鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固及其在工程中的應(yīng)用

田 凱

(河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院建筑工程系， 河南 平頂山 467000)

0 引言

防火性能優(yōu)良且具有較強(qiáng)的可塑性與耐久性等特點(diǎn)為鋼筋混凝土材料在建筑行業(yè)中的推廣和應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。由于我國(guó)幅員遼闊，不同地區(qū)的氣候也存在著較大的差異，成為了影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素。所以，加強(qiáng)鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固的研究對(duì)于鋼筋混凝土材料的應(yīng)用具有極為重要的意義。

1 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的基本要求

1.1 加固設(shè)計(jì)前了解和掌握結(jié)構(gòu)的受力特征

加固之后與加固之前的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)其在受力特征與受力效應(yīng)等各方面都存在著較大的差異。這些差異主要表現(xiàn)在一次受力與二次受力上，如果缺乏對(duì)原結(jié)構(gòu)受力的了解，那么就會(huì)導(dǎo)致二次受力分析結(jié)果與實(shí)際情況出現(xiàn)較大的偏差。另外，針對(duì)結(jié)構(gòu)的加固采取的是新舊材料相結(jié)合的方式，在加固過(guò)程中結(jié)合面抗剪強(qiáng)度的大小是影響其受力作用的關(guān)鍵因素，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須確保加固后的結(jié)合面抗剪強(qiáng)度高于原結(jié)構(gòu)。

1.2 對(duì)結(jié)構(gòu)加固材料的要求

加固方法不同所使用的加固材料也不同。根據(jù)這一原則，在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須對(duì)混凝土的收縮性、鋼材比例極限、化學(xué)灌漿、膠黏劑的粘結(jié)性等各方面因素予以充分的重視，才能滿足建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求。

1.3 加固結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固施工作業(yè)時(shí)，必須確保已經(jīng)加固的部分與未加固部分外形上的相對(duì)協(xié)調(diào)，才能確保結(jié)構(gòu)外觀在加固施工完成后保持一致。另外，如果加固施工完成后，需要新增加固材料的話，則必須根據(jù)新增材料的特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理的應(yīng)力傳遞路徑，以確保結(jié)構(gòu)加固施工的順利進(jìn)行。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的基本方法

2.1 增大截面加固法

混凝土截面增加的加固方法主要是通過(guò)在原混凝土結(jié)構(gòu)外疊加澆筑新鋼筋混凝土的方式，在原有構(gòu)件混凝土截面增加的基礎(chǔ)上，促進(jìn)構(gòu)件承載力等各方面性能的有效提升?；炷两孛嬖龃蠹庸谭ㄗ畲蟮奶攸c(diǎn)就是其施工方法簡(jiǎn)便，主要適用于梁、柱等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固補(bǔ)強(qiáng)中。這一加固方法在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，必須以原結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)、薄弱環(huán)節(jié)、加固目的等各方面性能和要求為基礎(chǔ)，采取一側(cè)、兩側(cè)或者幾面同時(shí)增大的設(shè)計(jì)方式。比如，針對(duì)梁、板等受彎構(gòu)建的加固一般采取的都是增加上、下側(cè)受壓或者受拉區(qū)混凝土配筋的方式。這一加固方法，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程需要根據(jù)加固要求，詳細(xì)的劃分為增大原構(gòu)件截面加固或者增加配筋加固等幾種形式。如果采取增大截面加固方法時(shí)，必須根據(jù)實(shí)際情況配置一定數(shù)量的構(gòu)造鋼筋，在有效增大其截面的同時(shí)，確保加固施工的順利進(jìn)行。為了確保所增加配筋的耐久性以及使用功能的充分發(fā)揮，則可以采取增加配筋的加固方式，根據(jù)新增鋼筋間距與保護(hù)層等構(gòu)造的特點(diǎn)，通過(guò)適當(dāng)增加原構(gòu)件截面尺寸的方式進(jìn)行加固。另外，由于混凝土加固施工完成后，結(jié)合面主要是依靠?jī)蓚?cè)新舊混凝土上的粘結(jié)強(qiáng)度承擔(dān)剪應(yīng)力與法向拉應(yīng)力的，再加上混凝土結(jié)構(gòu)增大截面加固方法施工的作業(yè)量相對(duì)較大，且構(gòu)件需要較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間才能達(dá)到最終設(shè)計(jì)的承載力要求，其對(duì)于建筑物的恢復(fù)時(shí)間會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，所以在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)施工時(shí)，必須對(duì)加固施工技術(shù)的局限性與加固后的使用效果予以充分的重視。

2.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外粘型鋼加固法

針對(duì)外粘型結(jié)構(gòu)，主要采取的將型鋼外包于原構(gòu)件混凝土的方式，促進(jìn)原構(gòu)件加固后承載能力的有效提升。這一加固補(bǔ)強(qiáng)方法主要應(yīng)用于混凝土構(gòu)建截面的四角加固。在加固施工完成后，外包的鋼構(gòu)件可以完全或者部分替代原構(gòu)件的工作，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)原構(gòu)件的目的。對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件，外粘型鋼采取的加固方法，一般在構(gòu)件加固完成后期承載力以及延伸性都會(huì)在不增加原構(gòu)件截面尺寸的情況下得到大幅度的提升。由于這一加固方法具有施工周期短且施工簡(jiǎn)便等各方面的特點(diǎn)，因此其已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于梁、柱等工作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固補(bǔ)強(qiáng)施工中。常見的鋼筋混凝土外包鋼加固方法主要分為干式與濕式等幾種。一般情況下，干式外包鋼加固方法主要應(yīng)用于原構(gòu)件之外的型鋼或者雖然有水泥砂漿填塞其中，但是其剪力在通過(guò)截面后無(wú)法有效傳遞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)施工中。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)干式加固法，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中由于其與原構(gòu)件需要各自承受荷載，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須按照原構(gòu)件與外包鋼構(gòu)架的強(qiáng)度比例分配其所要承受的荷載，然后對(duì)原構(gòu)件的承載力進(jìn)行詳細(xì)的驗(yàn)算，最后在驗(yàn)算結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行鋼構(gòu)架的設(shè)計(jì)。而濕式外包鋼加固法，則需要在原構(gòu)件與型鋼之間留下一定的空隙，以便于進(jìn)行環(huán)氧砂漿、乳膠水泥或者細(xì)石混凝土等剪力傳遞性能較強(qiáng)的填充物的灌注，以確保其所形成的黏結(jié)整體滿足兩者之間協(xié)同工作的目的。另外，在進(jìn)行鋼筋混凝土構(gòu)件加固補(bǔ)強(qiáng)施工時(shí)，必須對(duì)型鋼的承載力予以充分的重視，避免因?yàn)樵瓨?gòu)件混凝土在加固施工過(guò)程中出現(xiàn)橫向變形擠壓側(cè)向型鋼現(xiàn)象的出現(xiàn)，促進(jìn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固施工效率與質(zhì)量有效提升。

2.3 植筋技術(shù)

鋼筋植入法作為一種全新的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)，其主要是以結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)為基礎(chǔ)，根據(jù)混凝土構(gòu)件的實(shí)際位置確定植入鋼筋的具體位置，并在鉆孔、清孔、鋼筋植入施工完成后，使用結(jié)構(gòu)膠將鋼筋與混凝土粘結(jié)在一起，最后進(jìn)行混凝土澆筑將新舊鋼筋混凝土有效的連接在一起，提升構(gòu)件整體受力性能提升的目的，由于這一加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)具有施工簡(jiǎn)便、工作面小、適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)低等各方面的優(yōu)點(diǎn)，因此其被廣泛的應(yīng)用于混凝土工程結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)施工中。另外，由于植筋膠對(duì)原有結(jié)構(gòu)鋼筋的錨固作用是利用其自身所具有的粘結(jié)材料的錨固力實(shí)現(xiàn)的，而不是通過(guò)錨筋與基材兩者產(chǎn)生的摩擦力產(chǎn)生的，其對(duì)于錨桿與基材加固效率的提升具有極為重要的促進(jìn)作用，再加上原構(gòu)件在加固補(bǔ)強(qiáng)施工完成后，自身的受拉荷載主要是依靠植筋產(chǎn)生的粘結(jié)強(qiáng)度與機(jī)械咬合力承受的，所以這一技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，不僅促進(jìn)了錨固強(qiáng)度的有效提升，而且對(duì)于錨固抗拔力的提高同樣具有極大的促進(jìn)作用。

2.4 粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固補(bǔ)強(qiáng)法與外粘性鋼加固補(bǔ)強(qiáng)法相比較而言，這一建筑結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中主要是通過(guò)在鋼板上粘貼特質(zhì)膠黏劑的方式，將鋼板與混凝土粘結(jié)在一起，使其在加固后形成整體的協(xié)調(diào)工作局面，以達(dá)到促進(jìn)原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度有效提升的目的。粘貼法與其他常用的加固補(bǔ)強(qiáng)方法相比較來(lái)說(shuō)，其主要適用于2-6mm厚的鋼板，且結(jié)構(gòu)厚度為1-3mm，經(jīng)過(guò)加固施工后實(shí)際增加的結(jié)構(gòu)厚度不能超過(guò)10mm，降低加固施工對(duì)原構(gòu)件的外形尺寸產(chǎn)生影響。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，粘貼鋼板加固方法主要有堅(jiān)固耐用、簡(jiǎn)潔輕巧、靈活多樣、施工快速、經(jīng)濟(jì)合理等各方面的優(yōu)點(diǎn)。在使用這一方法進(jìn)行鋼板與混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度的加固時(shí)，只需要確保鋼板與原構(gòu)件混凝土保持整體的協(xié)調(diào)工作即可實(shí)現(xiàn)促進(jìn)鋼板與混凝土粘結(jié)抗剪與抗拉強(qiáng)度有效提升的目的。另外，如果在鋼板與混凝土結(jié)構(gòu)加固施工作業(yè)的過(guò)程中，出現(xiàn)粘結(jié)面完好的情況下混凝土試塊被拉斷現(xiàn)象的話，那么則說(shuō)明了混凝土與鋼板之間的黏結(jié)抗拉強(qiáng)度大于混凝土自身的抗拉強(qiáng)度。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及加固技術(shù)的不斷發(fā)展，為鋼筋混凝土加固施工效果的提升奠定了良好的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，不僅為結(jié)構(gòu)加固理論與加固材料的完善和創(chuàng)新提供了全面的技術(shù)支持，而且也為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

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