建筑結(jié)構(gòu)加固修復(fù)新技術(shù)淺析

周 偉

(山西中方森特建筑工程設(shè)計研究院，030002)

建筑結(jié)構(gòu)加固修復(fù)新技術(shù)淺析

周 偉

(山西中方森特建筑工程設(shè)計研究院，030002)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種建筑結(jié)構(gòu)雨后春筍般迅速出現(xiàn)，與此同時，已建成的建筑結(jié)構(gòu)常由于設(shè)計或者施工中的某些原因出現(xiàn)損傷、缺陷或其他不安全因素，造成結(jié)構(gòu)的承載力不足、結(jié)構(gòu)開裂等，使其往往不能滿足結(jié)構(gòu)安全性、適用性、穩(wěn)定性、耐久性的要求，因此，建筑物的維修、加固、改造、新建技術(shù)的開發(fā)和研究是今后結(jié)構(gòu)工程人員的最大課題。本文就對建筑結(jié)構(gòu)加固修復(fù)新技術(shù)進(jìn)行了淺析。

建筑結(jié)構(gòu)；加固修復(fù)；新技術(shù)

一、建筑結(jié)構(gòu)修復(fù)加固概述

在建筑結(jié)構(gòu)中主要根據(jù)結(jié)構(gòu)用料的不同，可以將建筑結(jié)構(gòu)具體分為以下幾種類型∶ 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)等等，一般包括了低層住宅樓、高層建筑、工業(yè)廠房、歷史建筑古跡、橋梁、堤壩、城市基礎(chǔ)設(shè)施、隧道等等建筑形式。對建筑物進(jìn)行加固和修復(fù)工作，不僅僅是要使建筑結(jié)構(gòu)的承載力大大增加，還要確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性有所提高，更要保證所有的建筑物依然能夠充分發(fā)揮它自己的只能，除此之外，還要加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)本身的保護(hù)，使其能夠在惡劣的環(huán)境中使用下去，防水防潮，并做好內(nèi)部鋼筋等重要構(gòu)件的保護(hù)工作。

二、結(jié)構(gòu)加固修復(fù)技術(shù)

2.1 加大截面加固法

加大截面加固方法是通過通過在構(gòu)件的外部包一層混凝土的方式，使構(gòu)件的截面面積增大，并且增大了配筋量，使構(gòu)件的承載能力得到提高，實現(xiàn)加固的目的。該方法是一種傳統(tǒng)的加固手段，它有其自身的優(yōu)點(diǎn)，即工藝較為簡便，適用于大多數(shù)的建筑結(jié)構(gòu)加固，梁、板、柱等混凝土結(jié)構(gòu)都可以采用這種方法。其缺點(diǎn)是在施工現(xiàn)場施工濕作業(yè)工作量偏大，養(yǎng)護(hù)所需要的時間長，對生產(chǎn)生活的影響比較大，在增加構(gòu)件截面積的同時對房間的凈空有較大的影響。

2.2 外包鋼加固法

外包鋼加固法通常是在構(gòu)件的四角包上型鋼，以提高構(gòu)件的受力性能。在我國外包鋼加固法是應(yīng)用范圍較廣的傳統(tǒng)加固方法之一。該方法的優(yōu)勢是施工較為簡單，在現(xiàn)場工作量相對較小，受力比較可靠。在混凝土結(jié)構(gòu)不能使用加大截面加固法但又需要提高截面的承載能力使可以考慮用該方法。但是外包鋼方法在構(gòu)造處理上較有難度，框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)區(qū)受力比較復(fù)雜，加大了構(gòu)造處理的難度。

2.3 增設(shè)支點(diǎn)加固法

增設(shè)支點(diǎn)法原理是通過支點(diǎn)個數(shù)的增加使相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的計算跨度減小，使結(jié)構(gòu)內(nèi)力發(fā)生改變，相應(yīng)的提高其承載的能力，達(dá)到加固的目的。這種方法對于跨度較大的梁、板、析架等水平結(jié)構(gòu)較有利，并且房屋的凈空不受限制。通過這種方法能對家主進(jìn)行加固，簡單可靠，但相應(yīng)的支點(diǎn)增加必然會減小屋內(nèi)的使用空間。

2.4 外加預(yù)應(yīng)力加固法

這種方法的原理是外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或撐桿，這樣就會對原來的內(nèi)力分布產(chǎn)生影響，適當(dāng)?shù)臏p低了結(jié)構(gòu)的原有應(yīng)力，承載能力也適當(dāng)?shù)奶岣?，從而實現(xiàn)了對建筑結(jié)構(gòu)加固的目的。預(yù)應(yīng)力加固同樣適用于跨度大的結(jié)構(gòu)，并且應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變較高采用其他方法難以得到理想的加固效果的結(jié)構(gòu)，然而這種方法有其自身的局限性，對于那些處于高濕環(huán)境下以及收縮變化較大的混凝土結(jié)構(gòu)是不宜使用的。

2.5 粘鋼加固法

該方法主要是利用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠把鋼板與混凝土構(gòu)件粘結(jié)在一起，使鋼板能夠與構(gòu)件共同受力，分擔(dān)構(gòu)件受力實現(xiàn)加固的目的。它的本質(zhì)是外配筋，使原構(gòu)件的配筋量得到提高，這樣構(gòu)件的剛度、抗拉、抗壓等方面的能力會得到相應(yīng)的提高。粘鋼加固法的關(guān)鍵是錨固問題，鋼板在錨固區(qū)承載能力要比鋼板的承載能力大，避免發(fā)生粘結(jié)破壞的問題。

三、噴涂聚脲技術(shù)

近幾年我國使用的新型加固技術(shù)多是噴涂聚脲技術(shù)，該技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)加固修復(fù)工作中應(yīng)用廣泛，其優(yōu)點(diǎn)如下。

3.1 高強(qiáng)高彈性，加固修復(fù)效果顯著

純聚脲材料具有良好的力學(xué)特性，拉伸強(qiáng)度較高，斷裂伸長性能也比較好。由于聚脲技術(shù)具有彈性好和強(qiáng)度高的特性，聚脲技術(shù)應(yīng)用與建筑結(jié)構(gòu)中可以提供良好的抗震性。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時候，聚脲技術(shù)可以有效的組織建筑上裂縫的擴(kuò)大，從而使建筑物避免出現(xiàn)大規(guī)模坍塌的情況，保證了建筑的安全性，從而為人們在地震中提供了較長的逃跑時間。而且，在震后建筑修復(fù)的過程中采用聚脲技術(shù)可以很好的阻止建筑裂縫的擴(kuò)張，承重強(qiáng)柱可以更好地適應(yīng)地震時產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)位移和應(yīng)力變化，極大的提高了墻柱的承重程度。除此之外，聚脲技術(shù)還可以阻止外界腐蝕，保證內(nèi)部鋼筋完好。要想使聚脲材料的強(qiáng)度有保證，可以通過加碳纖維布的手段，先將碳纖維布貼附在建筑的表面，再在上面噴一層聚脲材料，這樣在保證修復(fù)層強(qiáng)度的同時有效的幕布了碳纖維加固不足的缺點(diǎn)。

3.2 附著力強(qiáng)，可貼附各種基材

要想保證材料能夠很好的貼附于墻面并且在受到各種外力的作用后依然貼附完好這就對材料的附著力提出了很高的要求。聚脲材料可以很好的避免這個問題。聚脲材料是經(jīng)過高溫高壓噴涂到墻面的，在這個過程中其內(nèi)部發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)變化，附著力得到加強(qiáng)，使材料牢牢附著于墻體表面。即便周圍環(huán)境以及基材表面材料會影響聚脲材料的附著力，但通過加強(qiáng)基材的封閉性就可以使聚脲材料很好的貼附在各種基材上，通常為了加強(qiáng)基材的封閉性采用的是對基材進(jìn)行專業(yè)的處理，并將配套的底漆界面劑噴在基材表面的手法。

3.3 溫度、濕度對聚脲材料影響小，施工性能高

聚脲材料經(jīng)過高溫高壓的條件噴涂到墻體上，所以對表面形狀基本無要求，并且通過聚脲材料的噴涂，噴涂層質(zhì)地均勻，一般不會有氣泡產(chǎn)生，在周圍環(huán)境較潮濕的環(huán)境下仍可以保持良好的性能，所以純聚脲材料對溫度和濕度基本無要求?？梢詮木垭宀牧系幕瘜W(xué)原理來解釋這一性質(zhì)，純聚脲材料包括了胺基成分和NCO成分，而胺基組分與NCO組分即便在零下溫度環(huán)境中也能保持高的反應(yīng)靈活性，保證了涂層的固化速度，使涂層固化迅速且均勻。

3.4 耐老化性強(qiáng)，使用壽命長

建筑結(jié)構(gòu)加固的目的是為了增加建筑物的使用壽命，所以加固材料也應(yīng)該有很強(qiáng)的耐老化性，保證其使用壽命。與其他材料比較，聚脲材料有優(yōu)越的耐腐蝕性。純聚脲材料結(jié)構(gòu)緊湊，還有它自身的化學(xué)成分，這些都決定了材料的使用壽命長的特點(diǎn)。純聚脲材料反應(yīng)時不需要其他的催化劑就可以快速進(jìn)行反應(yīng)，分子鏈不會受完結(jié)環(huán)境的影響，避免了材料表面發(fā)生粉化，材料的厚度也不會隨著時間的增加而減少。所以聚脲材料的耐老化性比較突出，符合對加固材料的要求。

純聚脲技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)上有很好的應(yīng)用效果，因此人們對它的關(guān)注度在不斷提高。聚脲材料是要通過高溫高壓進(jìn)行噴涂的，因此形成的涂層很緊致、均勻，所以他的綜合性能非常優(yōu)異。聚脲高彈高強(qiáng)的力學(xué)特性，使其在修復(fù)結(jié)構(gòu)裂縫和位移變形時具備很好的效果，它的拉力和剪切力相對比較高，抗老化性、耐介質(zhì)腐蝕、防水性也比其他材料要好的多，使用年限也有很比其他材料長得多。純聚脲材料和其他基材有很好的附著力，很少會出現(xiàn)脫落的情況。根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，純聚脲技術(shù)在進(jìn)行加固修復(fù)建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域有更廣闊的前景。

四、結(jié)束語

建筑加固在目前越來越重要，所以應(yīng)加快對新型加固技術(shù)的探究，以推動我國建筑加固修復(fù)事業(yè)的不斷發(fā)展。噴涂聚脲技術(shù)在加固修復(fù)上有很大的優(yōu)勢，應(yīng)得到廣泛的關(guān)注，以求更好的發(fā)展，提高建筑加固工作的質(zhì)量，保證國民生產(chǎn)生活的順利進(jìn)行，使我國建筑業(yè)取得新的發(fā)展。

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