本站原创【摘 要】:随着建筑结构使用期限的增加,以及建筑物用途的改变,旧的建筑结构在继续使用和在新的条件下使用时要保证结构的安全性.从经济的角度出发,可以采用方便快捷的加固方法对建筑结构进行加固,从而使建筑符合使用要求,也保证了安全.
【关 键 词】:混凝土结构加固方法
中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1003-8809(2010)06-0037-01
结构加固,是对已有的受力结构来进行加固补强,使其满足新的使用要求及安全性,达到节约成本,减少资金浪费的目的.
由于建筑物在长期的使用过程中由于年代长,使用维护不当或者其他原因,使得建筑物存在结构问题,危及结构安全.而由于新建建筑投资大,所以采用不进行拆除重建,而是采用结构加固的办法,用少量的投资来进行维修和加固就可以恢复其承载力,确保安全使用.另外,也可能由于为了使建筑物达到新的使用要求,需要对原结构进行加固,来达到新的用途.目前常用的加固方法通常有:加大截面、增补钢筋、预应力、改变传力途径、改变受力体系、粘钢、包钢、粘贴碳纤维等.混凝土结构目前常用的的方法通常有:对有裂缝的混凝土构件应先进行裂缝修补和化学灌浆,是否另外做加固补强,应根据实际情况,应根据实际承载力而定.下面就谈谈几种常用的加固方法.
1.灌浆加固
当混凝土建筑物由于本身有裂缝,需要对裂缝进行修补,此时可进行灌浆加固,一般采用密封剂灌浆及结构粘合剂加固修补,在不影响生产使用的情况下可以达到预期的强度,延长结构的适用寿命,施工快捷方面,不需要大型机械作业,加固效果安全可靠.可根据裂缝情况、灌入状况来调整压力,细微裂缝均可修补,可以直接用眼观察来控制灌入量.适用于工业民用交通建筑,桥梁、隧道、堤坝等.
2.加大截面
加大截面是指在原构件的表面浇一层新的混凝土并补加钢筋,达到提高建筑物构件承载能力的目的.使用这种方法时,混凝土结构与新混凝土接触的表面凿毛,并且每隔一定距离要凿槽,在新浇混凝土层中加配箍筋及钢筋.新浇混凝土的强度等级比原混凝土强度高一级,石子最大粒径不宜超过新浇混凝土最小厚度的一半及钢筋最小间距距3/4.加固配筋采用钢筋,必要时再用角钢或钢板.根据混凝土的结合情况,加大后的截面分为新旧混凝土截面独立工作和整体工作两种情况.
3.增补钢筋或型钢
增补钢筋是或型钢指在建筑物的梁上补加受拉钢筋或型钢,来达到提高承载能力的目的.
增补钢筋所使用的连接方法有全焊接法、半焊接法和黏结法3种:全焊接法是增补钢筋直接焊接在梁的原筋上,以后不在补浇混凝土做黏层保护,半焊接法是指将增补筋焊接在梁中原筋上后,再补浇或喷射一层细石混凝土进行黏结和保护,黏结法是增补筋完全依靠后浇混凝土的黏结力传递,来参与原梁的工作.
增补型钢所使用的连接方法有湿式外包法和干式外包法两种.湿式外包法是用结构粘接水泥砂浆把角钢粘在原梁下边角部,并用U形扣件加固,外部再用水泥砂浆包裹.
干式外包法就是型钢与原梁间无任何胶黏剂.
4.施加预应力
施加预应力是指采用预应力钢筋对结构进行改造加固的方法.这种方法具有施工简便和增加结构使用空间的特点.比如在旧的建筑中必须要取消受力柱或者梁,增大使用空间,此时可需要加固的受拉区段外面补加预应力筋,对钢筋进行张拉,并将其锚固在其它受力梁、板的端部.预应力筋通常裸置于梁体之外,所以预应力筋的张拉也是在梁体外进行的.
张拉方法分为三种:千斤顶张拉法,即使用千斤顶对钢筋进行张拉,施加预应力,横向收紧法,即锚固钢筋的两端,使用工具让钢筋由直变弯产生拉伸应变,建立预应力,竖向张拉法.锚固的方法分为四种:高强螺栓锚固,钢板托套锚固,套箍锚固,U形钢板锚固.
5.改变受力体系
改变受力体系,即改变结构受力,在梁的中间设支点或者将多跨简支梁改为连续梁等方法,可大幅度提高承载力.
支点的刚度可以分为刚性支点和弹性支点.新增设的支撑件刚度大,使结构构件的新支点在外荷载作用时基本没有竖向位移,这就是刚性支点,例如集中支撑体系.如果支撑件相对刚度小,在外荷载作用时变形大时,此为弹性支点,例如受弯支撑体系.
支撑的受力可以分为预应力支撑和普通支撑.其中预应力支撑是支撑杆件被施加预压应力,对被加固的部位产生预顶力,预应力的大小以支撑部位的上表面不出现裂缝和不需增设附加钢筋为宜
在多跨简支梁的支座处凿出钢筋槽,清理后放入加配的钢筋,并对钢筋加2kN/m的压力,产生负弯矩,使其可以承受弯矩,通过此方法可使简支梁体系变为连续梁体系,跨中弯矩减小,提高承载力.
6.粘钢加固
粘钢加固是用结构粘接剂将钢板粘贴在结构构件的表面,增加结构的强度喝刚度.粘钢加固使得结构坚固耐用,而且加固速度快,根据加固构件的不同使用不用的钢板样式,而且费用经济.使用粘钢加固时,工程师根据结构的部位及特点来设计加固的方案,选择适合的钢板.
7.粘贴碳纤维结构加固
粘贴碳纤维结构加固是指采用高性能粘结剂将碳纤维片材或者碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面,使两者共同工作,提高建筑结构的承载力,达到对建筑物进行加固、补强的目的.碳素纤维有高强度PAN基碳纤维和高弹性沥青基碳纤维,特点是强度高,抗拉强度是钢材的10倍,重量为刚才的五分之一,疲劳强度高,耐久性好,耐磨损,抗老化,复合材料的弹性模量高于钢材,玻璃纤维复合材料的弹性模量为钢材的一半,可以根据不同的结构选择,其中碳纤维布的厚度仅为2mm左右,基本不增加构件截面,能保证碳素纤维布与原构件共同工作,施工方便、不养护、无噪声、保持结构和节省造价.适合加固梁、板等受弯构件和受拉构件,不适合对小偏压构件和轴压构件进行加固.
通过上面的介绍,在实际工程中,遇到加固混凝土结构的问题,需要根据不同的结构部位,不同的使用要求,来进行加固方法的选择以及加固方案的具体设计,否则选用的加固方法不合理反而会引起结构的不安全.本文中提到的多种方法中都涉及到结构粘接剂,这个的具体选择也必须根据不同的条件和加固方法进行选择,当然在施工中,粘接剂的使用必须处理好,才能达到预期的加固目的.