框架形式、框架－支撐形式等多種形式。選擇鋼筋混凝土組合結構體系，現階段工程中使用的該種體系一般有兩種：1型鋼混凝土結構形式，指的是在混凝土內部設置一定數量的內含型鋼的勁性鋼筋，該體系能夠提高建筑結構的承載力、抗裂性及抗震性。2鋼管混凝土結構形式，指的是利用混凝土填充鋼管，該結構形式在三向受壓狀態情況下，混凝土自身的性能會得到很大的改善，進而提高結構的承載力、塑性、韌性以及抗震性能等。

2.2建筑結構選型

實際工程中，需要首先掌握建筑結構的具體使用功能、建設周邊地區的地震基本烈度、基礎的地質情況、材料供應情況以及施工單位的具體技術條件等，在此基礎上嚴格按照工程設計相關規范和原則，進行綜合分析，最終選擇最為合理的結構形式。以下就一些大型建筑結構選型進行分析：1對于建筑高度比較高的，可以考慮鋼結構形式，這里的建筑“高度”需要根據具體情況進行相應的分析。當建筑體型為板式樓的，可以優先考慮剪力墻板鋼結構，當為塔式樓時，可以優先考慮筒體鋼結構形式。2當該大型建筑物為高層教學樓或者病房樓時，可以優先考慮使用混凝土框架－剪力墻結構或者混凝土框架結構。3對于體育館、影劇院等大型建筑結構，由于其往往需要大空間的屋蓋結構，所以可以優先考慮鋼結構形式。

3建筑結構加固技術

建筑結構加固的原則有如下5點，即結構體系總體效應、先鑒定后加固、材料的選用、加固方案的優化以及與抗震設防結合的原則。以下就基于這5點原則分析現階段施工中常用的一些加固技術。1利用砌體結構對建筑結構進行加固，常用的方法有：利用鋼筋混凝土對建筑結構進行外加層加固，該技術主要適用于對柱、帶壁墻的加固；利用鋼筋水泥砂漿進行加固，主要適用于對砌體墻的加固；在建筑結構外部設置一定數量的扶壁柱，一般僅適用于非地震區；利用預應力撐桿進行相應的加固，常被使用于處理高應力、高應變狀態的砌體結構。2在建筑結構的表面用特制的膠粘貼鋼板進行加固，原理在于讓鋼板和混凝土能夠共同工作，進而提高建筑結構的承載力，該技術的核心在于提高原結構的配筋數量，進而達到提高結構的整體剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等性能，現已經被廣泛應用于建筑領域和公路橋梁領域。3預應力加固技術，其具體施工是在原建筑結構的周邊設置一定數量的預應力鋼拉桿或撐桿，從而在一定程度上影響并改變原建筑結構內部的應力分布，最終提高原建筑結構的承載能力。該技術的主要特點能夠達到的效果有3個方面，即對結構進行加固、卸載和改變原建筑結構的內力。4在建筑結構的內部梁或者板等部分粘貼一定的纖維復合材料，我國現階段比較常用的復合材料是碳纖維片材，施工的具體部分大致有如下一些，在粱、板等的受拉區，在粱、柱等構件的側面和底部，在構件四周，在受拉件的軸向進行粘貼等。

4結語

綜上所述，影響大型建筑結構的選型因素主要體現在建筑物的功能要求、結構受力合理性、經濟因素的制約等方面，所以，在選擇建筑結構的形式時，需要綜合考慮多個方面，能夠選擇最佳的結構形式。對于建筑結構的加固，同樣，也需要結合實際情況，充分考慮各方面因素，以便選擇最優的加固方案。

本文作者:劉飛工作單位:徐州工程學院