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摘要:随着现代经济的快速发展,建筑工程中的加固技术对于确保建筑物的安全性具有重大的意义。科学技术的进步也促进了新型结构、材料以及施工工艺的产生,为保证建筑工程中施工质量,保证我国建筑事业的蓬勃发展,在施工过程中的建筑结构加固技术是不容忽视的。本文提出了建筑结构加固的技术,介绍了建筑结构加固技术的发展趋势。
关键词:建筑;加固技术;纤维复合材料;混凝土
引言:我国是个多地震的国家,绝大多数省份都发生过6级以上的地震,2008年在四川汶川发生的“5?12”大地震更是造成了大量人员伤亡和财产损失。历次地震经验教训让我们有所反思,如何对现有不满足抗震要求的房屋进行抗震加固,保证结构安全,让今后的地震给我们造成的损失降到最小是我们结构工程师所要考虑的一个重要问题。
抗震加固是对未进行抗震设防或已进行抗震设防但未达到抗震设防标准的建筑物,进行结构补强和提高其抗震力的措施。抗震加固可以极大地减小建筑物的破坏,从而减少人员伤亡和财产损失。
1建筑结构加固的技术
根据建筑结构加固方式及其加固补强的作用,混凝土结构的加固补强方法可以分为直接加固法与间接加固法。直接加固法包括加大截面法、外层包钢法、增加预应力法、外贴钢板法等;间接加固法包括增加支点法、增加支撑体系法、剪力墙加固法等。下面介绍几种传统的加固技术。
1.1加大截面加固法
顾名思义,加大截面法就是在混凝土构件的四周再包筑一层混凝土,增大结构的受力截面积,从而提高结构的承载力。该法,应用十分的广泛,施工工艺简单成熟,适应范围广,可应用于柱、梁、墙、板等混凝土构件。但是,增大截面法现场是作业量大,混凝土养护期长,而且构件的截面尺寸加大后会影响房屋的空间及美观。
增大截面法又可以分为以增大截面尺寸为主和以增大截面配筋为主两种形式。前者,为了确保后补浇筑的混凝土正常的工作性能,必须配置适当的构造钢筋;后者,为保证后增加钢筋的工作性能,必须浇筑一定厚度的保护层。增大截面法加固通常是采用普通混凝土,若外包层比较薄,钢筋较密集,应该采用细石混凝土,确保混凝土的密实度;增大配筋法可采用钢筋,也可以采用型钢等。
1.2外包钢加固法
外包钢加固法是在建筑结构的四角用角钢进行包裹,提高构件的承载力。该加固法有干、湿两种形式,前者,外包型钢与原有构件间因为没有实质性的粘结,二者不能共同受力,因而其承载力提高效果较差;后者,外包角钢与原有构件采用乳胶水泥或者环氧树脂等粘结为一体,二者可以共同工作受力,其加固效果良好。
外包钢加固法施工简单,工作量不大,结构受力也比较可靠,适用不允许加大结构的截面,又可以较大幅度的增大承载力的构件加固,一般用于梁、柱、桁架弦杆等构件的加固。
1.3预应力加固法
在原构件体外增设预应力钢筋,通过对其施加预应力的方法,改变原结构的内力分布状态,以达到提高结构承载力的目的。增设的预应力杆、撑与原结构有良好的共同工作性能,其承载力提高的幅度也比较大。
该法适用于大跨度结构以及采用一般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,但此法不宜用于处在高湿度环境下的混凝土结构或混凝土收缩徐变较大的混凝土结构的加固。
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1.4增设支点加固法
增设支点加固是增设支点从而使得结构的计算跨径减少,以此改变结构的内力分布,从而提高结构的承载力。比如,在梁、板等结构物的中间增加一个支撑点,增加了结构的跨数、减少了跨径,因此,结构的承载力大大的增加,而且可以增大结构的刚度,减少结构的挠度。这种方法对于空间要求不高的大跨度结构中的梁、板、桁架等水平结构的加固,其效果非常显著。该法唯一的缺点就是增设支点后,建筑结构的使用空间受影响较大。
1.5粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法是将特制的钢板用建筑结构胶粘于需要加固构件的表面,让二者共同工作受力,从而提高结构的承载力。其实,该法也就是一种体外配筋,增大其配筋率,以此提高结构的刚度、强度等。粘贴钢板加固法对粘接的胶水要求非常高,粘贴胶水必须具有强度高、粘接能力强、不易老化、受环境影响小、温度变形量小等特性。粘贴钢板加固法具有快捷、简单、对结构的外观、空间影响甚小,其施工过程不影响建筑物的正常使用,因此,在建筑结构加固中应用十分广泛。
以上是建筑结构加固常用的几种方法,每种方法都有其优点与缺点,各自有其适用范围,因此在选择确定加固方法时,应该根据可靠性鉴定结果以及影响结构承载力降低的原因,并结合建筑结构的特点,综合考虑安全性、经济性、适用性等,择优选用。
2建筑结构加固技术的发展趋势
2.1钢丝网复合砂浆(或水泥砂浆)加固法
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。
2.2纤维复合材料加固法的发展趋势
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;抗疲劳加固问题的理论研究;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力的研究等。
对既有建筑物进行加固是未来建筑行业的热点,搞好加固技术的研究开发及应用,确保加固质量可靠显得尤为重要。近几年来随着科技发展,出现了新的加固材料和加固方法,并且这些技术具有明显的优势,得到了广泛的应用,但并不能说明,新方法新技术就可以取代传统的方法。在发展新技术的同时,应做好各种加固方法的优势互补,各种加固材料的取长补短,做好加固技术的开发,为建筑物加固提供切实可靠的技术支持。
结束语
根据目前的国际发展形势来看,随着国民经济的不断发展人们生活水平伴随而来的生活需求也在加大。因此在进行建筑施工过程中,应广泛应用结构加固技术,保证建筑的施工质量,才能使建筑的使用性能和功能性能发挥到最好,才能适应不断增长的建筑使用功能和施工质量要求,促进建筑施工的发展,从而有效提高建筑所带来的经济及社会效益。
参考文献
[1]宋中南.我国混凝土结构加固修复业技术现状与发展对策[J].混凝土,2017,(10).
[2]文明才.建筑结构加固技术及发展趋势[J].湖南城市学院学报,2017,(03).
论文作者:魏智强
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/25
标签:结构论文; 承载力论文; 建筑结构论文; 截面论文; 构件论文; 混凝土论文; 纤维论文; 《防护工程》2019年8期论文;