APP下载

刍议建筑加固结构设计

2018-06-17王立

科学与技术 2018年24期
关键词:钢筋混凝土建筑结构

摘要:在现代,建筑结构设计作为重要的组成部分,受到人们的高度重视,建筑结构设计中一项重要技术就是加固设计技术,然而加固设计技术实施的质量直接决定着整个结构施工的好坏。因此,本文就从结构设计中的加固设计技术应用进行分析,浅谈一下钢筋混凝土建筑结构加固设计技术。

关键词:钢筋混凝土;建筑结构;加固设计技术

建筑施工损失的绝大部分都是由于钢筋混凝土建筑结构加固设计技术实施质量低下造成的,因此,在钢筋混凝土建筑结构施工中,施工技术人员应该着重注意建筑结构施工中的加固设计技术应用,在钢筋混凝土建筑结构加固设计技术被广泛应用,在进行钢筋混凝土建筑结构加固设计技术应用和实践时,需要施工技术人员注意的问题有很多,笔者就从钢筋混凝土建筑结构加固设计技术应用进行分析,浅谈钢筋混凝土建筑结构加固。

1 碳纤维加固设计技术

近年来,碳纤维材料以其轻质、高强、抗腐蚀、耐疲劳及其温度稳定性而受到土木工程界的日益关注,成为研究与应用的热点。工程实践和试验研究表明:采用碳纤维对钢筋混凝土柱进行抗震加固;可以有效约束混凝土的变形,增强耗能能力,从而使其承载能力及延性能力有很大的提高,可取得良好的抗震加固效果。碳纤维片材由于其强度高,弹性模量大,用于横向包裹钢筋混凝土柱时,可以有效提高柱的承载能力和延性性能,其作用机理体现在两个方面:一方面,碳纤维片材横向包裹,其作用类似受剪钢筋,协同钢筋承受剪力。由于碳纤维的抗拉强度远远大于钢筋的抗拉强度,相当于配筋率大大提高,使其抗剪承载力得以显著提高,斜裂缝出现以后构件的变形性能也得以明显改善;另一方面,横向包裹碳纤维,还会对其内部的混凝土起到有效的约束作用,当受压区混凝土达到峰值应力后,具横向膨胀变形急剧增大,碳纤维环向应变显著增大,环向约束力增大,这就使得混凝土应力—应变曲线的下降变得平缓,极限压应变得以提高,因而推迟了受压区混凝土的破坏过程,充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能,显著改善构件的延性。

2 增大截面加固设计技术

对钢筋混凝土结构而言,增大截面法是通过采用同种材料(钢筋混凝土)来增大原混凝土结构截面面积,从而达到提高结构承载能力的目的。当梁、柱构件抗力不够时,常采用增大截面法,其优点如下:

(1)施工技术成熟,便于施工。

(2)质量好,可靠性强。

(3)提高抗力及构件刚度的幅度大,尤其对柱增加稳定性较大。

增大截面、增加刚度,首先要考虑分析整体结构,不能仅为局部加大而加大,这样会引起整体结构的局部薄弱层发生重大事故。此外,加大截面法还有一些不利因素,使用时要予以考虑。一是因构件质量和刚度变化较大,结构固有频率会发生变化,因此,应避免使结构加固后的固有频率进入地震或风震的共振区域,造成新形式的破坏。二是现场湿作业工作量大,养护时间较长,对生产和生活有一定的影响。三是构件的截面增大后对结构的外观以及房屋或桥梁净空也有一定的影响。增大截面加固法主要使用于梁、板、柱、墙等一般结构。

3 预应力加固设计技术

预应力加固法是一种采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆和组合式拉杆)或型钢撑杆对结构进行加固的方法。通过施加预应力强迫钢拉杆或型钢撑杆受力,影响并改变原结构应力分布,并降低结构原有应力水平,致使一般加固方法中普遍存在的应力应变滞后现象的影响能较好的消除。因此,后加部分与原结构能较好地共同工作,结构的总体承载能力可显著提高。预应力加固法具有加固、卸载和改变结构应力分布的三重效果,适用于大跨度结构加固,以及采用其他方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固。预应力加固法的主要优点如下:

3.1 体外配筋张拉预应力可以起到增加主筋、提高正截面及斜截面的强度,同时也提高了刚度,有效地改善了使用性能且效果好。

3.2 预应力能消除或减缓后加杆件的应力滞后现象,使后加杆件有效地工作。

3.3 预应力产生的负弯矩可以抵消部分荷载弯矩,减小原构件的挠度,缩小原构件的裂缝宽度甚至使原裂缝完全闭合。

因此,预应力加固法是一种加固效果好而且费用低的加固方法,具有广阔的应用前景。该方法的缺点是增加了施加预应力的工序和设备。

4 水泥压浆补强加固设计技术

水泥压浆补强法是一种用压力设备将水泥浆液压入结构构件的蜂窝、孔洞或裂缝中,充填并固结这些缺陷,以达到补强加固的目的。水泥灌浆具有强度高、材料来源广、价格低,运输、储存方便及灌浆工艺比较简单等优点,至今仍是应用最广泛的灌浆材料。该法的缺点是需要专门的设备,主要用于因地震、温度、沉降等原因引起的砖墙裂缝的修补。

5 增设支点加固设计技术

增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度,达到减小结构内力和提高其承载能力的加固方法。该法简单可靠,但对于使用空间有一定影响,适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。

6 喷射混凝土补强加固设计技术

喷射混凝土补强法是一种用混凝土喷射机将混凝土拌和料和水(干喷机)或混凝土湿料(湿喷机)以高速喷射到混凝土结构上,并快速凝固成型的加固方法。噴射混凝土不需要振捣,它借助水泥与骨料之间的连续冲击实现密实化,也不需要支模或只需部分支模,施工方便、速度快、工期短,喷射凝固层与原结构粘结力强,所以在大范围加固工程中具有独特优势;其缺点是需要专门的设备,对混凝土的配合比设计要求较高。这种方法常用于病弱混凝土的局部或全部更换;在梁、板等构件的下面增补混凝土;填补混凝土和砖石结构中的孔洞、缝隙及混凝土墙的麻面。

7 钢筋混凝土建筑结构的加固设计技术

钢筋混凝土建筑钢结构的加固设计技术主要是对钢结构建筑物进行加固和对混凝土结构、砌体结构等建筑物采用钢构件进行加固。建筑结构的加固设计技术要求根据加固的对象决定采用钢柱的加固、钢梁的加固、钢层架加固、托架加固、吊车系统加固、裂纹的修复和加固、连接和节点的加固等,根据损害范围选择局部加固或者全面加固。

8 结束语

此文就钢筋混凝土建筑结构加固设计技术的几个方面对钢筋混凝土建筑结构的加固设计技术进行了简单的分析,同时还着重分析了常采用增大截面法的优点以及预应力加固设计技术的主要优点。在不断地吸取和积累建筑经验,对存在的一些问题要进行反思,将理论与实践很好的结合起来,而对于国外的一些施工技术,我们要不断的开拓创新,推动我国建筑结构的发展。

参考文献

[1]黄华. 浅谈房屋建筑结构加固设计及施工技术应用[J]. 江西建材,2015(8):96-96.

[2]罗文龙. 浅析建筑结构检测和加固应注意的问题[J]. 建筑工程技术与设计,2015(8).

[3]聂祺,唐曹明,杨韬,等. 某教学楼板柱-抗震墙结构性能化加固设计分析[J]. 建筑结构,2016(5):44-47.

作者简介:王立,男,1979.02.19,黑龙江省,助理工程师,研究方向结构。

(作者身份证号码:232126197902193792)

猜你喜欢

钢筋混凝土建筑结构
论绿色理念在建筑设计中的应用
桥梁施工技术现状及发展方向
钢筋混凝土反力墙关键工序的施工改进技术
浅谈建筑结构抗震鉴定及加固理论与实践
建筑结构的加固与鉴定
房屋建筑钢筋混凝土预制桩的施工技术