土木工程施工中钢筋混凝土柱加固技术分析论文_张锋钊

土木工程施工中钢筋混凝土柱加固技术分析论文_张锋钊

广西鼎汇建设集团有限公司 广西玉林 537000

摘要:世界各国大部分的建筑结构的主要形式是钢筋混凝土结构。随着时代的发展,我国一些房屋建筑出现了不同程度的老化和损坏现象,这些现象的存在极大地影响了房屋建筑结构的稳定性和安全性,并影响了人们的日常生活。同时,在建筑物的需求日益增加的情况下,建筑物的建造必须做好初步设计,而且还必须评估结构破坏的程度及使用过程中的外力对建筑物破坏程度。根据实际情况采取适当措施,以改善建筑结构的性能并确保建筑结构的安全使用。在新的历史时期,钢筋混凝土结构是房屋建筑的主要结构。该结构在使用过程中具有可塑性,耐火性和耐用性的特征,但是在使用的时候倾向于破裂。为此,在住宅项目的建设中,必须结合相关人员的实际情况,以加强钢筋混凝土加固技术的应用分析。

关键词:钢筋混凝土柱;加固技术;分析

一、钢筋混凝土结构加固的重要性

对于我国的建筑结构工程而言,最主要的就是保证所有建筑结构的稳定性与安全性,而钢筋混凝土的结构作为建筑结构工程之中至关重要的结构建筑,它可以有效的提高整体建筑的质量和安全性,并且可以延长实际的建筑使用寿命。但是因为钢筋混凝土的结构使用寿命依然容易受到各种因素的制约,所以需要对钢筋混凝土结构进行一定的加固设计,而这样不仅可以有效的提高建筑结构的使用寿命,也可以加强整个建筑结构的质量和稳定性,从而确保用户使用的安全性。

二、钢筋混凝土结构常见的加固方法

1、增大截面加固法

增大截面加固法作为一种传统的加固方法,是通过增大构件或者建筑物的截面面积和配筋来提高其强度、刚度、稳定性以满足构件正常使用要求的一种加固方法。增大截面法有四周包裹、单面加固和双面加固等不同形式。四周包裹是在柱四周浇筑混凝土,在主要承受轴向力的结构应用较多,单面或双面主要针对同时又承受较大弯矩的柱结构,在主受力面进行增大。特别在抗震设防地区,这可使原来的强梁弱柱变为有利于抗震的强柱弱梁结构。

增大截面法加固柱与普通混凝土构件在受力性能上有所不同,这是因为在增大截面加固时,一般无法进行完全卸载,被加固柱在加固前已经承受荷载,截面内已经产生了一定的应力和应变。新加部分在加固后并不能立即分摊原已施加于被加固柱上的荷载,而只能是在新增荷载作用下才开始与被加固柱共同工作,承担荷载。这样加固后新加部分的应变始终滞后于原柱。当被加固柱达到极限状态时,新增加钢筋和混凝土性能无法得到充分发挥,直接带来后加固材料的利用率不高等问题,加固之前混凝土柱的应力水平越高,加固效果就越差。

2、外包钢加固法

外包钢加固混凝土柱,就是在柱的四角包以型钢的加固方法。其优点是施工简便,现场工作量较小,受力较为可靠。按照施工工艺的不同,外包钢加固法可分为湿式和干式外包钢两种。其中干式外包钢加固就是把型钢直接外包于原构件,或虽然填塞有水泥砂浆,但不能保证结合面有效地传递剪力。湿式外包钢加固法,是在外包型钢和原构件之间留有一定的间隙,并在其间填灌乳胶水泥浆或细石混凝土,使二者粘结成整体,协同工作。工程中一般多采用湿式加固方法。

外包钢加固构件的截面尺寸一般扩大不多,但其承载力提高幅度较大,且由于横向外包钢的约束作用,构件的延性也有较大提高。该加固方法适用于原构件截面尺寸不允许有较大增长,却又要求大幅度地提高截面承载能力的混凝土结构加固。

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3、外粘FRP材料加固法

粘贴FRP(FiberReinforcedPlastic)材料加固法是20世纪80、90年代在国外兴起的一种新型加固技术,它利用树脂类胶结材料将碳纤维织物粘贴于混凝土表面来达到对结构补强加固及改善结构受力性能的目的。现阶段在土木工程中研究和应用较广的主要有碳纤维增强聚合物(CFRP)、玻璃纤维增强聚合物(GFRP)、芳纶纤维增强聚合物(AFRP)和玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)等。

将FRP材料水平包裹或缠绕于混凝土构件的外围,当构件承受竖向荷载时而发生横向变形时,FRP可为混凝土被动提供约束力,从而提高核心混凝土的极限抗压强度和极限应变,从而改善混凝土柱的受力性能。FRP加固能有效改变混凝土柱的破坏模式,避免发生延性较差的剪切破坏,显著改善混凝土变形能力,同时这与其他传统加固方法相比,外粘纤维增强塑料加固法虽然具有耐腐蚀、量轻(几乎不增加结构自重)、强度高、维护费用较低等优点,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物,但其加固后结构延性较差,变形能力不足;另外,由于粘贴纤维材料底部树脂为环氧类结构胶,对温度要求较高,易老化,需要专门的防火处理等问题存在。同时,由于单一FRP无法满足结构加固的需要,近年来国内外对混杂纤维复合加固也进行了研究与应用。为了提高FRP材料的利用率,对FRP材料在加固前施加一定的预应力也逐渐成为研究的一个热点。

4、预应力加固法

采用预应力加固法的主要思想就是施加一部分预先设想的力或变形,来减小或抵消不希望出现的力和变形,预应力法加固按加固对象的不同,分为预应力拉杆加固和预应力撑杆加固。预应力拉杆加固法适用于大偏心受压构件的加固,钢拉杆布置在受压构件的受拉侧,施加预应力后,能降低构件的内力,提高构件的承载力。轴心受压柱应在加固柱两侧设置压杆肢;对于小偏心受压柱,压杆肢设置在压力较大侧。此法主要适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占空间小的混凝土承重结构,尤其是高应力状态下的大跨结构,如钢筋严重锈蚀柱等。但这种方法的缺点是在施工时需要有专门的预应力设备,施工工序较为复杂。

由于桥梁结构自重较大,且跨度一般较大,预应力加固方法因其内在的优势致使其在桥梁加固工程中应用较多,关于预应力加固方法的相关研究国内外也开展较多。

三、工程钢筋混凝土结构加固设计方案的选择

上述内容是目前我国进行钢筋混凝土结构加固过程中较为常见的几种加固方法,每一种加固方法都具有不同的特点和效果,所以需要对其进行全面的分析研究,并且要根据建筑结构施工的实际需求进行选择。除此之外,在进行选择加固方法之前还需要对所有的加固方法进行全面的了解与分析,当了解所有加固方法的特点与优势不足之后,才能够选择最为合适的钢筋混凝土结构加固方法。而对于钢筋混凝土结构的加固过程而言,相关的工作人员首先需要对建筑结构的根基设计进行相应的分析研究,然后根据实际的建筑结构承载能力、施工周期、施工成本以及各种施工施舍进行全面的考虑分析,然后选择出一些可行的加固方法。然后还需要在所有可行的加固方法之中进行可行性的实验与分析,以此来确保加固方法的顺利进行。举个例子来说,如果钢筋混凝土建筑结构需要较小的构件时,并且不能够进行大型机械设备的施工,此时就可以选择粘贴碳纤维复合材料或者植筋技术。如果实际的建筑环境能够符合建筑施工的周期要求和施工空间要求,那么就可以根据实际的经济状况选择增大截面加固法、粘贴钢板法以及预应力加固法等。

结束语

总而言之,伴随着我国经济如火如荼的发展,我国的建筑结构工程也得到了较为明显的进步发展。而钢筋混凝土结构作为建筑结构工程之中至关重要的一部分,它不仅可以有效的保证整体建筑结构的质量和稳定性,也可以延长建筑结构的使用寿命,并确保其使用的安全性。

参考文献:

[1]卓宏博.某钢筋混凝土结构加固改造设计实用方法研究[J].昆明:云南大学,2014.

[2]陈磊.建筑工程钢筋混凝土结构加固设计要点讨论[J].绿色环保建材,2016(1):90-91.

论文作者:张锋钊

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/5/6

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