建筑工程技術(shù)中混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計的應(yīng)用分析
2015-04-01
一、建筑工程技術(shù)中的混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計基本原則
加固設(shè)計應(yīng)考慮施工方便且可行的施工方法。對于混凝土結(jié)構(gòu),宜提高一級強(qiáng)度等級,并加強(qiáng)構(gòu)造和連接措施等,以保證原結(jié)構(gòu)與新混凝土協(xié)同工作。由于高溫、腐蝕、凍融、振動等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞,加固時應(yīng)采取減小、抵御或排除上述不利水因素影響的對策,保證加固后的結(jié)構(gòu)安全可靠,正常使用。結(jié)構(gòu)加固應(yīng)盡量考慮經(jīng)濟(jì)效果,盡可能做到在不停產(chǎn)的條件下加固,盡量不損傷原構(gòu)件和減少構(gòu)件的拆除,能夠使用的應(yīng)當(dāng)保留。加固方案要在滿足加固本身的要求上,多考慮使用新技術(shù)、新材料、新工藝。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展,先進(jìn)的技術(shù)、材料、工藝都能使加固方案達(dá)到事半功倍的效果,所以一個優(yōu)秀的加固方案不但要在性價比、性能比上下功夫,還要體現(xiàn)其工藝技術(shù)的先進(jìn)性和科學(xué)性。
二、建筑工程技術(shù)中混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方法及改造配套技術(shù)
1、間接加固的方法。(1)預(yù)應(yīng)力加固法。預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件,由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用,拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力,該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上,在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用,該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩,減少了外荷載效應(yīng),從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。(2)增加支承加固法。增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過減少受彎構(gòu)件的計算跨度,達(dá)到減少作用在被加固構(gòu)件上的承載效應(yīng),提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。該法簡單可靠,但易損害建筑物的原貌和使用功能,并可能減小使用空間。
2、直接加固的方法。(1)粘鋼加固法。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件外部粘鋼加固是在構(gòu)件承載力不足區(qū)段(正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面)表面粘貼鋼板,這樣可提高被加固構(gòu)件的承載力,且施工方便。(2)粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法。外貼纖維加固是用膠結(jié)材料把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料貼于被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域,使它與被加固截面共同工作,達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外,還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn),但需要專門的防火處理,適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。(3)置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近,且加固后不影響建筑物的凈空,但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點(diǎn),適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。(4)有黏結(jié)外包型鋼加固法。外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊,外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法。即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)件黏結(jié)成一整體,加固后的構(gòu)件,由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高,因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。(5)繞絲法。該法的優(yōu)缺點(diǎn)與加大截面法相近,適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固,或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。
3、混凝土結(jié)構(gòu)加固改造配套技術(shù)。(1)托換技術(shù)。就是托梁拆柱,托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)的概稱,屬于一種綜合性技術(shù)。適用于已有建筑物的加固改造。(2)植筋技術(shù)。是一項對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù),可植入普通鋼筋,也可植入螺栓式錨筋,已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程。(3)裂縫修補(bǔ)技術(shù)。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的起因、形狀和大小、采用不同封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ),使結(jié)構(gòu)因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù)的一種專門技術(shù),適用于已有建筑物中各類裂縫的處理。另外還有碳化混凝土修復(fù)技術(shù),混凝土表面處理技術(shù),混凝土表層密封技術(shù)等等。
三、建筑工程技術(shù)中混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計應(yīng)用
1、混凝土柱的加固設(shè)計。應(yīng)根據(jù)柱子外觀表現(xiàn)、現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果以及室內(nèi)的工作結(jié)果。判明混凝土柱破壞的原因,從而采取各種不同的加固方法,及時對受損壞的混凝土柱進(jìn)行加固處理。(1)置換加固法。置換法是一種針對柱子混凝土部分進(jìn)行處理而提高承載力的方法,采用這種方法時一般不考慮原鋼筋利用率的折減。該方法普遍用于混凝土柱因火災(zāi)或其它破壞而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降引起柱承載力不足的情況。(2)預(yù)應(yīng)力撐桿加固法。預(yù)應(yīng)力撐桿加固框架柱是種簡單又快速的加固方法,能有效地提高軸心受壓或偏心受壓柱的承載力,預(yù)應(yīng)力撐桿有單側(cè)和雙側(cè)兩種:單側(cè)撐桿適用于受壓筋配筋量不足或混凝土強(qiáng)度過低、彎矩不變號的偏心受壓柱加固;雙側(cè)撐桿適用于需變號的偏心受壓及軸心受壓柱加固。(3)增大截面法。增大截面法又稱外包混凝土加固法,是一種使用最廣泛的加固柱子方法,在條件允許的情況下,是一種最可靠的傳統(tǒng)加固方法,它可以同時增加原有柱的截面面積和配筋量,能較大幅度的提高原有柱的承載能力和剛度,尤其是原柱加固后更符合規(guī)范所倡導(dǎo)的強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計原則,具有更好的抗震性能。(4)外包鋼加固法。所謂外包鋼加固,就是在混凝土的四角或兩面包以型鋼的一種加固方法,它的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件的截面尺寸增加不大,但原柱的載力能力提高較大,這種方法特別適用于構(gòu)件外形受限制,不宜增加太多的情況。對于方形或矩形柱采用四周包角鋼并在橫向加綴板的方法,而對于圓柱或其它弧形柱則用扁鋼加套箍的方法進(jìn)行加固。
2、 混凝土梁、板加固的設(shè)計。(1)增補(bǔ)受拉鋼筋法。對于承載力要求增加不大、經(jīng)驗算其截面高度滿足要求的梁,只須適當(dāng)增設(shè)受拉主筋即可。后補(bǔ)的鋼筋可以直接焊在原梁的鋼筋上。增補(bǔ)受拉鋼筋法可分為全焊接補(bǔ)筋和半焊接補(bǔ)筋和黏結(jié)法三種。(2)增大截面加固法。增大截面法,是指在原受力構(gòu)件的單側(cè)或雙側(cè)澆注一層混凝土來增大原混凝土構(gòu)件的截面面積,同時加配一定數(shù)量的鋼筋以達(dá)到提高原構(gòu)件承載能力的方法。增大截面法的加固效果與多種因素有關(guān),加固時的施工工藝以及是否對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行卸荷處理將直接影響到加固工作的成敗。(3)黏貼加固法。黏貼加固法是用黏結(jié)劑(結(jié)構(gòu)膠)將鋼板或其他高強(qiáng)材料(如碳纖維、玻璃纖維)黏在需要加固的部位,以提高構(gòu)件的抗彎、抗剪承載能力,亦可提高構(gòu)件的剛度和整體性。該方法始于20世紀(jì)60年代,它不僅用于建筑,同時也用于橋梁、公路的加固。
結(jié)束語:
在建筑工程技術(shù)中混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計是一個繁瑣而技術(shù)含量較高的工作,進(jìn)行工程施工時應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件選擇適宜的加固方法,最大限度地達(dá)到使用要求,實(shí)現(xiàn)預(yù)期的加固效果。加固設(shè)計方案的制定尤為重要,對于需要加固的構(gòu)筑物,應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的不同情況制定不同的加固方案。方案的確定要遵循安全、經(jīng)濟(jì)、快捷、施工方便的原則,只有這樣,加固工程才能收到良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。