混凝土结构加固原则和常用方法论文_詹伟

混凝土结构加固原则和常用方法论文_詹伟

温州建设集团建筑设计院 浙江温州 325000

摘要:建筑结构的评估、维修和改造伴随着人类房屋的建设而出现,我们现在正处于新建与既有建筑物维修加固的重要时期,既有建筑物的维修加固已经成为土木工程领域的一个重要组成部分。

关键词:加固;原则;方法

一、前言:

随着我国经济的发展和时间的推移,许多原有建筑已不能满足现在的使用功能和安全方面的要求,于是旧房改造加固工程愈来愈多。作为土木工程领域的设计人员有必要加强对该新产业的认识,在设计时,针对不同的工程采用合理的加固方案,以保证建筑物使用安全,延长使用年限或者改变使用用途显得尤为重要。

二、加固设计原则:

结构加固应综合考虑其技术经济效果,避免不必要的拆除或更换。如果可以利用设计时的安全储备,通过修补能解决问题的就不要进行加固,可避免加固过程中使结构受损加剧或出现新问题。若结构存在的损伤影响了结构安全,威胁了人民生命财产的,但有修复和保存价值或较拆除重建更经济时,则应及时进行加固处理。对有纪念意义或文物、历史、艺术价值的建筑物,也应予以修复和保存。对于加固过程中可能出现倾斜、失稳、过大变形或坍塌等结构,应予以加固设计文件中提出相应的临时性安全措施,并明确要求施工单位必须严格执行。

三、常见加固方法:

混凝土结构加固的方法有很多,主要可分为直接加固和间接两大类。设计时,可根据当地实际条件和使用要求进行多方案的比较、选择。

(一).直接加固法

直接加固法师直接提高结构构件或节点的承载力和刚度的加固方法。直接加固的方法主要有增大截面法、置换混凝土法、外包型钢法、粘贴钢板法、粘贴纤维复合材料法等。

1.增大截面加固法

增大截面加固法是采用增大原构件截面面积并增配钢筋,以提高其承载力和刚度的一种直接加固方法。该方法是一种工艺简单、使用经验丰富、受力可靠的加固方法,不仅可提高构件的抗弯、抗压、抗剪和抗拉等承载能力,同时可以提高构件的刚度和抵抗变形的能力,还可用于修复已损伤的混凝土构件截面,提高其耐久性能。此法可以用于各种构件的加固。

但增大截面加固法也存在固有的缺点,如支模、湿作业工作量大,养护期长,占用建筑空间较多,对在用结构的使用环境也有较大的影响,特别是对后加材料与原构件的截面粘结要求高,使得这种加固方法的应用受到一定的限制。

2.置换混凝土加固法

置换混凝土加固法是将原有结构构件中破损的混凝土凿除,用强度略高的新混凝土浇筑置换,使新旧两部分粘合成一体共同工作的加固方法。

置换混凝土加固法不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业工作量大,养护时间长的缺点。此外,当采用改法加固受弯构件时,为确保置换混凝土施工工程中原结构和构件安全,必须采用有效的支顶措施,使置换工作在卸载的状态下进行。

3.外包型钢加固法

外包型钢加固法是采用横向缀板或箍板为连接件,将型钢包在原混凝土构件表面、四周或者两侧的一种加固方法。外包型钢加固法主要有外粘型钢加固法。

当采用结构胶粘合混凝土构件与型钢构架时,该法称外粘型钢加固法,其优点是适用面广、受力可靠、施工方便、现场工作量较小;缺点为用钢量大,费用高。适用于不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求较大幅度提高承载力和抗震能力的梁、柱结构的加固。

4.粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法就是在被加固结构构件表面采用结构胶粘贴一定厚度的钢板,使之与原构件形成整体共同工作,提高原构件承载力的加固方法。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆粘贴钢板加固法具有施工方便、工期短、占用空间小、对环境影响不大等优点,是一种适用较广的加固方法。

该方法不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋配筋率低于规范规定的最小配筋率的构件加固。

5.粘贴纤维复合材料加固法

粘贴纤维复合材料加固法,是在被加固构件表面用与其匹配的胶黏剂将复合材料粘合于原构件上使之共同工作,提高原构件承载力的一种方法。

粘贴纤维复合材料加固法所使用的复合材料具有轻质、高强、高弹模、抗疲劳的优点,而且这种方法几乎不占用空间、施工操作噪声小,灰尘少的优点。但这种方法也有其自身的缺陷,如需要专门的防火处理和表面防护处理,以防止长期受太阳照射等原因而加速老化、缩短使用寿命等。

(二)、间接加固法

间接加固法是根据已有工程的结构方案和结构构件的布置情况,采取有效的技术措施改变结构的传力途径,或改变构件的内力分布,或减少构件的荷载效应等加固方法。目前常用的间接加固方法主要有外加预应力加固法、增设支点加固法等。

1.外加预应力加固法

外加预应力加固法是采用布置在原结构外部的高强度钢筋或型钢等材料,对原结构或构件施工预应力,使其受力状态得到改善或调整的一种间接加固方法。

2.增设支点加固法主要是梁、板等构件增设支点,以减小结构构件的计算跨度和改变受力状态(如原为单跨梁增设支点后变为连续梁),可大幅度提高承载能力和减少挠度等。

3.此外,卸载也是一种行之有效的间接加固方法。例如,在需加固的结构上,用轻质墙板置换原有的笨重(实心粘土砖)隔墙,用轻质的装饰材料代替较重的装饰材料等,通过减少荷载(自重)减少结构的可靠性。该方法适用于结构或构件承载力略低于规定要求的多层钢筋混凝土框架结构房屋。

四、配合使用技术

(一)植筋技术

对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术,可植入普通钢筋或螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋等。

(二)裂缝修补技术

根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术,适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。

(三)混凝土表面处理技术

采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其他附着物的专门技术。

五、小结

目前,在房屋结构加固设计中,对于加固方案的选择,主要是依靠专业人员的经验进行决策,因而不免带有一定的主观性,而且由于加固设计涉及到新、旧两类材料,受到多种因素、条件的影响,要使加固后结构的综合效应最佳是非常困难的。目前对于建筑物加固方案优化问题,没有完整的理论著述。还需要从理论上进行针对性的系统研究,从工程上进行大量的实践,建立更加完善的优化模型,结合计算智能技术,使建筑物加固方案优化走上智能化的道路。

参考文献:

[1] 卢亦焱,《混凝土结构加固设计原理》2016.6

[2]《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013

[3] 谈忠坤 《建筑结构检测鉴定与加固实例》2016

[4] 彭秋兰.常见建筑结构加固方法选择与优缺点[J].山西焦煤科技,2006.7

论文作者:詹伟

论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期

论文发表时间:2017/11/24

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