混凝土构件加固补强研讨

发表时间:2021/4/28   来源:《建筑实践》2021年1月3期   作者:张学义
[导读] 通过概述混凝土结构加固技术现状,介绍了混凝土结构加固的众多方法,

        张学义
        恒大地产集团济南置业有限公司 ,  山东 济南   250000
        [摘要]:通过概述混凝土结构加固技术现状,介绍了混凝土结构加固的众多方法,分析了各种方法的特点和适用范围;并对混凝土结构加固技术目前需要完善的地方以及发展方向提出几点建议。
        [关键词]混凝土结构加固;  方法; 现状; 展望
        混凝土结构一般在使用30-50年之后会产生明显的劣化与损伤。对各类建筑工程进行维修、保护和加固,保持其正常使用功能,延长其寿命,这对节约投资,起到重要意义。因将其视为一个体系加以研究和探讨,也成为我国对现有建筑物的实施和管理的一项完整对策。
一、混凝土加固补强概述
1.1加固原因加固学是随同房屋结构学发展而发展起来的。从加固的范围看主要原因有:(1)尚未建成但由于施工质量问题;(2)结构封顶尚未使用就要改造而引起的加固。(3)抗震以后修复。
1.2加固工作程序可靠性鉴定—加固方案选择—加固设计—施工组设计—施工—验收。
二、混凝土加固补强方法:
   混凝土构件加固补强方法很多,需要针对不同的部位、情况,选择合理加固补强方法,加固节点的抗震性能有了充足的提高,实现 “强柱弱梁”,取得良好的经济效益。                                                                                                                                                                                                                  
1、直接传统加固方法
   在现有混凝土构件,增大原构件截面面积。优点是容易施工,适用面广,缺点是工作量大,养护期长,对结构外观及房屋净空也有影响,且嵌入的钢筋锈蚀和混凝土劣化的危险性很大,必须解决好新旧部分受剪力和拉力问题,对周围环境有较严重的影响。
2、外包钢筋加固法
   外包钢筋加固法是以型钢外包于构件四角(或两角)的加固方法。优点是:施工简便,现场工作量较小,受力较为可靠,适用于使用上不允许增大原构件截面尺寸,却不要求大幅度的提高截面承载能力的混凝土结构加固。缺点是用钢量较大,加固成本提高。湿式外包钢加固,外包钢与构件之间是采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方泌粘结,构件能整体工作共同受力。
3、FRP纤维加固法
  具有轻质高强、施工简便、可设计性强、热膨胀系数低、耐腐蚀性能好、适用面广、基本上不增加结构自重和结构构件尺寸等优点。碳纤维能够满足大跨、高耸、重载、高强和轻质以及承受恶劣条件的现代工程结构的需要。
4、粘钢加固法
          用粘结剂将钢板粘贴于构件表面从而提高结构承载力和变形能力的一种加固方法。具有:施工快速、简洁轻巧、灵活多样、工艺简便;加固施工所需的场地、空间都不很大,适用于应急的加固工程;不影响结构外观,重量增加也不多。缺点是增加结构自重,节点处不易处理,施工难度大。
5、化学植筋技术
          是运用高强度的化学粘合剂,是钢筋、螺杆等与混凝土产生握裹力。它应用在各类建筑结构增建、变更的梁柱头、板墙、钢结构、机械设备等加固预留钢筋锚定或螺杆锚定中。它主要特点:(1)具有高的承载力、稳固、密实性好、防水强等特点。(2)对固定的基材不产生膨胀力,适宜边距、间距小的部位。(3)施工简便,时间短。
6、压力注浆加固法
          针对钢筋混凝土结构物由于各种原因产生的各种裂缝,采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补技术具有施工快捷,加固效果安全可靠优点。它的特点是:(1)采用慢速,附压延续灌浆,可以确保树脂注入裂缝细微部位。(2)可以控制注入量,必要时可以补充灌浆料。(3)可以根据裂缝大小,注入状况的需要,调整压力。(4)注入量和注入情形可以目视观察。
7、预应力加固法也可称为反弯矩法
          具有加固、卸载、改变结构内力的三重效果,适用于大跨结构加固。用其在构件外进行张拉,提高正截面及斜截面强度、刚度效果。预应力筋的应力不宜大于150MPa。其优点为:(1)施工方法简单成熟;(2)用X射线或其它无损检测技术可以在结构运行期检验;(3)拉杆或绞线可替换。缺点:易于锈蚀、易燃、易于损坏外观。
8、置换加固法
   在梁或偏心受压柱中,用置换法可以达到局部直接补强的效果,通过检测,选出最低等级的构件,然后按弯矩图确定最危险截面,这些截面的受压区用高一级置换旧混凝土,切剖面应成直角平整,然后用喷射混凝土灌满。
9、间接加固法
   增加构件,增设支撑点,已达到减小结构内力和提高其承载能力的加固方法。其优点是简单可靠;缺点是使用空间会受一定影响。这种方法适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。
10、内嵌预应力螺旋肋钢丝法
          内嵌螺旋肋钢丝加固混凝土梁是一种非常有效的加固方法,它不但能够克服外贴FRP片材加固混凝土梁引起的剥离破坏,还可以弥补内嵌非预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁的不足,大幅度提高加固梁的开裂荷载和极限荷载,改善梁的裂缝开展情况等
                                                   各种加固方法对比一览表

三、混凝土结构加强现状
           自2008年汶川地震以来,每年部分区域发生震害,对于中震可修,就需要混凝土加固补强,选择更合适的加固方法,优化施工更重要。国内外多次震害调查表明,钢筋混凝土框架结构在强烈地震作用下发生破坏或倒塌,很多是由节点破坏引起的。汶川地震震害调查结果也再次证明了这点。但就数量众多的旧有建筑物来看,原有的框架节点却常常不能满足现行抗震规范的要求,对此采取相应措施进行抗震加固是十分必要的。对那些属于可修范围的轻微损坏或中度损坏节点的加固更是必要。往往通过几种方法组合优化是未来发展的方向。
四、展望                
           随着新型加固技术的发展,轻质高强等高性能材料的应用,是加固技术的必然发展趋势。纤维复合材料的广泛应用推动了加固行业走上新的台阶,从外贴加固技术到内嵌加固技术,到内嵌预应力加固技术,加固技术逐渐的完善,并在实践中被广泛使用。复合方法的发展,避免了外贴的缺陷,又充分利用高性能材料的力学性能,发挥综合效应,提高加固效益。随着现代建筑科学技术的不断进步,新型建筑材料不断出现,混凝土结构加固技术会有更大的发展,加固方案的选择也将具有更为广泛的空间。
         
参考文献:
[1]卜良桃,王济川.建筑结构加固改造设计与施工[M].长沙:湖南大学出版社,2002年
[2]??姚继涛.建筑物可靠性鉴定与加固——基本原理和方法[M].北京:科学出版社,2003年?
[3]?《GB 50367-2006 混凝土结构加固设计规范》由中国建筑工业出版社出版 第1版 ,2006年
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