建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固設(shè)計策略探析

李建龍

摘?要： 隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國各行各業(yè)都得到了極大的提升，建筑業(yè)也不例外。當建筑混凝土結(jié)構(gòu)因出現(xiàn)設(shè)計不當或是直接受到建筑使用年限較長等因素的影響，比較容易導(dǎo)致建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，甚至由此產(chǎn)生建筑坍塌、傾覆等一系列安全問題。因此有必要加強對建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固設(shè)計，本文旨在為豐富該領(lǐng)域理論研究的同時，也為真正實現(xiàn)建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固優(yōu)化設(shè)計，提供相應(yīng)實踐指導(dǎo)與幫助。

關(guān)鍵詞： 建筑混凝土;結(jié)構(gòu)工程;加固;設(shè)計;策略

【中圖分類號】TU746.3?????【文獻標識碼】A?????【文章編號】1674-3733（2020）23-0058-01

引言：鋼筋混凝土梁是建筑結(jié)構(gòu)中用量多的構(gòu)件類型之一，由于早期設(shè)計不足、施工質(zhì)量水平不高、超負荷使用、自然環(huán)境影響等原因，造成抗剪承載力不足，導(dǎo)致剪切破壞，而剪切破壞是一種典型的脆性破壞，需要極力避免。

1?建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程加固設(shè)計原則

首先是安全性原則。在實際開展建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程加固設(shè)計時，相關(guān)工作人員首先需要在結(jié)合工程實際的基礎(chǔ)上，認真貫徹落實安全性原則。即需要相關(guān)工作人員依照工程實際情況與原建筑混凝土結(jié)構(gòu)特點，合理選擇相應(yīng)的加固方式，保障所選用的加固方式能夠有效提高原建筑混凝土結(jié)構(gòu)的安全可靠性，并盡可能延長建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命。其次是實用性原則。在建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計中，實用性原則與操作性原則大致相同，即要求工作人員在以提高建筑混凝土結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性與堅固度為主要目標的基礎(chǔ)上，制定出的建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方案應(yīng)當具有較高的可操作性，便于施工且能夠在短時間內(nèi)完成所有建筑結(jié)構(gòu)加固施工工作。

2?建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固設(shè)計策略

2.1?無損拆除過渡跨方案設(shè)計技術(shù)要點

①綜合考慮施工安全、施工進度等要求，要自上而下分層拆除，先拆非承重（屋面瓦及防水層、保溫層、氣樓等）后拆承重，先內(nèi)墻后外墻;按板、非承重墻、梁、承重墻、柱順序進行;嚴禁立體交叉同時拆除或數(shù)層同時拆除。在鑿除過程中始終應(yīng)慢打、輕鑿。交界處鑿除順序為先板后梁，先板邊后板中。先沿板周邊手工開槽脫開梁，以減小鑿除板中時對原結(jié)構(gòu)的振動。②屋檐、陽臺、雨棚、外樓梯、廣告牌等容易失穩(wěn)的外挑構(gòu)件先行拆除;當拆除梁或懸挑構(gòu)件時，應(yīng)采取有效的控制下落措施。③拆除建筑欄桿、樓梯、樓板等構(gòu)件，應(yīng)與建筑結(jié)構(gòu)整體拆除進度相配合，不得先行拆除;建筑的承重構(gòu)件應(yīng)在其所承載的構(gòu)件拆除后，再行拆除。④落渣口選取在非人員上下、水平行走的通道位置，并落實防護措施;拆除后的墻體應(yīng)及時清運，不得堆放在樓面上。⑤拆除上層時，下部樓板梁或者鋼筋骨架網(wǎng)，作為臨時可靠的水平防護;嚴禁先拆除平面板件、割除水平鋼筋的危險做法。

2.2?預(yù)應(yīng)力施加方法

試驗采用扭矩扳手對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力，這種施加預(yù)應(yīng)力的方式具有耗時少、成本低的優(yōu)點。在西安理工大學(xué)材料工程學(xué)院材料實驗室使用電腦式伺服控制材料試驗機進行拉伸試驗，整理得出一組具有85%保證率的鋼絞線預(yù)應(yīng)力-扭矩的對應(yīng)關(guān)系曲線。試驗預(yù)應(yīng)力控制在1kN左右，試驗過程中嚴格遵守要求。施工工藝如下：1）根據(jù)加固部位的尺寸，確定鋼絞線所應(yīng)采取的長度;2）將鋼絞線兩端用U型卡扣固定;3）通過扭矩扳手扭動短鋼筋來對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力;4）固定短鋼筋。

2.3?外包型鋼加固法

外包型鋼加固法，是采用橫向板或箍板為連接件，將型鋼包在原混凝土構(gòu)件表面、四周或兩側(cè)的一種加固方法，外包型鋼對核心混凝土的變形有較強的約束作用，可大幅度提高原結(jié)構(gòu)承載能力和抗震能力。這種加固方法適用面很廣，但加固費用較高，且同外貼鋼板法一樣需要根據(jù)使用環(huán)境選用正確的膠粘劑并做好鋼板的防銹工作。

2.4?FRP加固法

傳統(tǒng)加固方法在提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度和承載力方面起到了一定的作用，但是也都存在著自重大、影響建筑使用高度、不耐腐蝕等缺點，F(xiàn)RP材料因其耐腐蝕、輕質(zhì)、施工便捷等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固中，同時由于FRP對于不同截面形狀（如構(gòu)件角部）的廣泛適用性，特別適合于混凝土梁的抗剪加固。在梁的受剪加固中，F(xiàn)RP的粘貼方式有多種，包括僅在梁兩側(cè)面粘貼FRP、于梁側(cè)和受拉面U形粘貼FRP以及沿整個梁截面封閉粘貼FRP。

2.5?鋼筋混凝土柱碳纖維加固

當鋼筋混凝土受到軸向壓力時，損壞是由橫向膨脹引起的，具有非常小的極限值，例如在構(gòu)件周圍產(chǎn)生橫向約束。為了防止壓力接收構(gòu)件的這種橫向膨脹，可以提高構(gòu)件的壓縮承載能力和變形能力。碳纖維增強鋼筋混凝土柱在混凝土和碳纖維增強帶之間形成約束。由于橫向界面應(yīng)力的約束，與單個相應(yīng)的力狀態(tài)相比，塑性區(qū)的核心混凝土處于三相應(yīng)力狀態(tài)。增加混凝土的極限壓應(yīng)變和承載力，達到加固的目的。

3?現(xiàn)有設(shè)計規(guī)范提供的加固方法匯總分析

（1）增大截面法，采用該方法可以大幅提高原構(gòu)件的承載力和延性，但會降低建筑物的有效使用面積;（2）外包型鋼法，采用此方法加固鋼筋混凝土構(gòu)件，其抗震性能比原構(gòu)件有較大提升，但施工質(zhì)量要求和維修成本較高，易造成構(gòu)件外形不夠美觀;（3）置換混凝土法，采用此方法有效解決了承重構(gòu)件受壓區(qū)混凝土強度偏低的問題，但工作量大、施工周期較長;（4）粘貼鋼板法，外部粘貼鋼板加固RC梁，在不增加構(gòu)件原有自重的情況下，大幅提高了原構(gòu)件的強度和剛度，但使用的粘結(jié)劑對現(xiàn)場施工條件要求較高，且膠體耐久性較差;（5）包裹纖維復(fù)合材料法，充分利用纖維增強復(fù)合材料強度高、質(zhì)量輕、方便施工和耐腐蝕性強等優(yōu)勢，但仍存在膠體的耐久性問題和纖維增強材料的脆斷問題。

結(jié)語：綜上，在建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固設(shè)計中，相關(guān)工作人員需要始終圍繞工程實際，嚴格遵循國家相關(guān)標準要求與設(shè)計規(guī)程，合理選擇與之相適宜的加固技術(shù)，如加大截面、置換混凝土以及粘鋼加固等。并對其中各項關(guān)鍵環(huán)節(jié)及要點進行嚴格把控，從而設(shè)計出科學(xué)合理的建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程加固方案，為全面提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性創(chuàng)造良好條件。

參考文獻

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