摘要:本文論述了鋼筋混凝土結構加固的曆史背景,分析了常用的鋼筋混凝土結構加固方法,並且對各種加固方法的適用範圍及優缺點進行了研究,以積累鋼筋混凝土結構加固經驗,完善鋼筋混凝土結構加固工藝。為後續的設計與施工提供技術支持。
鋼筋混凝土結構是目前使用最為廣泛的結構形式,尤其是在工業建築中鋼筋混凝土結構所占比重大,但是鋼筋混凝土結構在超過使用年限後,會出現明顯的損傷。這些建築物有的由於使用超出建築物本身的使用極限;有的由於建造質量差;在這種情況下,往往不會因此而拆除重建,結構均需要進行增強,補強,改造和維修。混凝土結構的加固可以分為直接加固與間接加固兩個種類,在設計人員設計時可根據實際情況選擇合適的方法和施工技術。直接加固的一般方法有:加大截麵加固法、置換混凝土加固法、有粘結外包型鋼加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼纖維增強塑料加固法、繞絲法、錨栓錨固法等。間接加固法包括預應力加固法、增設支點加固法等。
2、常用的加固方法
2.1粘(zhan)貼(tie)纖(xian)維(wei)增(zeng)強(qiang)塑(su)料(liao)加(jia)固(gu)法(fa)。外(wai)貼(tie)纖(xian)維(wei)加(jia)固(gu)是(shi)用(yong)樹(shu)脂(zhi)類(lei)膠(jiao)結(jie)材(cai)料(liao)將(jiang)纖(xian)維(wei)增(zeng)強(qiang)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)貼(tie)於(yu)被(bei)加(jia)固(gu)構(gou)件(jian)的(de)受(shou)拉(la)區(qu)域(yu),使(shi)它(ta)與(yu)被(bei)加(jia)固(gu)截(jie)麵(mian)共(gong)同(tong)工(gong)作(zuo),從(cong)而(er)達(da)到(dao)對(dui)結(jie)構(gou)構(gou)件(jian)補(bu)強(qiang)加(jia)固(gu)及(ji)改(gai)善(shan)結(jie)構(gou)受(shou)力(li)性(xing)能(neng)的(de)目(mu)的(de)。它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)且(qie)優(you)良(liang)的(de)加(jia)固(gu)補(bu)強(qiang)方(fang)法(fa),但(dan)要(yao)求(qiu)被(bei)加(jia)固(gu)混(hun)凝(ning)土(tu)強(qiang)度(du)等(deng)級(ji)不(bu)得(de)低(di)於(yu)C15,且混凝土表麵的正拉粘結強度不得低於1.5MPa,除了具有粘貼鋼板相似的優點外,還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優點,但需要專門的防火處理,適用於各種受力性質的混凝土結構構件和一般構築物。
2.2增zeng加jia支zhi承cheng加jia固gu法fa。增zeng設she支zhi點dian加jia固gu法fa是shi通tong過guo增zeng設she支zhi承cheng點dian,減jian少shao受shou彎wan構gou件jian的de計ji算suan跨kua度du,達da到dao減jian少shao作zuo用yong在zai被bei加jia固gu構gou件jian上shang的de荷he載zai效xiao應ying,提ti高gao結jie構gou承cheng載zai水shui平ping的de目mu的de。根gen據ju支zhi承cheng結jie構gou受shou力li性xing能neng的de不bu同tong分fen為wei剛gang性xing支zhi點dian和he彈dan性xing支zhi點dian兩liang種zhong加固方法。該法簡單可靠,但易損害建築物的原貌和使用功能,並可能減小使用空間;適用於梁、板、析架、網架等結構的加固。
2.3有粘結外包型鋼加固法。外包鋼加固是把型鋼(一般為角鋼或槽鋼)或鋼板包於構件的四角或兩角的加固方法,外包鋼加固鋼筋混凝土梁也稱濕式外包鋼加固法,采用該方法加固混凝土結構構(gou)件(jian)時(shi),應(ying)采(cai)用(yong)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)膠(jiao)粘(zhan)劑(ji)進(jin)行(xing)灌(guan)注(zhu),把(ba)型(xing)鋼(gang)與(yu)被(bei)加(jia)固(gu)構(gou)件(jian)粘(zhan)結(jie)成(cheng)一(yi)整(zheng)體(ti),以(yi)保(bao)證(zheng)型(xing)鋼(gang)架(jia)和(he)原(yuan)構(gou)件(jian)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)共(gong)同(tong)受(shou)力(li)。其(qi)特(te)點(dian)是(shi)受(shou)力(li)可(ke)靠(kao)、施工簡便、現場工作量較小,但用鋼量較大,且不宜在無防護的情況下用於60度以上高溫場所;適用於使用上不允許顯著增大原構件截麵尺寸,但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。
2.4粘貼鋼板加固法。鋼筋混凝土受彎構件外部粘鋼加固是在構件承載力不足區段(正截麵受拉區、正截麵受壓區或斜截麵)表麵粘貼強度高的鋼板,使原有混凝土和鋼板作為一個新的整體共同受力,約束混凝上變形,提高了加固構件的剛度和抗裂度,有效發揮了粘貼鋼板的抗彎、抗剪、抗壓性能,且不會在混凝土中產生應力集中采用該方法加固時,要求被加固的混凝土結構構件,其現場實測混凝土強度等級不得低於C15,且混凝土表麵的正拉粘結強度不得低於1.5MPa,並且應將鋼板設計成僅承受軸向應力作用,鋼板表麵應進行防鏽蝕處理,表麵防鏽蝕材料對鋼板及膠粘劑無害。它的特點是施工簡單、速度快、上期短;現場無濕作業或僅有抹灰等少量濕作業,對生產和生活影響小;傳力直接,加固效果好,耐久性好;且加固後對原結構外觀和原有淨空無顯著影響,但加固效果在很大程度上取決於膠粘工藝與操作水平;適用於承受靜力作用且處於正常濕度環境中的受彎或受拉構件的加固。
2.5加大截麵加固法。在鋼筋混凝土shouwangoujianshouyaqujiahunningtuxianjiaoceng,zengjiajiemianyouxiaogaodu,kuodajiemianmianji,congertigaogoujianzhengjiemiankangwan,xiejiemiankangjiannenglihejiemiangangdu,qidaojiagubuqiangdezuoyong。jiadajiemianjiagufazaishejigouzaofangerbixujiejuehaoxinjiabufenyuyuanyoubufendezhengtigongzuogongtongshouliwenti。shiyanyanjiubiaoming,jiagujiegouzaishouliguochengzhongjiehemianhuichuxianla、壓、彎、剪(jian)等(deng)各(ge)種(zhong)複(fu)雜(za)應(ying)力(li),其(qi)中(zhong)關(guan)鍵(jian)是(shi)剪(jian)應(ying)力(li)和(he)拉(la)應(ying)力(li)。在(zai)彈(dan)性(xing)階(jie)段(duan),結(jie)合(he)麵(mian)的(de)剪(jian)應(ying)力(li)和(he)法(fa)向(xiang)拉(la)應(ying)力(li)主(zhu)要(yao)是(shi)靠(kao)結(jie)合(he)麵(mian)兩(liang)邊(bian)新(xin)舊(jiu)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)粘(zhan)結(jie)強(qiang)度(du)承(cheng)擔(dan);開裂後及極限狀態下,則主要是通過貫穿結合麵的錨固鋼筋或錨固螺栓所產生的被動剪切摩擦力傳遞。
2.6預yu應ying力li加jia固gu法fa。預yu應ying力li加jia固gu法fa是shi采cai用yong外wai加jia預yu應ying力li鋼gang拉la杆gan或huo型xing鋼gang撐cheng杆gan對dui結jie構gou或huo整zheng體ti進jin行xing加jia固gu的de方fang法fa,通tong過guo預yu應ying力li的de施shi加jia改gai變bian了le原yuan結jie構gou內nei力li分fen布bu和he應ying力li水shui平ping,致zhi使shi一yi般ban加jia固gu結jie構gou中zhong所suo特te有you的de應ying力li應ying變bian滯zhi後hou現xian象xiang得de以yi完wan全quan消xiao除chu,因yin此ci後hou加jia部bu分fen和he原yuan結jie構gou能neng共gong同tong工gong作zuo,結jie構gou的de承cheng載zai能neng力li可ke顯xian著zhu提ti高gao,並bing可ke減jian少shao結jie構gou的de變bian形xing、裂(lie)縫(feng)寬(kuan)度(du)。預(yu)應(ying)力(li)水(shui)平(ping)拉(la)杆(gan)加(jia)固(gu)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)受(shou)彎(wan)構(gou)件(jian),由(you)於(yu)預(yu)應(ying)力(li)和(he)新(xin)增(zeng)外(wai)部(bu)荷(he)載(zai)的(de)共(gong)同(tong)作(zuo)用(yong),拉(la)杆(gan)內(nei)產(chan)生(sheng)軸(zhou)向(xiang)拉(la)力(li),該(gai)力(li)通(tong)過(guo)杆(gan)端(duan)錨(mao)固(gu)偏(pian)心(xin)地(di)傳(chuan)遞(di)到(dao)構(gou)件(jian)上(shang),在(zai)構(gou)件(jian)中(zhong)產(chan)生(sheng)偏(pian)心(xin)受(shou)壓(ya)作(zuo)用(yong),該(gai)作(zuo)用(yong)克(ke)服(fu)了(le)部(bu)分(fen)外(wai)荷(he)載(zai)產(chan)生(sheng)的(de)彎(wan)矩(ju),減(jian)少(shao)了(le)外(wai)荷(he)載(zai)效(xiao)應(ying),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)了(le)構(gou)件(jian)的(de)抗(kang)彎(wan)能(neng)力(li)。同(tong)時(shi),由(you)於(yu)拉(la)杆(gan)傳(chuan)給(gei)構(gou)件(jian)的(de)壓(ya)力(li)作(zuo)用(yong),構(gou)件(jian)裂(lie)縫(feng)發(fa)展(zhan)得(de)以(yi)緩(huan)解(jie)、控kong製zhi,斜xie截jie麵mian抗kang剪jian承cheng載zai力li也ye隨sui之zhi提ti高gao。由you於yu水shui平ping提ti杆gan的de作zuo用yong,原yuan構gou件jian的de截jie麵mian應ying力li特te征zheng由you受shou彎wan變bian成cheng了le偏pian心xin受shou壓ya,因yin此ci,加jia固gu後hou構gou件jian的de承cheng載zai力li主zhu要yao取qu決jue於yu壓ya彎wan狀zhuang態tai下xia原yuan構gou件jian的de承cheng載zai力li。
2.7置(zhi)換(huan)混(hun)凝(ning)土(tu)加(jia)固(gu)法(fa)。置(zhi)換(huan)混(hun)凝(ning)土(tu)加(jia)固(gu)法(fa)是(shi)指(zhi)對(dui)原(yuan)有(you)結(jie)構(gou)強(qiang)度(du)低(di),韌(ren)性(xing)差(cha)的(de)構(gou)件(jian)材(cai)料(liao)用(yong)強(qiang)度(du)高(gao),韌(ren)性(xing)好(hao)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)材(cai)料(liao)置(zhi)換(huan)的(de)方(fang)法(fa)。該(gai)方(fang)法(fa)適(shi)用(yong)於(yu)承(cheng)重(zhong)構(gou)件(jian)受(shou)壓(ya)區(qu)混(hun)凝(ning)土(tu)強(qiang)度(du)偏(pian)低(di)或(huo)有(you)嚴(yan)重(zhong)缺(que)陷(xian)的(de)局(ju)部(bu)加(jia)固(gu)。施工工藝簡單方便,上期短,占用空間小,不影響使用功能,而且造價比較低,經濟合理。采用本方法加固混凝土結構構件時,其非置換部分的原構件混凝土強度等級,按現場檢測結果不應低於該混凝土結構建造時規定的強度等級。置換用的混凝土強度等級應比原構件混凝土提高一級且不應低於C25混凝土的置換深度,板不應小於40mm,梁、柱采用人工澆築時,不應小於60mm,采用噴射法施工時,不應小於50mm,置換長度應根據混凝土強度和缺陷的檢測及驗算結果確定,但對非全長置換的隋況其兩端應分別延伸不應小於100mm。置zhi換huan部bu分fen應ying位wei於yu構gou件jian受shou壓ya區qu內nei,且qie應ying根gen據ju受shou力li方fang向xiang將jiang有you缺que陷xian混hun凝ning土tu剔ti除chu,剔ti除chu位wei置zhi應ying在zai沿yan構gou件jian整zheng個ge寬kuan度du的de一yi側ce或huo對dui稱cheng的de兩liang側ce,不bu得de僅jin剔ti除chu截jie麵mian的de一yi隅yu。
上述混凝土結構加固技術還有待於在實踐中進一步探索,隨著建築科學技術的不斷進步,新型建築材料不斷出現,更好的加固施工方法將會有更大拓展,因此,加固施工方案的選擇範圍也將具有更為廣泛的空間。
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