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浅议几种建筑结构常用的加固方法

2015-10-08刘华恩

科技视界 2015年27期
关键词:质量缺陷

刘华恩

【摘 要】在常见的几种建筑结构质量事故中,绝大部分属于轻微质量问题,稍作处理便可正常使用;而对于少数较严重的质量事故,则必须对它们进行科学鉴定,找出病根,对症下药地制订出科学、经济、有效的加固方案并实施之。

【关键词】建筑结构加固;质量缺陷;直接加固法;新型加固法

众所周知,在常见的几种建筑结构的质量事故中,绝大部分属于轻微质量缺陷,只需稍作处理便可继续使用;而对于少数较严重的质量事故,则必须对它们进行科学鉴定,找出病根,对症下药地制订出科学、经济、有效的加固方案并认真实施之。

1 砌体结构常用的加固方法

由于绝大部分既有砖混建筑大多是在20世纪80年代以前设计和建造的,一般均未认真考虑抗震设防要求,量大面广的多层砖混结构住宅建筑普遍采用预应力圆孔板做楼(屋)面板、普通粘土砖或粘土空心砖砌内外墙,而且,基本上少设甚至不设构造柱,钢筋砼圈梁也是隔一、二层设置一道,建筑物的整体性和抗震能力极差。如此众多的砖混结构建筑,大多均未达到设计使用年限就不同程度地出现墙体裂缝等质量缺陷,如果一概拆除重建,势必造成资源浪费和重大经济损失。因此,只能根据抗震加固的基本要求,针对每个个体建筑的具体情况,采取合适的加固方法来做加固处理。

1.1 增设构造柱和圈梁加固法

增设构造柱:按抗震加固要求在内外墙体合适位置,在砖墙上剔凿穿墙筋小洞、穿入拉结筋,再在砖墙两侧按构造柱要求绑扎纵向主筋骨架,使之与穿墙筋焊接成整体,再在钢筋骨架外支模,最后浇筑C20砼、浇水养护7~10天;增设圈梁:在室内沿楼、屋面板下标高按间断式在墙体剔凿出240×120×500槽洞,放入(4?准12+?准6@200)×500钢筋骨架后(注意:主筋端部不作弯钩),支侧模、浇捣C20砼,终凝后再剔凿另一半墙体槽洞,并安装相同钢筋骨架(注意:主筋两端应各增长120mm,以便与先浇筑的圈梁段内主筋点焊成整体骨架),支侧模、浇捣C20砼,浇水养护7~10天后拆模、修整墙面。

1.2 抬墙梁加固法

当鉴定后确认是由于地基不均匀沉降而引起墙体出现裂缝者,可采用以下方法对砖砌条基作加固处理,即用增设抬墙梁法增加条基与地基间的承压面,以减少对地基的压缩变形,方法是在沉降较大区段将条基两侧土方挖去,并在条基底标高下按500~1000mm间距掏挖200×300mm水平孔洞,绑扎4?准14×2000(主筋)和?准6@200(箍筋)钢筋骨架,支设200×300×2000抬墙梁两侧模板,另在抬墙梁两端再向下掏挖D300×(1500~2000)圆柱形孔洞两个,用掺微膨胀剂的C20砼同时浇筑小圆桩及抬墙梁,砼终凝后即可覆土回填作保湿养护。

1.3 钢筋砼外加层加固法

此法属砖与砼复合截面加固法,优点是施工工艺简单、适应性强,加固后承载力有较大提高,并有成熟的设计和施工经验,适用于对砖柱、砖墙体的加固,方法是在柱、墙四周或墙两侧绑扎纵向主筋和水平箍筋或分布筋,墙两侧分布筋可用穿墙拉结筋拉结,拉结筋为?准6@300,以梅花状在墙上凿洞、穿入拉结,然后在外侧支模并浇捣C20细石砼、保湿养护7~10天,拆模后作表面处理即可。

1.4 外包型钢加固法

此法的优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,加固后受力可靠,能大幅度提高墙、柱承载力,缺点是用钢量和费用较高,并需做钢构件防锈蚀处理,具体方法是:在柱四角用合适角钢包角,角钢间以扁钢作水平拉(焊)接(注意:角钢上下两端需顶紧楼地面结构层),作防锈蚀处理后用1:2水泥砂浆遮盖并抹平;在被加固墙体两侧对应地用10~16号槽钢(上下两端顶紧楼地面结构层),槽钢间用?准12@300拉结筋穿墙拉(焊)接,作防锈蚀处理后用1:2水泥砂浆分层把槽钢抹成扶壁柱,终凝后保湿养护7~10天(加固槽钢的水平间距为1000~1500mm)。

2 砼结构常用的加固方法

砼结构常用的加固方法可分为直接加固、间接加固和新型加固三种,对建筑结构实施可靠性鉴定、找到病根后,方可根据使用要求和实际条件,通过方案比选,择优选用有效的加固方案。

2.1 直接加固法

包括:(1)粘贴钢板加固法,就是在受弯构件或受拉构件承载力不足的区段表面粘贴钢板(其板宽、板厚、板长需通过计算确定),以提高其承载力,但粘贴工艺要求较高,务必由技工精心施工;(2)外包型钢加固法,就是用角钢、槽钢等型钢外包于结构构件(柱或梁)四角或两角,以钢缀条焊接连接成型钢骨架,而型钢骨架与构件接触面必须清理洁净,无油圬、粉砂等杂质,将环氧树脂或高强粘结剂涂抹在型钢内侧,使其与构件牢固粘结成一体,共同受力;(3)置换加固法,就是在梁或偏心受压柱中,将其切割成间断式方形切口,然后用比原设计强度等级提高一级的微膨胀砼将缺(断)口补齐,以提高其整体承载力;(4)加大截面加固法,就是在受弯构件的受拉区、轴心受压构件的外围加设钢筋砼外包层,以增设加梁、柱等构件的截面面积,从而提高构件正截面抗弯、抗压、斜截面抗剪力和整体刚度,有效地起到补强和加固作用。

2.2 间接加固法

包括:(1)预应力加固法,又叫反弯矩法,此法具有为原结构卸载、改变结构内力形式和加固三重效果,特别适用于对大跨度及空间结构的加固处理;(2)增加中间支撑加固法,就是采用增加中间支撑构件或支承点,以减小受弯构件的计算跨度、减轻其负荷,达到恢复和提高承载力的目的。

2.3 新型加固法

包括:(1)聚合物浸渍加固法,就是以已成型的砼构件为基材,以某种有机溶液为浸渍液,把构件浸入该聚合物浸渍液中,使浸渍液渗入砼构件内部聚合成一种有机与无机复合的新材料,以提高构件的强度和耐久性;(2)碳纤维加固法,就是采用碳纤维和树脂类胶粘剂对结构受损部位作加固处理,能大幅度提高砼结构构件的承载力和延性,耐腐蚀性及耐久性;(3)玻璃钢加固法,由于玻璃钢是由玻璃纤维和环氧树脂形成的一种轻质高强、高韧性新材料,具有自重小、强度高、耐腐蚀性强等优点,适合于加固梁、柱、墙、板等构件;(4)植筋加固法,就是在需要纠正或加固有缺陷的构件部位钻一定直径和深度的孔洞,注入高强胶粘剂后,将普通钢筋或螺纹钢筋植入,再按纠偏或加固方案实施加固处理,此法广泛应用于对既有建筑构件的加固、改造工程和在新建建筑中对漏埋钢筋或铁件,以及虽已预埋但其位置偏离设计位置时的补救和纠偏处理;(5)托换加固法,它是由上部结构(比如梁或桁架)顶升、有缺陷构件(比如墙体或柱)加固和上部结构复位以及废弃构件拆除等技术组成,适用于对既有建筑结构的加固或改造,它工序较多,实施前需先拟订详细施工方案,并应选派责任心较强的技工精心操作。

3 钢结构常用的加固方法

钢结构常用的加固方法大致有以下几种:加大构件截面法、改变结构受力状态或内力性质加固法、改变结构内部构件间连接方法加固法等。

3.1 加大构件截面法

采用此法时,应按构件损伤情况先确定加大后的截面形式、面积,对症下药地采用有效的加固技术,以根治其缺陷,确保结构能继续正常使用。

3.2 改变结构受力状态或内力性质加固法

包括:(1)增加构件刚度加固法,就是在结构内部增加支撑杆件形成空间结构,以提高其承载力和刚度;(2)对桁架结构,可采用增设撑杆方法变桁架为撑杆式结构,以提高其刚度和承载力。

3.3 改变结构内部构件间连接方法加固法

钢结构构件常用的连接方法有焊接、铆接、普通螺栓或高强螺栓连接等;在进行钢结构加固前,应根据被加固结构原有连接方式和需要加固的原因、受力状况及施工条件等来确定加固的连接方法,以最终达到提高承载力和耐久性目的。

[责任编辑:邓丽丽]

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