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钢筋混凝土结构的加固方法探讨

2014-10-21王艺然龙秋颖宋成建

建筑工程技术与设计 2014年36期
关键词:加固方法结构加固钢筋混凝土结构

王艺然 龙秋颖 宋成建

摘要:结构加固是一项量大面广的工作,建筑物年久失修,结构在长期自然环境和使用環境的作用下,其功能逐渐减弱,对其进行加固将必然。普通建筑物以混凝土结构、砌体结构等为主,根据工程实践对这方面的工作进行总结,以期满足现阶段工程加固改造的需要。

关键词:钢筋混凝土结构;结构加固;加固方法

建筑结构加固一般分为建筑物的整体加固、结构构件的加固、既有建筑物的裂缝修补等。对已有建筑物的结构加固设计要比新建房屋复杂,它不仅受到建筑物原有条件的限制,而且对这些建筑物存在的问题起因不明,查找困难,有的问题相当隐蔽,情况错综复杂。因此,结构加固设计是一项复杂而又细致的工作。以下主要介绍混凝土结构的加固方法。

1 混凝土结构加固

混凝土结构建筑物整体性加固,主要指结构受力体系的改变与整体部位的加固,包括结构梁,板,柱等构件的加固和基础的加固。

1.1 直接加固的一般方法

1.1.1 增大截面加固法

当钢筋混凝土构件本身不能满足正常使用要求或承载力要求时,必须对钢筋混凝土构件进行加固。原结构截面加固法就是将原结构断面加大或将原结构构件配筋加大。

1.1.2 外包钢加固法

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,可分为湿式和干式两种。干式外包钢加固法是用型钢直接包于被加固构件四周,型钢与构件之间无任何连接,无水泥砂浆。湿式外包钢加固法又分为两种:一是采用环氧树脂化学灌浆或用乳胶水泥浆粘贴等方法,把型钢与被加固构件粘结成一整体;另一种是型钢与被加固构件之间留有一定的间距,中间浇注混凝土,实际上是一种外包钢和混凝土相结合的复合加固法。

1.1.3 粘钢补强加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固法是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力。外部粘钢加固法中,加固钢板的锚固至关重要,必须保证钢板在拉断前不发生脱胶等粘结破坏。

1.1.4 粘贴碳纤维布加固法

外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,也可以将纤维增强复合材料用于构件的抗剪区,贴于被加固构件的外表面,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。

1.2 间接加固的一般方法

1.2.1 预应力加固法

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或钢撑杆对结构构件或构架整体进行加固的方法,特点是通过预应力强迫后加部分的拉杆或支撑受力,改变原结构的内力分布并降低原结构的应力水平,使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除。因此,后加部分与原结构能较好地工作,结构的总体承载力可显著提高。

1.2.2 增设支点加固法

增设支点加固法是通过减小受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的荷载效应、提高结构承载力水平的目的。

1.2.3 托梁拔柱加固法

托梁拔柱加固法是在不拆或少拆上部结构的情况下,拆除、更换、接长柱子或拆除墙体的综合性技术。与传统的大掀盖改造相比,托梁拔柱法具有对生产及生活影响小、改造时间短、费用低等优点,其缺点是技术要求较高、安全措施必须严密。此方法适用于使用功能、生产工艺更新,要求改变平面布置、增大使用空间的旧房改造加固工程。

1.3 其他加固法

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件,如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁,部分或全部分担被加固构件的荷载。例如:在支座附近加腋后,支座附近截面的有效高度提高了,因此,截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。

2 与混凝土结构加固配套使用的技术

2.1 裂缝修补技术

裂缝修补技术是根据混凝土裂缝的起因、形状和大小,采用不同维护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术。适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。

2.2 托换技术

托换技术是托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的统称,属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成。适用于已有建筑物的加固改造。

2.3 植筋技术

植筋技术是一项针对混凝土结构的较简捷、有效的连接与锚固技术,可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程中。

2.4 碳化混凝土修复技术

该法是通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。

2.5 混凝土表面处理技术

一种是采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其他附着物的专门技术;另一种是采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮、防腐和防裂处理的技术。

3 结语

建筑物的结构加固工作主要包括结构加固设计和施工两部分。在选择结构加固方案之前应对建筑物做详细的调查分析,对原有建筑物的结构性能进行鉴定和检查。根据鉴定报告及检查结果进行结构加固设计,并在实际工作中不断的修正改进。具体操作时要注意下面几个方面的问题:

(1) 结构加固的设计应安全可靠,简单易行且经济合理。结构加固过程中应尽量保留原有建筑物,确保原有建筑物的安全,减少拆除工作量以保证结构加固工作顺利进行。

(2) 结构加固施工要求尽量不影响或少影响生产和生活,在不停产的情况下进行。

(3) 结构加固方法应进行综合的技术经济比较,这分析对比是结构加固中必不可少的重要程序。

(4) 结构加固是一门综合技术,每一种加固方法都不是单一的,一个建筑物的结构加固往往同时应用几种不同的加固方法,这要根据建筑物的实际情况加以综合考虑。对要加固的结构构件进行仔细的力学分析,针对不同的要求采取相应的加固方法以达到加固的目的。

作者简介:王艺然(1989—),男,辽宁抚顺人,学生,沈阳建筑大学土木工程系2012级硕士研究生,建筑与土木工程专业,研究方向为他土木工程建造与管理。

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