结构鉴定疑难问题的力学分析

作者:未知

  摘要:为了提高建筑工程质量,需要做好建筑结构鉴定工作。首先阐述建筑结构鉴定类型,其次分析建筑结构鉴定过程中面临的疑难问题,以此为前提展开力学分析,通过建筑力学知识将其解决,最后提出了4点建议,从而有效提高建筑结构稳定性。
  关键词:结构鉴定;力学分析;力学计量鉴定;耐久性补偿
  建筑工程质量是组织设计与施工的关键,也是建筑行业发展的推动力。若建筑工程存在质量问题,那么便会对项目使用、整体行业发展带来限制。建筑结构鉴定是工程项目不可缺少的一部分,尤其是力学计量鉴定,有利于保证建筑工程结构稳定性。但是建筑工程飞速发展的现在,建筑结构鉴定过程中存在一些疑难问题,需要将其彻底解决。
  一、建筑结构鉴定类型
  第一,按照建筑结构质量经验进行鉴定。对于建筑工程质量来说,经验是非常重要的影响因素,这里提到的经验主要是从专业技术实践以及施工过程中积累而来,按照施工主体结构、裂缝、地基沉降等现象进行检查与分析,从而积累丰富的经验[1]。虽然有效节省了鉴定成本,但若从行业长期发展方面考虑,还缺乏可行性,这主要是因为建筑过程施工期间的部分安全隐患并不可见,只是凭借经验判断无法保证结果的科学性。
  第二,按照建筑结构数据进行鉴定。针对施工项目的结构进行鉴定,体现出极强的规范性。负责鉴定的工作人员按照国家出台的规范以及规定鉴定施工项目质量,得出最终结果,分析目前存在的问题,并且反馈给设计单位,根据反馈的数据,将其与建筑工程实际情况进行结合优化施工图纸。如此一来,提高了建筑结构鉴定结果权威性,也为建筑工程质量提供保障,带有极强的可行性。但是这种鉴定方法,所涉及到的流程较多,其中包括技术部门鉴定、设计部门优化设计、组织施工等,无疑扩大了施工成本。
  二、建筑结构鉴定疑难问题
  针对建筑结构鉴定工作,往往是由业主和参与投保保险公司选择具体的技术人员,技术人员对建筑工程结构进行鉴定。通过实际鉴定工作可以总结目前存在的几点疑难问题:第一,洪水等自然灾害等原因导致建筑过程结构基础出现不均匀沉降的问题[2]。当发现这一问题之后,并不能明确工程损伤的具体部位与特点,导致加固作业实施难度较大;第二,实际组织鉴定工作的过程中,原技术资料不足,技术人员只是凭借现场检查、结构实体检测以及咨询等了解与之相关的信息。经过实践与论证之后,发现自然灾害的出现容易导致项目工程中的墙柱受损,并且会严重威胁到现场工作人员的人身安全。当技术人员发现这一问题之后,要求施工人员立即拆除重做,并且在边、中三跨设置屋架柱间支撑,施工现场的关键结构进行耐久性补偿施工,从而将该问题解决,提高结构鉴定结果准确性。
  三、结构鉴定疑难问题的力学分析
  (一) 地基基础
  由于组织结构鉴定过程中缺少原技术资料,加上施工现场条件有限,增加了开挖查验工作的难度。在结构鉴定过程中,技术人员可以针对上部结构变化展开分析。按照上部结构所呈现出来的破坏性特点以及施工现场地表状况,了解目前地基基础状态。
  (二)壁柱裂缝
  在结构鉴定过程中,壁柱是产生竖向裂缝的主要构件,通过分析可以确定其原因。施工过程中会产生水平荷载作用力,壁柱则作为东墙的弹性支座成为多跨连续梁,对于墙来说,其自由端为顶构成了悬臂梁。壁柱本身为连续梁,当其受力之后,跨中、支座向内、向外发生弯曲变形,从而形成了正负弯矩,这时支座负弯矩超过跨中正弯距,也就是壁柱外侧拉应力显著提升[3]。若壁柱为悬臂梁,那么其根部在相关作用力限制下不会产生位移,这时顶部位移变形量便会达到最大。所构成的这一结构内分别包括两个性质的梁,且这两种梁通过协调变形而构成双曲面,由单一连续梁引发变形,使支座顶端的拉应力得到提升,加之砌体弯曲的抗拉强度不高,无法承受抵抗拉应力,便会导致壁柱裂缝。一旦出现裂缝,一般会从壁柱的顶端开始,逐渐向下进行延伸,呈现上宽下窄形状。除此之外,如果使用弹性力学理论对壁柱裂缝进行分析,墙根受到的约束力是连续梁发生位移的边界条件,最终分析所得结果相同。
  (三)墙柱倾斜
  建筑结构鉴定过程中,若壁柱出现裂缝,那么原连续梁支座便会转变成塑性铰,为连续梁赋予简支梁特性。跨中位移会在其原本的方向上不断增加,这时若水平荷载作用力降低,那么向内位移增量无法形成,便会产生弹性恢复力。该弹性恢复力中涉及到构件弹性内力以及屋架反力,和原水平总外荷载等值方向相反,会对墙柱产生一个向外的作用力。如此一来,壁柱裂缝加深,会使原连续梁接近于简支梁,壁柱由于断面削弱,直接降低了抗弯刚度。简支梁跨中变形超过连续梁,刚度比较小的柱若发生变形,也会超过刚度比较大的柱,所以墙柱顶端位移量向外会超过向内。基于内移小外移大这一条件,墙柱体系产生谐振,振幅是两位移代数总和的一半,振轴为内外两倾角总和的角平分线,由此便会使振轴不断向外倾斜。当振动消失之后,墙柱会在振轴处停止。振动期间支座塑性铰进一步发展,会形成屋架反力,导致受迫振动,进而使弹性变形转变为塑性变形,有可能导致振轴的外倾。
  四、建议
  第一,从建筑结构重要性方面分析,建筑工程项目施工的核心为保证力平衡。所以无论何时,面对结构鉴定疑难问题,都可以通过力学分析将其解决。实际组织力学分析的过程中,可以从定性分析、定量分析这两个部分着手,具体可以结合问题的难易度选择合适的分析方法。如果问题比较复杂,使用定量分析会增加难度[4]。定性分析是解决问题的基本,只要保证定性清晰,才能够明确问题解决的基本方向,即使无法定量,也能够将建筑结构鉴定中面临的问题加以解决。
  第二,进行建筑结构的鉴定,其中存在一些影响因素,增加了解决的难度。这时采用力学分析,可以应用分解迭加这一方法,将多元化问题进行简化,形成一元问题之后迭加合成,便可以彻底解决疑难问题。针对以上分析所得问题,根据建筑力学理论,可以墙柱组合体系进行细分,使其成为连续梁、悬臂梁,如此便可以清楚的了解变形特点,进而制定解决方案。
  第三,总结主要原因。在建筑结构鉴定过程中,要想解决疑难问题,必须要针对主要问题分析其原因。施工质量、设计结构、弹性支座、偏心合力等导致的质量问题,属于次要因素,具体分析过程中可以忽略。
  第四,掌握建筑结构可靠性,对于變形、刚度以及稳定性等因素要给予重视。因为结构计算往往是从强度着手,这便会对工作人员造成错误的引导,使其始终使用单一安全系数计算承载力,并且以承载力评价建筑结构,从而影响解决方案有效性。例如,建筑结构协调变形、刚度变形、振动、耐久性补偿等都需要重点分析。
  五、结语:
  综上所述,建筑结构鉴定过程中,针对其中存在的疑难问题,技术人员需要组织力学计量鉴定分析,针对主要问题总结原因,并且制定可行的解决方案,以此来提高建筑工程结构稳定性,推动我国建筑行业发展。
  参考文献:
  [1]丁士超.建筑结构鉴定与加固改造技术的应用现状及应对措施[J].居舍,2019(05):1.
  [2]郑福根.建筑结构鉴定与加固改造技术的应用现状及应对措施[J].江西建材,2018(14):5-6.
  [3]李建民,肖雄,张彦波,武俊峰,刘芳.某办公楼主体结构检测鉴定及加固修复方案[J].工程质量,2018,36(12):53-57.
  [4]张士炼.某砌体结构房屋墙体裂缝鉴定[J].山西建筑,2018,44(34):57-58.
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