房屋結(jié)構(gòu)中受彎構(gòu)件的加固設(shè)計(jì)研究

文/邱偉 湖南方圓建筑工程設(shè)計(jì)有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000

現(xiàn)階段，房屋建筑建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的承載能力，有著更高的要求。為達(dá)到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，則需要對(duì)受彎構(gòu)件，進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理。結(jié)合工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，合理受彎構(gòu)件加固方法，做好優(yōu)化設(shè)計(jì)，保障工程質(zhì)量。

1、房屋結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件破壞形式分析

從作用角度來說，受彎構(gòu)件指的是受到彎矩與剪力相互作用、軸力可不計(jì)的構(gòu)件。此類構(gòu)件破壞形式如下：1）沿著正截面產(chǎn)生破壞，即沿著彎矩最大的截面；2）沿著斜面破壞，即沿著剪力最大的截面，或者沿著彎矩、剪力均比較大的截面。圖1為破壞形式圖。造成受彎構(gòu)件破壞，主要原因如下：1）配筋率；2）混凝土強(qiáng)度；3）截面形式等，主要原因是受拉鋼筋的配筋率。

圖1 受彎構(gòu)件破壞形式

2、房屋結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件加固方法

2.1 預(yù)應(yīng)力加固法

此方法的應(yīng)用，主要是使用預(yù)應(yīng)力筋，加固房屋結(jié)構(gòu)的受彎構(gòu)件。從施工應(yīng)用效果角度來說，預(yù)應(yīng)力加固法的應(yīng)用，不僅施工較為便利，而且不會(huì)增加房屋建筑梁板界面高度，不影響建筑的使用空間，能夠提高梁板的抗剪刀承載能力與彎力。

2.2 增加截面法

受彎構(gòu)件加固處理中，增加面積法較為常用。通過在房屋建筑受彎構(gòu)件上方或下方位置，使用混凝土和鋼筋材料等，澆筑新面層，提高受彎構(gòu)件的性能。從應(yīng)用效果角度來說，增加受彎構(gòu)件截面的方式，具有靈活性。在選擇加固方法時(shí)，可從受彎構(gòu)件加固要求、施工便捷性等方面入手，做好綜合分析。通過計(jì)算確定新增截面面積，以便能夠達(dá)到強(qiáng)度與穩(wěn)定性要求。對(duì)于新增截面的鋼材，若想實(shí)現(xiàn)和原有結(jié)構(gòu)相互連接，可采取焊接法與鉚接法等。

2.3 碳纖維加固法

此方法的應(yīng)用，主要是使用性能較好的環(huán)氧類粘結(jié)劑，將纖維布直接粘接到房屋建筑混凝土構(gòu)件表面。從效果角度來說，此方法較為簡(jiǎn)單，具有強(qiáng)穩(wěn)定性。應(yīng)用此方法，對(duì)高寬比相對(duì)適中的梁，進(jìn)行加固處理，能夠提高構(gòu)件的受彎承載力。受拉區(qū)域的鋼筋配筋率越低，則碳纖維加固效果越好，能夠有效提高受彎構(gòu)件的承載力。在加固前，需要合理選擇碳纖維材料，使用較厚的材料，將粘貼層數(shù)控制在2-3層。

3、房屋結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)

以某房屋建筑工程為例，受到各類因素的影響，施工作業(yè)時(shí)，沒有實(shí)現(xiàn)混凝土連續(xù)澆筑施工，當(dāng)模板拆除后，發(fā)現(xiàn)軸間部分存在質(zhì)量問題，包括孔洞和鋼筋露出等，為確保梁設(shè)計(jì)強(qiáng)度能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，采取加固梁的方式，來解決此問題。結(jié)合此工程實(shí)際情況，采取碳纖維加固法，進(jìn)行加固處理。先使用C35微膨脹混凝土材料填實(shí)，再采取碳纖維法，開展加固作業(yè)?，F(xiàn)結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)受彎構(gòu)件加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)的把控，作如下論述：

3.1 合理選擇加固材料

使用t700s型碳纖維布，作為加固材料。此類材料具有強(qiáng)度高和效果好的優(yōu)勢(shì)，加固后能能夠有效增強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)的耐久性。t700s型號(hào)碳纖維材料的自重較輕，因此基本不會(huì)增加房屋結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸。在施工作業(yè)中，需要使用到以下材料：1）底膠；2）粘著角；3）專用滾筒；4）刮板等。選擇材料時(shí)，要從碳纖維加固施工實(shí)際需求出發(fā)，做好施工材料準(zhǔn)備工作[1]。

3.2 做好加固計(jì)算

使用碳纖維加固法，進(jìn)行受彎構(gòu)件加固，在設(shè)計(jì)加固方案時(shí)，對(duì)于粘貼材料的截?cái)辔恢?，要從充分利用的截面開始算起，利用Ic=（ff?Af）÷（ffv?bf）+200公式，確定粘貼延伸長(zhǎng)度。此公式中的Ic指的是粘貼纖維的延伸長(zhǎng)度；ffv指的是纖維和混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為MPa，取值0.4ft；ff指的是粘貼纖維復(fù)合材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按照GB50367-2006要求取值；A指的是實(shí)際粘貼的截面面積。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，若將材料延伸到支座邊緣，難以達(dá)到粘貼延伸長(zhǎng)度要求?；诖耍扇∫韵洛^固措施：在允許延伸的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，設(shè)置U形箍，以梁截面高度為標(biāo)準(zhǔn)，粘貼U形箍。

3.3 做好加固構(gòu)造的控制

采用碳纖維加固法，進(jìn)行梁加固，需要做好構(gòu)造控制，要符合以下規(guī)定：1）盡量使用加錨的U形箍，若構(gòu)造需要，可以使用普通U形箍。2）保證U形箍纖維受力方向正確，使其和構(gòu)件軸向保持垂直。3）若使用纖維復(fù)合材料時(shí)，要保證條帶凈距離，要小于梁高，至少0.25倍。4）若梁高度超過600mm時(shí)，需要在梁腰部位置，設(shè)置1條縱向腰壓帶。5）為確保結(jié)構(gòu)的耐久性，對(duì)于受力纖維片，要做好錨固措施，采取射釘+壓結(jié)鋼片的方式，進(jìn)行錨固處理。

3.4 明確施工質(zhì)控要點(diǎn)

為確保工程加固質(zhì)量，在施工的過程中，需要做好以下要點(diǎn)的把控：1）制作碳纖維塑料片。為確保加固效果，要按照設(shè)計(jì)要求，在做好質(zhì)量把控。在制造時(shí)，采取濕法，將環(huán)氧樹脂，給注入到材料內(nèi)，促使纖維單絲能夠有效的結(jié)合，避免出現(xiàn)應(yīng)力分布不均勻情況。2）做好底膠涂刷工作。當(dāng)完成構(gòu)件表層處理后，按照實(shí)際需求，涂刷底膠。在具體操作的過程中，使用專用的刷子，均勻涂抹底膠，確保其能夠均勻分布。若底膠部分出現(xiàn)凸起情況，則需要使用砂紙，做好磨平處理。在設(shè)計(jì)的過程中，明確施工質(zhì)控要點(diǎn)，指導(dǎo)工程施工，以確保施工質(zhì)量[2]。

結(jié)語：

綜上所述，房屋結(jié)構(gòu)中受彎構(gòu)件的加固設(shè)計(jì)，需要合理選擇加固材料，做好加固計(jì)算，做好加固構(gòu)造的控制，明確施工質(zhì)控要點(diǎn)。通過全面的設(shè)計(jì)，提出加固方案，為加固施工，提供作業(yè)依據(jù)，做好加固質(zhì)量把控，進(jìn)而提高構(gòu)件的性能。