试论建筑结构钢筋混凝土加固技术方法论文_王伟

试论建筑结构钢筋混凝土加固技术方法论文_王伟

格瑞(天津)科技发展有限公司 天津 301802

摘要:随着改革开放的纵向发展,我国经济发展非常迅速,建筑业也如雨后春笋般发展起来,众所周知,建筑结构的稳定性对建筑工程的质量有着至关重要的影响,所以说,建筑结构的加固技术在建筑工程施工中占有非常重要的地位。而现代建筑工程中,多半采用钢筋混凝土为建筑工程的基本建筑材料,本文所要探究的正是钢筋混凝土建筑结构的加固技术。

关键词:钢筋混凝土;建筑结构;加固技术

在经济迅速发展的今天,人们的居住条件大为改善,同时人们对建筑质量的要求也越来越高,新技术、新方法不断应用于建筑工程中。建筑工程的稳固性和抗震性一直是检验建筑工程质量的主要指标,为了保证建筑的稳固和安全,必须对建筑进行一定的加固,鉴于目前建筑工程大都以钢筋混凝土为主要建筑材料,在这里我们主要讨论的是钢筋混凝土的加固技术,加固过程中要遵循科学的原则,否则可能会增加建筑工程的安全隐患。

1建筑结构中钢筋混凝土加固技术的由来

钢筋混凝土结构是目前建筑中使用最广泛的一种结构,由于施工质量、设计、功能等多种原因,需要进行加固来保证结构安全性和可靠性。钢筋混凝土的加固问题一直是国内外致力研究的一个课题,即使是在科技高度发达的今天,其研究仍处于探索和发展阶段。加固技术的应用涉及的问题很多,不仅要遵循现行的规范、标准,还牵涉到过去的工程做法、标准的材料。因此,合理、有效的开展钢筋混凝土加固技术的工程应用研究,具有重要的经济和社会意义。

2几种常见的钢筋混凝土加固方法

2.1加大截面加固法

增大截面加固,也称为外包混凝土加固,是通过增加原构件的受力钢筋,同时在外侧新浇筑混凝土以增大构件,(通常是在钢筋混凝土受弯构件受压区增加混凝土现浇层,受拉区增加配筋量),增大构件截面积和配筋量,增加截面有效高度,从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用,部分情况也可以用来修补裂缝。这种加固法适用范围较广,可用于加固混凝土受弯和受压构件,如板、梁、柱、基础、屋架等。

根据构件受力特点和加固目的、构件几何尺寸等因素,可设计为单侧、双侧或四面包套的加固。例如梁常用上、下侧加厚层加固,中心受压柱常用四面外包套加固,偏心受压柱常用单侧或双侧加层加固。根据不同的加固目的和要求,此法又可分为加大截面为主的加固和以加配钢筋为主的加固,或者两者兼备的加固。为了保证后加混凝土正常工作,以加大截面为主的加固亦需适当配置构造钢筋,对于以加配钢筋为主的加固,为了保证配筋的正常工作,需按钢筋的间距和保护层等构造要求适当增大截面尺寸。加固中应将新、旧钢筋加以焊接,增强新、旧混凝土结合能力。

增大截面加固技术关键在于新、旧材料能否共同工作,核心是结合面剪力能否有效地传递。新、旧混凝土结合面往往是一个薄弱环节,其抗剪强度远远低于整浇混凝土的抗剪强度,新混凝土的收缩、弹性变形、塑性变形等与旧混凝土存在差异,甚至出现裂缝,结合面上抗渗、抗冻性能均会降低。因此结合面混凝土所具有的粘结抗剪力,有时远低于受剪承载力要求,需配置一定数量的贯通结合面的剪切―摩擦筋,来抵抗结合面所出现的剪力。为了确保新、旧混凝土共同工作的可靠性、耐久性,设计时需对加固结构的结合面进行抗剪验算,同时在施工工艺上采取适当的措施。

2.2粘钢加固法

粘钢加固法原理与钢筋混凝土结构中的钢筋与混凝土之间的关系一样,是在钢筋混凝土受弯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,使其整体工作共同受力,以提高结构构件承载力的一种加固方法。

该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

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2.3有粘结外包型钢加固法

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,既采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。

外包角钢结构兼有钢结构和钢筋混凝土的优点:既能增大结构承载力但不会引起刚度较多增加而导致地震作用的增大,同时又能利用型钢套箍和缀板对混凝土进行有效约束提高混凝土的极限应变和抗剪能力,使结构的变形能力大大提高;如果在框架柱上外包钢,可以转变弱柱为强柱,易实现“强柱弱梁”,亦可部分降低核心柱混凝土的轴压比。此外,外粘型钢还能与节点一起进行加固,有利于实现“强节点弱构件”的设计原则,因此具有广阔的使用前景。

2.4置换混凝土加固法

置换混凝土加固法是剔除部分陈旧的混凝土,置换成新的混凝土,新混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级,且不得低于C20级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理,有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。该法的优点与加大截面法相比,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

3建筑结构钢混凝土加固技术的发展趋势

由于科学技术已新月异,建筑结构钢筋混凝土的加固技术也在不断的发展之中。用发展的眼光来分析,其技术发展趋势表现如下:

3.1纤维复合材料加固法

纤维复合材料加固法引入我国时间还很短,但已显著地显现出其优势,成为科研院所、大专院校研究的热点,并得到了广泛的实际应用。尤其是粘贴纤维加固法较成熟,应用也比预应力纤维加固法及嵌入式纤维加固法广泛。

根据研究现状,这三种纤维加固方法有待解决的共同问题主要有以下几方面:纤维材料加固构件的长期受力性能的深入研究;纤维材料对节点加固性能的研究;用纤维加固的结构在较高温度下强度严重退化,如何改进加固材料性能和加固构件的防火耐温措施是有待研究的课题;加强非碳纤维(玻璃纤维、芳纶纤维)材料加固构件的试验及理论研究;如何简化施工工艺,加强质量保证,降低工程造价是一件十分紧迫的事情。 纤维嵌入式加固法在国外研究较多,在国内则刚刚起步,其有待研究的问题较多,主要有加大纤维嵌入式加固法的试验及理论研究、新型粘结材料的研究、粘结材料对界面粘结能力的研究、界面粘结破坏及劈裂破坏时截面受弯承载。

3.2钢丝网复合砂浆(或水泥砂浆)加固法

从历史的观点来看,用钢丝网复合砂浆(或水泥砂浆)加固钢筋混凝土结构,虽然已有 20 多年的研究历史,但在土木工程中的应用仍处于开创性研究阶段,国内在这方面的研究更属刚起步。 但用无机复合砂浆(或水泥砂浆)粘贴钢丝网加固钢筋混凝土构件的方法,比起用有机胶做粘结剂的方法有其独有的优势(砂浆与基材间有更好的相容性、协调性、相互渗透性,而且比有机加固片材抗老化、耐火、耐久性更好),其应用前景较好。

4结语

随着科学技术的不断更新,建筑物的加固补救技术必将不断地涌现,加固补救的方法也会越来越科学。但是对建筑结构而言,最关键还是以防为主,控制为辅,这样才会使建筑结构安全性可靠,使用年限更长,经济性更好。

参考文献:

[1]张清.钢筋混凝土结构加固改造方法探讨[J].商品与质量,2016

[2]黄妙武.建筑结构设计中的钢筋混凝土构造的主要方法[J].中国建筑金属结构,2017

[3]杨小怡,王东洁.建筑工程钢筋混凝土结构裂缝原因及处理措施探析[J].河南建材,2016

论文作者:王伟

论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期

论文发表时间:2018/5/16

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