王燕
摘? ? 要:建筑結(jié)構(gòu)加固是對固有的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改造,因此,結(jié)構(gòu)加固受到原結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀的制約;一般結(jié)構(gòu)在加固前已承受一定時(shí)間的荷載作用,加固設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分考慮結(jié)構(gòu)歷史應(yīng)力對結(jié)構(gòu)受力性能的影響,施工期間需要采取有效的卸荷措施保證施工期間的穩(wěn)定性?;诖?,本文主要分析了建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程的加固設(shè)計(jì)策略。
關(guān)鍵詞:建筑工程;混凝土結(jié)構(gòu);加固設(shè)計(jì)
1? 引言
混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法很多,在實(shí)際工程中選擇結(jié)構(gòu)加固方法,確定加固施工方案時(shí)應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、可靠性鑒定、加固的效果、便于施工以及經(jīng)濟(jì)因素。同時(shí),施工質(zhì)量也關(guān)系到加固結(jié)構(gòu)的安全性能,所以也要加強(qiáng)施工工藝、工程質(zhì)量,嚴(yán)格控制施工質(zhì)量管理,按現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工,保證加固工程的質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上應(yīng)不斷加強(qiáng)加固技術(shù)的研究,改進(jìn)施工工藝,研發(fā)新技術(shù)、新材料,促進(jìn)建筑行業(yè)加固技術(shù)的不斷發(fā)展。
2? 混凝土結(jié)構(gòu)加固方法概述
2.1? 混凝土結(jié)構(gòu)加固基本原則
(1)減少破壞原則。減少破壞原則即在混凝土結(jié)構(gòu)加固過程中,應(yīng)采取積極的措施,避免由于加固施工對原有建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的破壞。在保證加固效果的前提下,盡量提高原有混凝土結(jié)構(gòu)的完整性。
(2)盡量分擔(dān)荷載原則。盡量分擔(dān)荷載原則即在混凝土結(jié)構(gòu)加固過程中,應(yīng)充分考慮原有結(jié)構(gòu)的受力特性,利用原有建筑中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,最大限度地保留原有建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能。這樣不僅會減少加固工作量,降低成本,同時(shí)也保證了加固效果。
(3)全面校核原則。全面校核原則即在混凝土結(jié)構(gòu)加固過程中,需先對原混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性進(jìn)行全面的計(jì)算分析,并對加固后的建筑結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行校核,保證加固后的建筑結(jié)構(gòu)的安全性,使其滿足實(shí)際使用要求。
2.2? 混凝土結(jié)構(gòu)加固基本要求
混凝土結(jié)構(gòu)加固基本要求包括:(1)充分掌握結(jié)構(gòu)的受力特性。進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固之前,應(yīng)對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的檢測,通過計(jì)算充分掌握原結(jié)構(gòu)的受力特性,再根據(jù)檢測結(jié)果,結(jié)合實(shí)際需要,進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì),可最大限度地避免加固過程中出現(xiàn)失誤。(2)混凝土結(jié)構(gòu)加固材料的要求。由于混凝土結(jié)構(gòu)加固處理對加固材料要求較高,應(yīng)在充分研究加固材料特性的基礎(chǔ)上,根據(jù)采用的加固方式對擬用混凝土結(jié)構(gòu)加固材料進(jìn)行優(yōu)選。(3)混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求。進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí),不但要時(shí)刻關(guān)注相關(guān)構(gòu)件承載力和安全性,還要充分考慮混凝土結(jié)構(gòu)加固處理部分與原有結(jié)構(gòu)結(jié)合的合理性及整體的協(xié)調(diào)性。
3? 常用的混凝土結(jié)構(gòu)加固方法
3.1? 增大截面加固法
該方法適用于加固鋼筋混凝土受彎、受壓構(gòu)件。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中情況不同,相應(yīng)的處理方法也不同,當(dāng)原截面結(jié)構(gòu)配筋不足時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加截面抗拉受力鋼筋;當(dāng)截面承載力不足時(shí),應(yīng)增加截面高度;當(dāng)混凝土強(qiáng)度不足或者結(jié)構(gòu)配筋較多時(shí),應(yīng)增加受壓區(qū)截面面積;當(dāng)構(gòu)件需要全截面進(jìn)行加固時(shí),則考慮構(gòu)件截面加寬和加高;當(dāng)構(gòu)件受剪承載力較小或者截面超限,則對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行斜截面承載力的加固。鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的加固,通過增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土層厚度實(shí)現(xiàn)。新增混凝土層的最小厚度,板不應(yīng)小于40mm;梁、柱,采用人工澆筑時(shí),不應(yīng)小于60mm,采用噴射混凝土施工時(shí),不應(yīng)小于50mm[2]。
3.2? 外包型鋼加固法
外包型鋼法是在鋼筋混凝土構(gòu)件四周外包型鋼或者鋼板達(dá)到共同受力,從而提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和剛度。該方法傳力可靠,施工方便,工期較短,對建筑凈空高度影響較小,但用鋼量較大,外露的鋼構(gòu)件還應(yīng)進(jìn)行防火、防腐處理,后期維護(hù)較復(fù)雜。根據(jù)外包型鋼與原構(gòu)件是否粘結(jié),可分為干式、濕式外包型鋼加固方案,其中,干式外包鋼加固方式主要是應(yīng)用在鋼筋混凝土柱外包鋼的加固處理,在型鋼與混凝土柱之間并不存在任何的連接,或者雖然填塞了水泥砂漿但是并不能保障界面能可靠的傳導(dǎo)力。濕式外包型鋼的加固方式則是借助結(jié)構(gòu)膠粘接方式進(jìn)行連接,確保型鋼與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間存在有力的連接,從而大幅度提高承載效果。
3.3? 粘貼碳纖維材料加固法
混凝土結(jié)構(gòu)采取粘貼碳纖維材料加固方式也能夠有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。相對于其他的材料而言,碳纖維材料本身具備更高的抗拉強(qiáng)度,并且有研究顯示,碳纖維材料的抗拉強(qiáng)度屬于普通鋼材的8倍,甚至部分優(yōu)質(zhì)材料可以達(dá)到10倍。碳纖維材料本身還具備優(yōu)質(zhì)的抗疲勞特性,在目前混凝土結(jié)構(gòu)大量應(yīng)用的工程環(huán)境之下,借助碳纖維材料進(jìn)行加固處理不僅可以預(yù)防疲勞問題的發(fā)生,還可以保證混凝土結(jié)構(gòu)的完整性,同時(shí)碳纖維材料非常適合在高酸、堿、鹽及大氣腐蝕的環(huán)境中使用。但碳纖維材料抗老化性能較差,不耐火,長期使用溫度不宜超過60℃,相對濕度不超過70%,對高溫、高濕、存在有害介質(zhì)環(huán)境及直接暴露于陽光下的室外條件應(yīng)采用特種膠黏劑,且要有專門的保護(hù)措施。
3.4? 間接性加固措施
間接加固法是對混凝土結(jié)構(gòu)總體布局進(jìn)行加固,可分為體外預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支點(diǎn)加固法等。體外預(yù)應(yīng)力加固法,通過鋼拉桿、型鋼撐桿等對原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力,優(yōu)化原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布及應(yīng)力水平,可使體外預(yù)應(yīng)力部分與原結(jié)構(gòu)共同受力,進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的整體承載力。該方法在大跨度結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用較多,可顯著提高承載力,但施工方法較復(fù)雜。增設(shè)支點(diǎn)加固法,通過增加支撐點(diǎn)的數(shù)量,降低結(jié)構(gòu)的跨度,提高結(jié)構(gòu)整體承載力。該方法適用于梁、板、桁架等結(jié)構(gòu)的加固。但由于增設(shè)了支點(diǎn),也影響了原建筑內(nèi)部的使用空間。
4? 加固技術(shù)分析
4.1? 框架結(jié)構(gòu)梁的加固
常見的混凝土結(jié)構(gòu)工程框架梁在進(jìn)行實(shí)際加固施工時(shí),常采用粘鋼錨固或粘貼碳纖維的方式進(jìn)行加固,粘鋼錨固的加固是一種比較經(jīng)濟(jì)的加固方式,可應(yīng)用到工程結(jié)構(gòu)較為簡單和建設(shè)空間較小的項(xiàng)目中,并且采取這種方式來進(jìn)行加固也具有良好的加固性。然而碳纖維加固的方式使用的過程中資金耗費(fèi)情況比較嚴(yán)重,同時(shí)工程的整體成本及材料費(fèi)用都相對較高,但是這種加固方式自身也存在良好的優(yōu)點(diǎn),碳纖維加固的方式應(yīng)用中,整體的材料荷載相對較小,但是其強(qiáng)度和其他類型的材料相比則高出幾十倍,并且因?yàn)樽陨聿⒉痪哂腥魏蔚淖灾?,在?shí)際工作中人員自身勞動(dòng)力較少,所需施工作業(yè)人數(shù)并不多,可以有效地節(jié)省更多人工成本的投入。
4.2? 框架結(jié)構(gòu)主體加固分析
對于混凝土結(jié)構(gòu)工程而言,在進(jìn)行實(shí)際施工中,一個(gè)重點(diǎn)的混凝土架構(gòu)構(gòu)件便是框架結(jié)構(gòu)柱,在對混凝土的主體進(jìn)行實(shí)際加固時(shí),一般情況下采用外包鋼的方式,采取這種方式進(jìn)行加固,并不會對混凝土的整體破壞程度加大,并且可以提高混凝土的整體強(qiáng)度。采取這種方式進(jìn)行實(shí)際加固時(shí),分為干濕2種方式,干法作業(yè)可在柱四周進(jìn)行相應(yīng)的包圍,同時(shí)型鋼下的混凝土間并不存在較大聯(lián)系,然而剪力作用下的混凝土進(jìn)行加固并不適合采取這種方式。濕法加固是通過應(yīng)用乳膠水泥漿及環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等方式,將其型鋼和主體作出相應(yīng)的粘結(jié),并且還需要在混凝土和角鋼間留下一定的空間,以保證留有一定的空間為之后的混凝土澆筑提供條件,使二者可更好地結(jié)合到一起,形成一個(gè)整體。
5? 結(jié)束語
目前,混凝土結(jié)構(gòu)仍然是應(yīng)用最為廣泛的建筑結(jié)構(gòu)形式。 但許多現(xiàn)有建筑的結(jié)構(gòu)與功能已不能滿足人們的需求,面臨著修復(fù)、改造與加固。一部分建筑或是因?yàn)榻ㄖ|(zhì)量不佳,或 是需要進(jìn)行加層改造,或是改變了原有建筑的用途,均需進(jìn)行 加固補(bǔ)強(qiáng)處理。此外,由于現(xiàn)有抗震規(guī)范的更新,使部分混凝 土結(jié)構(gòu)也需進(jìn)行抗震加固。
參考文獻(xiàn):
[1] 張家榮.混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)研究及應(yīng)用綜述[J].四川水泥,2018(12):156.