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加固技術(shù)介紹
依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》,混凝土結(jié)構(gòu)加固方法有:加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)傳力加固法、外部粘鋼加固法、碳纖維布加固法等。
1、加固工作程序
針對結(jié)構(gòu)可靠性等級,提出佳加固方案。根據(jù)加固方案進行加固設(shè)計,考慮適當?shù)氖┕し椒昂侠淼臉?gòu)造措施。
2、加固技術(shù)介紹
(1)加大截面加固法
即采取增大混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物的截面面積,以提高其承載力和滿足正常使用的一種加固方法。在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層,可增加截面有效高度,擴大截面面積,從而提高構(gòu)件正截面抗彎、斜截面抗剪能力和截面剛度,起到加固補強的作用。在適筋范圍內(nèi),混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力隨鋼筋面積和強度的增大而提高。在原構(gòu)件正截面配筋率不太高的情況下,增大主筋面積可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎承載力。
(2)外包鋼加固法
該加固技術(shù)是在混凝土構(gòu)件表面用的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種加固方法。適用于使用上不允許增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承載力的混凝土結(jié)構(gòu)的加固,要求承受靜力作用的一般受彎、受拉構(gòu)件,且環(huán)境溫度不大于60℃,相對濕度不大于70%,以及無化學(xué)腐蝕影響,否則應(yīng)采取措施。優(yōu)點是簡單、快速、不影響結(jié)構(gòu)外形,施工時對生產(chǎn)和生活影響較小。但是,粘鋼存在著應(yīng)力滯后現(xiàn)象。施工時原構(gòu)件的負載越大,應(yīng)力滯后越多。此外,施工質(zhì)量和粘結(jié)劑質(zhì)量對加固有較大影響。
(3)低壓注漿法
該方法適用于裂縫寬度在0.2~0.3mm的混凝土縫修補,它是在裂縫中注入樹脂或水泥類材料,以提高其防水性及耐久性。對于未貫通的裂縫,注漿法難以將漿液注入到內(nèi)部,注入壓力太大時,還有可能使裂縫寬度擴大。所以,目前多采用低壓低速注入法。
(4)預(yù)應(yīng)力加固法
即采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿或撐桿,對結(jié)構(gòu)進行加固的方法。適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后占用空間小的混凝土承重結(jié)構(gòu)。此法不宜用于處在溫度高于60℃環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu),否則應(yīng)進行防護處理,也不適用于混凝土收縮量變大的混凝土。
(5)改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法
主要可分為兩種:
1)增設(shè)支點法:該法是以減小結(jié)構(gòu)的計算跨度和變形,提高其承載力的加固方法。按支承結(jié)構(gòu)的受力性能分為剛性支點和彈性支點兩種。剛性支點法是通過支承構(gòu)件的軸心受壓將荷載直接傳給基礎(chǔ)或其他承重結(jié)構(gòu)的一種加固方法;彈性支點法是以支承結(jié)構(gòu)的受彎或晰架作用來間接傳遞荷載的一種加固方法。上述方法適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)的加固。
2)托梁拔拄法:該法是在不拆或少拆上部結(jié)構(gòu)的情況下拆除、更換、接長柱子的一種加固方法。按其施工方法的不同可分為有支撐托梁拔拄、無支撐托梁拔柱及雙托梁反牛腿拔柱等方案,適用于要求廠房使用功能改變,增大空間的老廠改造的結(jié)構(gòu)加固,其中雙托梁反牛腿托梁拔拄,則適用于保留上柱的型鋼結(jié)構(gòu)的加固。
6、外包鋼加固法
即在混凝土構(gòu)件包以型鋼的加固方法。適用于使用上不允許增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承載力的混凝土結(jié)構(gòu)的加固。當采用化學(xué)灌漿外包鋼加固時,型鋼表面溫度不應(yīng)高于60℃。當環(huán)境具有腐蝕性介質(zhì)時,應(yīng)有可靠性的防護措施。
板加固當建筑結(jié)構(gòu)梁、板、柱、墻發(fā)生病害時,我們往往采取措施對其進行加固。那么,對于板的加固應(yīng)該如何進行?
樓板可分為預(yù)制板和現(xiàn)澆板,預(yù)制板又分為條形板、肋形板、空心板等。但現(xiàn)在的建筑規(guī)范已不提倡使用預(yù)制板,使用現(xiàn)澆混凝土板,受力好,更結(jié)實,抗震性能強。
板加固適用范圍
什么情況下板需要進行加固?
樓板加固在已施工完畢的混凝土樓板上開洞是經(jīng)常的事,開洞后板的受力條件發(fā)生了變化,板的剛度和承載力都要降低。開洞對樓板影響比較大,一般都需要加固;樓板上局部增加荷載(例如增設(shè)設(shè)備),樓板承載力或剛度不夠時,也是必須要進行加固的。
總結(jié)一下板在三種情況下需要加固:1.樓板承載力不足;2.樓板混凝土強度不合格;3.樓板開洞。
板加固施工
當兩種性能的樓板需要提高承載力的時候,采用哪些加固方法對樓板進行加固補強呢?
增大截面加固法是于板面或者板底增做不小于40mm厚的鋼筋混凝土后澆層,為了方便施工多采用板面澆筑以形成剛性樓蓋和屋蓋。如若必須采用板底澆筑疊合層,需對板底進行鑿毛處理采用噴射法進行施工。加固用的鋼筋,應(yīng)采用熱軋鋼筋,板的受力鋼筋直徑不少于8mm。
粘貼碳纖維布加固板是通過結(jié)構(gòu)膠將碳纖維布順著板跨方向粘貼于板底受拉部位,并在其端部須有可靠錨固。其優(yōu)點是碳纖維布具有質(zhì)輕高強,可多層粘貼,加固后基本不增加原構(gòu)件重量,且不影響結(jié)構(gòu)外形,不僅僅能提高結(jié)構(gòu)承載力還可以增強結(jié)構(gòu)的剛度。
粘貼鋼板法加固受彎構(gòu)件板,除應(yīng)符合正截面承載力的基本假定外,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:
1.當考慮二次受力影響時,應(yīng)按構(gòu)件加固的受力初始情況,確定鋼板的滯后應(yīng)變。
2.在達到受彎承載能力極限狀態(tài)前,外粘鋼板均不能與混凝土之間出現(xiàn)粘結(jié)剝離破壞。
3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件被加固后,其正截面受彎承載力的提高幅度,不應(yīng)超過40%,并應(yīng)驗算其受剪承載力,避免受彎承載力提高后而導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞先于受彎破壞。
加固設(shè)計如何保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是建筑整體安全重要的控制要素之一,在設(shè)計階段就須做好多項把控,對于穩(wěn)定性不足的結(jié)構(gòu)可進行加固,并進行抗震驗算,具體注意事項如下:
設(shè)計要素控制
1.抗震等級、人防等級;
2.地基處理及地基承載能力,地基基礎(chǔ)設(shè)計等級;
3.原材料質(zhì)量要求;
4.雪荷載與風(fēng)荷載;
5.地下水類型及標高,基礎(chǔ)防水防滲漏設(shè)計;
6.地基土質(zhì)類型判定。
框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.分析梁柱及剛接或鉸接的承載體系,根據(jù)設(shè)計荷載進行審核。
2.采用現(xiàn)澆梁、柱、樓蓋結(jié)構(gòu)時建筑結(jié)構(gòu)整體性能較好,抗震能力較高;如采用預(yù)制裝配式設(shè)計,須重點強化預(yù)制構(gòu)件拼裝節(jié)點部位的質(zhì)量與連接性能,并根據(jù)抗震、防水要求進行比對。
框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化
1. 對框架梁、柱箍筋間距進行合理優(yōu)化,根據(jù)梁柱抗震等級的不同對箍筋加密區(qū)的小箍筋直徑和大箍筋間距進行分類布置。
2. 結(jié)合材料特性,對結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計等級、砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制進行審核,結(jié)合地基土類型對結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性進行審核。
鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制
1. 根據(jù)構(gòu)件厚度和長度的比值,設(shè)計穩(wěn)定性強的構(gòu)件保證鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性及強度能達到標準。
2. 設(shè)計時對整體建筑物盡量采取對稱布置,避免過于偏移。
3. 如構(gòu)件在整體結(jié)構(gòu)失效前發(fā)生屈曲,則須通過鋼構(gòu)件的屈曲強度增加構(gòu)件整體承載力。
結(jié)構(gòu)補強加固
1.采用增大截面加固法或約束加固法時,確?;炷翉姸鹊燃壊坏陀贑10。
2.采用粘鋼加固法或粘貼纖維復(fù)合加固法時,混凝土強度等級應(yīng)不低于C15。
3.采用預(yù)應(yīng)力加固法時,混凝土強度等級應(yīng)不低于C30。
4.懸挑結(jié)構(gòu)采用植筋技術(shù)進行構(gòu)件連接時,植入構(gòu)件的混凝土強度級應(yīng)不低于C25。
5.砌體結(jié)構(gòu)加固時,須現(xiàn)場檢測確定被加固墻體的砂漿強度等級不低于M5。
6.外加混凝土構(gòu)造柱、圈梁等提高結(jié)構(gòu)整體性加固措施時,須確定砂漿強度等級不低于M5。
結(jié)構(gòu)抗震驗算
1.結(jié)合作用、重力代表值、影響系數(shù)、作用效應(yīng)組合等情況,對建筑進行抗震驗算,根據(jù)設(shè)防烈度進行審核,同時還需審核整體建筑是否滿足原有使用功能。
2.對于僅進行抗震加固或局部改造的建筑可不進行抗震變形驗算,如進行了加層改造,則必須進行抗震變形驗算。
3.對于結(jié)構(gòu)加固后設(shè)計使用年限不超過25年的建筑,承載力抗震調(diào)整系數(shù)可按規(guī)范規(guī)定值的0.85倍取值。
4.加固后的結(jié)構(gòu)剛度和重力代表值變化分別小于10%和5%時,可不計入作用變化的影響;如改變了原有結(jié)構(gòu)體系,則必須按加固后的實際情況進行結(jié)構(gòu)整體抗震復(fù)核計算。
建筑加固改造是指既有建筑因某些原因需在科學(xué)檢測鑒定基礎(chǔ)上采取合理的加固修繕措施,或通過結(jié)構(gòu)改造以提高原結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。隨著建筑加固改造技術(shù)不斷成熟、提高,建筑加固改造工程逐漸走近尋常百姓家,為什么那么多人選擇對既有建筑進行加固改造呢?其居于以下3大理由:
理由一,采取加固改造技術(shù)手段可提高既有建筑的使用年限
每棟建筑物都有其規(guī)定的使用年限(一般是50年),土地是資源,隨著建筑日益增多,新建工程成本勢必越來越高,一旦既有建筑超過正常使用年限,其安全性能已不滿足居住要求,這時候采取相應(yīng)的加固措施可延長建筑物的安全使用壽命,何樂而不為呢?且當既有建筑使用年限逐漸增加時,建筑物結(jié)構(gòu)受到一定的有害環(huán)境侵蝕或混凝土等材料老化,可能存在一定安全隱患,必要時需采取加固措施以保證建筑物的后續(xù)安全使用。
此外,建筑施工規(guī)范在不斷提高,對建筑物的使用要求也越來越高,原有的施工規(guī)范需要不斷改進,而當建筑物的施工規(guī)范發(fā)生變化時也需要進行加固處理。
理由二,采取加固改造技術(shù)手段可滿足既有建筑改變使用功能安全性
土地資源的,使致對既有建筑物的增層、擴建或改變既有格局等工程的滋生,這些都需要通過加固改造技術(shù)手段來確保改造后的建筑物安全使用。尤其是加固改造手段可滿足既有建筑改變使用功能,隨著時代的發(fā)展,建國時期建造的建筑物使用功能不夠人性化,比如高層建筑無安裝電梯、別墅沒有建造車庫等,這些使用缺陷都可以通過建筑加固改造來實現(xiàn),是不是很神奇呢?當然涉及建筑結(jié)構(gòu)改造工程必須有專業(yè)設(shè)計院來設(shè)計及結(jié)構(gòu)加固公司來施工。
理由三,采取加固改造技術(shù)手段可保證建筑周圍環(huán)境的安全
既有建筑周邊若有施工的過程中,如城市地鐵施工、基礎(chǔ)施工等勢必會對周圍環(huán)境造成一定的影響,必要時需采取相應(yīng)的加固措施保證周圍施工環(huán)境的安全性。
我國建筑加固改造技術(shù)的不斷提高,已逐漸和世界先進加固水平相接軌。但建筑加固改造應(yīng)按照合理、科學(xué)的程序進行,制定方案時應(yīng)綜合各種加固手段考慮選擇合適的加固方法,賦予危舊建筑結(jié)構(gòu)新的活力。