砌體結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)分析

摘要 砌體結(jié)構(gòu)房屋在我國(guó)屬于量大面廣的結(jié)構(gòu)形式，研究其加固施工技術(shù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文介紹了砌體結(jié)構(gòu)的加固原理、砌體常見裂縫的分析以及砌體結(jié)構(gòu)常用的加固方法。

關(guān)鍵詞 砌體結(jié)構(gòu);加固;技術(shù)

中圖分類號(hào)TU746文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1673-9671-(2009)111-0036-01

建筑物加固改造施工是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的技術(shù)。為了保證設(shè)計(jì)意圖的全面實(shí)現(xiàn)，施工單位既要有良好的技術(shù)素質(zhì)，又要有專業(yè)工程經(jīng)驗(yàn)。施工之前還應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，制定完善的施工操作規(guī)程。

1結(jié)構(gòu)加固的基本原理

加固結(jié)構(gòu)的受力性能與一般未經(jīng)加固的普通結(jié)構(gòu)的受力性能有較大差異。其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在:

(1)加固結(jié)構(gòu)屬二次受力結(jié)構(gòu)，加固前原結(jié)構(gòu)已經(jīng)載荷受力，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)因承載能力不足而進(jìn)行加固時(shí)，截面應(yīng)力、應(yīng)變水平一般都很高。然而，新加部分在加固后并不立即分擔(dān)荷載，而是在新增荷載，即第二次加載時(shí)，才開始受力。這樣，整個(gè)加固結(jié)構(gòu)在其后的第二次載荷受力過程中，新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變始終滯后于原結(jié)構(gòu)的累計(jì)應(yīng)力、應(yīng)變，原結(jié)構(gòu)的累計(jì)應(yīng)力、應(yīng)變值始終高于新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變值，原結(jié)構(gòu)達(dá)極限狀態(tài)時(shí)，新加部分的應(yīng)力應(yīng)變可能還很低，破壞時(shí)，新加部分可能達(dá)不到自身的極限狀態(tài)，其潛力得不到充分發(fā)揮。

(2)加固結(jié)構(gòu)屬二次組合結(jié)構(gòu)，兩部分結(jié)構(gòu)存在整體工作共同受力問題。整體工作的關(guān)鍵，主要取決于結(jié)合面的構(gòu)造處理及施工作法。結(jié)合面混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于混凝土本身強(qiáng)度，因此，在總體承載力上二次組合結(jié)構(gòu)一般比一次整澆結(jié)構(gòu)要低。

2砌體常見裂縫的分析與預(yù)防

砌體輕微細(xì)小裂縫影響觀瞻和使用功能，大的裂縫影響砌體的承載力。在這些情況下，必須認(rèn)真分析，妥善處理。

2.1 地基不均勻沉降引起的裂縫

地基發(fā)生不均勻沉降后，沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體產(chǎn)生相對(duì)位移，從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力，當(dāng)這種附加內(nèi)力超過砌體的強(qiáng)度時(shí)，砌體中便產(chǎn)生裂縫。

預(yù)防地基不均勻沉降引起裂縫的主要措施有:合理設(shè)置沉降縫;加強(qiáng)上部的剛度和整體性，提高墻體的抗剪能力，這樣可適應(yīng)甚至調(diào)整地基的不均勻沉降;加強(qiáng)地基驗(yàn)槽工作。

2.2 溫度差引起的裂縫

由于溫度變化不均勻使砌體產(chǎn)生不均勻收縮，或者砌體的伸縮受到不均勻的約束，均會(huì)引起砌體開裂。

溫差裂縫是可以防治的，但宜確切鑒別溫差裂縫與地基沉降裂縫及荷載變形裂縫的差異，注意溫差裂縫的存在會(huì)削弱結(jié)構(gòu)負(fù)荷能力，并采取措施防止其他裂縫伴生。

2.3 地震作用引起的裂縫

與鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)相比，砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能是較差的。地震引起的墻體裂縫大多呈“X”形。除此，在地震作用下也會(huì)產(chǎn)生水平裂縫與垂直裂縫，特別是對(duì)內(nèi)外墻咬槎不好的情況下，在內(nèi)外墻交接處很易產(chǎn)生豎直裂縫。采取的措施應(yīng)按結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱。

2.4 因承載力不足產(chǎn)生的裂縫

如果砌體的承載力不足，則在荷載作用下，將出現(xiàn)各種裂縫，以致出現(xiàn)斷裂、崩塌等現(xiàn)象。所以，應(yīng)注意觀測(cè)，主要觀察裂縫寬度、長(zhǎng)度隨時(shí)間的發(fā)展情況，在觀測(cè)的基礎(chǔ)上認(rèn)真分析原因，采取有效措施。

3砌體加固方法

我國(guó)有大量砌體結(jié)構(gòu)的住宅建筑，這些建筑在設(shè)計(jì)時(shí)未考慮抗震，絕大部分不滿足目前的抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)這些房屋進(jìn)行加固，是提高其抗震能力的最有效的方法。

主要的加固的方法有:

3.1 灌漿法和噴射修補(bǔ)法

灌漿法包括壓力灌漿、化學(xué)灌漿等方法，它是用空氣壓縮機(jī)或手持泵將粘合劑灌入墻體裂縫內(nèi)，將開裂墻體重新粘合在一起。由于粘合劑的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于砌筑磚墻的強(qiáng)度，所以對(duì)于開裂不很嚴(yán)重的砌體用灌漿法修補(bǔ)后，承載力可以恢復(fù)如初，且較為經(jīng)濟(jì)。

噴射修補(bǔ)法是用壓縮空氣將水泥砂漿或細(xì)石混凝土噴射到受噴面上并凝固成新的噴射面的加固方法。噴射層能保護(hù)、參與，甚至替代原結(jié)構(gòu)工作，從而達(dá)到恢復(fù)或提高墻體承載力的效果。

3.2 鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法

它是把需要加固的磚墻表面除去粉刷層后，兩面附設(shè)鋼筋網(wǎng)片，然后抹水泥砂漿的加固方法。其優(yōu)點(diǎn)與鋼筋混凝土面層加固法相近，但提高承載力不如前者;適用于砌體墻的加固，有時(shí)也用于鋼筋混凝土面層加固帶壁柱墻時(shí)兩側(cè)穿墻箍筋的封閉。鋼筋網(wǎng)水泥漿法常用于下列情況的加固:因施工質(zhì)量差，而使磚墻承載力普遍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;窗間墻等局部墻體達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;因房屋加層或超載而引起磚墻承載力的不足;因火災(zāi)或地震而使整片墻承載力或剛度不足等。

3.3鋼筋混凝土面層加固法

其優(yōu)點(diǎn)是可以較大幅度提高磚墻的承載能力、抗彎剛度及墻體延性，改變其自振頻率，使正常使用階段的性能得到一定的改善;施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn);適用于原墻沒有裂縫并以剪切為主的實(shí)心磚墻、多孔空心磚墻和240mm厚的空斗磚墻。

3.4增設(shè)扶壁柱加固法

該法屬于加大截面加固法的一種。其優(yōu)點(diǎn)亦與鋼筋混凝土面層加固法相近。

3.5加大截面加固法

主要用于砌體承載能力不足，但砌體尚未壓裂，或僅有輕微裂縫，而且要求擴(kuò)大截面面積情況。一般的獨(dú)立磚柱、磚壁柱、窗間墻等承重墻的承載能力不足時(shí)，可用此法。

3.6外部粘鋼加固法

該法為傳統(tǒng)加固法，是一種用膠粘劑把鋼板粘貼在墻體開裂部分的加固方法。常用的膠粘劑以環(huán)氧樹脂為主。這種加固方法優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便快速、現(xiàn)場(chǎng)工作量和濕作業(yè)少，幾乎不改變構(gòu)件的外形和內(nèi)部使用空間，卻能大大提高墻體的抗剪承載力和正常使用階段的性能，受力較為可靠。

3.7預(yù)應(yīng)力加固法

該法是一種采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。此法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，能較大幅度地提高墻體的正截面和斜截面承載力。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)彎矩可以消除部分荷載彎矩，減少墻體的外傾量，縮小墻體的裂縫寬度，甚至可以完全閉合墻體中的裂縫。其優(yōu)點(diǎn)是能較大幅度地提高砌體柱的承載能力，且加固效果可靠，適用于處于高應(yīng)力的砌體結(jié)構(gòu)的加固。

3.8 結(jié)構(gòu)構(gòu)造性加固法

主要用于砌體承載能力嚴(yán)重不足，砌體碎裂嚴(yán)重可能倒塌的情況。

3.8.1增加橫墻:對(duì)于空曠房屋增加足夠剛度的橫墻，將房屋的靜力計(jì)算方案由彈性改為剛性;

3.8.2磚柱承重改為磚墻承重:原為磚柱承重的倉(cāng)庫、廠房或大房間，因磚柱承載能力嚴(yán)重不足而改為磚墻承重，成為小開間建筑;

3.8.3托梁換柱:主要用于獨(dú)立磚柱承載力嚴(yán)重不足時(shí)，先加設(shè)臨時(shí)支撐，卸除磚柱荷載，然后，根據(jù)計(jì)算確定新砌磚柱的材料強(qiáng)度和截面尺寸，并在柱梁下增設(shè)梁墊;

3.8.4托梁加柱:主要在大梁下的窗間墻承載能力嚴(yán)重不足時(shí)使用。設(shè)臨時(shí)支撐，計(jì)算確定所加柱的截面和配筋，然后綁扎鋼筋、支模和澆混凝土。

4結(jié)束語

人們對(duì)建筑物的功能要求越來越高，結(jié)構(gòu)的形式越來越復(fù)雜。砌體結(jié)構(gòu)加固不但要精通建筑結(jié)構(gòu)理論，掌握各種修補(bǔ)材料的物理力學(xué)性能和耐久性能，還必須了解與使用環(huán)境有關(guān)的各種影響因素。因此，工程技術(shù)人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，掌握更高的技術(shù)手段，為我國(guó)建筑事業(yè)添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)

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