试论建筑结构钢筋混凝土加固技术方法论文_赵恺

试论建筑结构钢筋混凝土加固技术方法论文_赵恺

摘要: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。

关键词:建筑结构;钢筋混凝土;加固方法

一、建筑结构钢筋混凝土结构加固的重要性分析

随着建筑物使用时间的变化,必然会出现常规性的损耗和脱落,为了提高建筑物的使用寿命,必然要采取相应的加固举措。

1.实践研究理论的客观需求

我们国家就加固理论已经进行了多年研究,也取得了一定的成果,但相关的成果转化还需要时间和过程。加固技术具有极强的专业性和复杂性,在应用过程中,不仅涉及到法律规范的要求,还涉及到相关的施工标准、施工工艺和施工材料的应用。受技术水平、审美观念和评判标准等因素的影响,在加固技术的应用方法上,也不尽相同,所以需要我们在积极的实践中,去实现理论向成果的转化。

2.确保建筑主体安全性能的重要举措

世界范围内,最为广泛的建筑结构形式就是钢筋混凝土,虽然经历了上百年的发展,但在实际应用当中,还存在很多不足之处。比如钢筋混凝土的使用规范化不够,在施工当中擅自改变配比;也有的由于技术原因,钢筋混凝土结构设计不够合理,造成事故隐患。很多建筑都是在使用过程中,逐渐发现隐性问题的。所以,加固技术的应用是确保建筑主体安全性能的重要措施。

3.提高建筑质量的根本要求

我们现有建筑物由于施工时间不同,施工设计和施工技术都或多或少的存在一定的缺陷,随着时间的推移,损坏、老化以及自然灾害造成的结构承载力不足、抗震性不良、开裂等问题。针对这些问题,我国相关学者就加固理论进行了深入的研究,所以,对钢筋混凝土建筑结构进行必要的加固,是确保建筑质量最根本的要求。

二、建筑结构钢筋混凝土结构加固的重要原则

为了使结构的维修、加固最终取得良好的综合效益,设计中应遵守以下原则:

1.尽可能使加固措施发挥综合效应,提高加固效率。

2.尽可能保留和利用原结构构件,发挥原结构的潜力,避免不必要的拆除和更换。

3.尽可能减小对建筑物使用功能的影响。对十住宅、商场等民用建筑,应尽可能避免降低房屋的净高,缩小使用空间,影响房屋的采光、通风、保温隔热等功能;对于工业建筑,应尽可能避免对生产工艺、生产流程、物料运输等造成不利影响。

4.加固后结构的力学分析和校核除了应遵守结构设计的基本原则外,尚应考虑结构在加固时的工作应力,加固部分应变滞后的持点,新旧材料协同工作的程度,加固后构件截面形心和刚度的变化等。

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5.避免或尽可能减小设计方案的负面效应,充分考虑加固措施对结构体系、未加固构件、地基等可能造成的不利影响。

6.应采取可靠措施保证新旧材料的共同工作,尽可能通过合理安排新旧构件的拆装顺序,通过临时卸载、临时支顶或采取预应力加固的方法等,减小应力滞后现象,充分发挥新增部分的作用。

三、建筑结构钢筋混凝土结构加固的常见方法

1.粘贴纤维增强塑料加固法。外贴纤维加固是用树脂类胶结材料将纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作,从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。它是一种非常简单且优良的加固补强方法,但要求被加固混凝土强度等级不得低于C15,且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa,除了具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

2.增加支承加固法。增设支点加固法是通过增设支承点,减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的荷载效应,提高结构承载水平的目的。根据支承结构受力性能的不同分为刚性支点和弹性支点两种加固方法。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间;适用于梁、板、析架、网架等结构的加固。

3.粘贴钢板加固法。钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在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)表面粘贴强度高的钢板,使原有混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力,约束混凝上变形,提高了加固构件的刚度和抗裂度,有效发挥了粘贴钢板的抗弯、抗剪、抗压性能,且不会在混凝土中产生应力集中采用该方法加固时,要求被加固的混凝土结构构件,其现场实测混凝土强度等级不得低于C15,且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa,并且应将钢板设计成仅承受轴向应力作用,钢板表面应进行防锈蚀处理,表面防锈蚀材料对钢板及胶粘剂无害。

4.预应力加固法。预应力加固法是一种采用外加预应力钢拉或撑杆,对结构进行加固的方法。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。因此,预应力加固法广泛用于混凝土梁、板等受弯构件以及混凝土柱的加固。预应力加固法是一种加固效果好而且费用较低的加固方法,适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝土承重结构。缺点是它不适用于混凝土收缩徐变大的混凝土结构。此种方法还增加了施工预应力的工序和设备,施工技术要求过高,预应力拉杆或压杆于被加固构件的连接节点处理较复杂,难度较大。

四、建筑结构钢筋混凝土结构加固的技术分析

1.灌浆、嵌缝封堵技术

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

2.混凝土表面处理技术

该技术是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

3.仿生自愈合技术

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分。如含粘结剂的液芯纤维或胶囊,在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

4.托换技术

该技术是托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称,属于一种综合性技术。由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成,适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。

钢筋混泥土建筑结构是目前最为广泛运用的建筑结构之一,既关系到整个国民经济的发展,又关系到居民生活方式的改变和生活质量的提高,因此,通过加固技术的研究,在建设施工过程中,充分考虑到各种项目工程的实际情况,根据不同的建筑结构构件特点,科学制定施工方案,合理选择加固方法,严格遵守各种施工标准和施工规范,采用先进科技和先进施工工艺,促进加固施工的规范化和标准化,提高整个钢筋混泥土建筑的加固效果,增强其稳定性和安全性。

参考文献

[1]闫韬,孔令春,马中成. 选煤厂主厂房改扩建梁柱加固设计[J]. 河北煤炭,2008,(04)

[2] 许士斌. 某食堂加固改造工程的设计与施工[J]. 建筑技术开发,2008,(02)

论文作者:赵恺

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期

论文发表时间:2019/4/10

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