既有建筑物结构安全改造分析

既有建筑物结构安全改造分析

谭凯杰

新疆靖祥建设工程有限公司

摘要：目前，在建筑工程施工中，对建筑物结构安全设计要求是较为严格的，尤其是对既有建筑物结构的加固和改造。建筑物投入使用后，长时间经受内、外因素的影响，其建筑物的耐久性会逐渐减弱，要想建筑物在不影响人们居住的舒适性和安全性条件下继续使用，必须通过专业人员对既有建筑物进行检查分析和计算，根据既有建筑物具体结构需求，针对性地进行结构安全加固改造，再加上诸多新型加固技术的应用，会促使建筑结构功能的恢复、甚至超过原有的结构基础。本文论述既有建筑物结构安全改造的重要性和设计原则，并通过案例分析既有建筑物结构安全改造施工技术，仅供参考。

关键词：既有建筑；结构；加固；改造；施工

引言

现代人们的生活质量较以往有明显的提升，对于房屋建筑的需求也不再仅停留在居住方面，实用性、美观性同样是人们关注的重点。由此，仍以传统设计理念进行房屋建筑设计是不可取的，需要在保障房屋建筑居住功能的同时，积极革新设计理念，保障房屋建筑质量的同时提升其安全性及美观性。应明晰优化房屋建筑结构设计的必要性，明确设计要点及具体设计措施，实现设计合理化、品质最优化以及工程造价最节省化。

1既有建筑物结构安全改造的重要性

对于房屋建筑施工而言，建筑结构设计的作用是极为凸显的。在进行房屋结构概念设计时，设计师需要基于自身专业知识，充分调动已有设计经验，依据客户的具体要求科学制定建筑结构设计方案。在此过程中，需要处理好多方因素，保障设计方案和实际工作建设情况间的契合性。现阶段，进行建筑结构设计时必须达成下述几点：一是保障房屋建筑的居住功能多样化；二是保障建筑造型的美观性及建筑实用性；三是保障所使用建筑技术及设计原理的先进性。建筑设计一般包含结构设计、概念设计两大类，具体设计环节中，需要始终保障两者间的相辅相成、紧密相连。设计人员不仅需保障自身设计理念的先进性，还需积极引入现代信息技术，为建筑结构优化设计提供帮助。随着我国民众经济收入水平的不断提升，对于居住环境的要求已与以往大有不同，无论居民的日常活动所需，还是居住舒适度，都是必须要保障的。开展建筑结构优化设计工作时，需要以安全性、美观性、舒适性及实用性为核心原则，做好建筑资源配置。设计师需树立良好的创新意识，不断优化自身设计理念，保障结构设计的协调性，支撑荷载及承重截面设计的合理性，基础造型设计的科学性，并做好设计细节把控。

2超高层建筑结构设计目标

满足使用需求是超高层建筑结构设计的主要目标。具体来讲，主要需要注意以下3方面的使用需求：①满足安全性需求。设计人员要按照国家标准进行防火、防风、抗震等多方面的设计优化，确保建筑物整体安全性。②满足功能实用需求。当前建筑物的功能在不断增多，这对于满足居民的使用要求、提高居民居住生活舒适度有着明显的效果。坚持功能优化原则，可以保证居民顺利地开展各项生产生活活动。③满足环境需求。中国对绿色节能高度重视，建筑行业未来发展主要趋势之一就是节能环保。在超高层建筑设计中满足环境需求就是推动建筑建设和环境和谐发展，尽量减少建筑建设对周围环境的不良影响。

3建筑物结构安全改造分析

3.1框架结构与剪力墙结构等进行优化

框架结构是建筑结构中最为常见的形式。本工程中主要使用的建筑形式为钢筋混凝土框架结构。因此，针对框架结构的优化，需进行综合的考量，对层面进行分析和优化。框架和剪力墙之间应对其刚度、承载力、变形问题等予以重视，做好优化设计。建筑框架结构设计阶段严格按照规范要求进行设计，结合建筑结构设计需求，对剪力墙的数量和质量等进行考核和分析。建筑结构设计优化需在不断完善剪力墙和框架体系，在保障剪力墙重心的稳定性，做好合理的设计，通过逐步减少剪力墙，用来优化建筑整体的抗震性，保障建筑结构在遇到突发的状况时具有较强的抵抗能力。

3.2优化建筑主体结构

实际设计过程中，需将工作重心放在对房屋建筑安全性、实用性的提升上，保障建筑结构的整体承载能力达标，在此基础上进行建筑质量优化。若环境条件欠佳，应尽可能地防止因外界不良条件而导致的建筑结构性破损，以免产生建筑倾斜、塌陷及沉降等问题。针对此，需考虑到剪力墙结构对建筑稳定性的重要影响，可由此入手来展开优化设计，使建筑质心和刚心重合。具体而言，减少剪力墙数量及增大剪力墙长度是最为常见的优化策略，可借此来保障建筑结构稳定性及安全性。一般而言，优化剪力墙设计时钢材的使用量会相应增大，建筑成本也有所提升。后续应当将在提升建筑结构稳定性、安全性的同时，在合理范畴内压缩材料成本造价，并节约材料使用量。

3.3更换既有混凝土加固安全改造法

更换混凝土加固法在现今既有建筑物安全改造中的使用是比较常见的。其主要原理就是把原结构的混凝土更换成更好的新型混凝土，以此优化原有结构。目前，我国不论是原有的还是新建建筑物均以混凝土结构为主，混凝土结构具有耐火性好、可模性好、强度较高、耐久性好、整体性好和取材容易等特点，这就使更换混凝土加固法的应用越加广泛。用强度等级高的混凝土更换掉原有承载力低、强度低的混凝土，会使既有建筑物的耐久性大大增加。另外，更换既有混凝土加固法相比其他改造方法要相对简单，一般只需对构件缺陷部位进行加固即可，即使要对结构整体进行混凝土重新浇筑，也不会对既有建筑物产生影响，反而会使建筑物结构件更加稳定。

3.4防风设计优化

随着建筑物高度的升高，建筑物受到风荷载的影响也会加大。在超高层建筑设计中，需要做好防风设计，尤其是超高层顶端，是整个建筑物风压最大的部位。设计师为了提高超高层建筑物的防风性能，可以优化布置梁柱或者钢结构。在早期建筑设计中，需要针对性地分析超高层建筑具体情况。设计师要加强对当地气候资料的研究，根据当地最大风压合理设计风压图，采取针对性的优化办法。超高层建筑结构抗侧刚度受到高度的影响，刚度阻尼会呈现降低趋势，为了保证超高层建筑的稳定性，可以优化建筑形态空气动力学设计，减小结构风荷载，实现刚度的提升。平面形状是超高层建筑设计常用的结构形式，尤其是矩形平面设计，有着十分广泛的应用，但是这种结构形式在抗风方面却呈现出一定的不足，相比之下，提高超高层建筑抗风性可以尽量选用圆形、椭圆形、三角形方式。同时，要注意修正超高层角部，采用削角、倒角、圆形化的设计方式，通过修正角部达到改善空间流动性、促使空气分离再附、尾流宽度减小的效果，最终实现建筑物阻力控制、抗风能力提升的目的。

3.5优化地下室结构

地下室结构成本是房屋建筑结构总成本中的大头，优化地下室结构设计能有效控制项目成本支出。首先，设计师需在保障设计需求不受影响的前提下，适当降低地下室层高，从而有效节约材料、控制成本，并减少土方开挖量，缩短施工周期。其次，若建筑地段的地下水源较为丰沛，应当充分考虑到浮力影响，适当降低地下室层高，减少抗拔桩数量，从而有效控制底板配筋使用量。另外，除去地下水浮力外，土壤重力转化压力也是影响建筑结构的关键因素。由于底板及侧墙承受压力远超地面所受压力，因此需在此部分加大钢筋材料用量。应细致分析各部分建筑结构的受力情况，遵循相关操作流程落实材料使用量计算。

结束语

综上所述，既有建筑物结构安全改造是一项较为繁琐的工作。实际施工前，需要专业人员全方位对既有建筑进行检查、测试，并根据既有建筑后续用途，制定科学性的工程改造加固方案。为保证工程质量，多种加固法可兼并使用，增大建筑物承载力和抗震性能，全面提升既有建筑的稳定性和安全性。

参考文献

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