土木工程施工中钢筋混凝土柱加固技术分析

发表时间:2021/7/21   来源:《工程管理前沿》2021年8期   作者:冯栋凯
[导读] 由于承载力不足和使用功能的改变等因素导致钢筋混凝土柱需要进行加固
        冯栋凯
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        摘要:由于承载力不足和使用功能的改变等因素导致钢筋混凝土柱需要进行加固改造。介绍目前土木工程施工中常见的钢筋混凝土柱加固方式,阐述各种加固方法的原理和优缺点,为工程应用提供参考。
        关键词:钢筋混凝土柱;加固技术;分析
        1钢筋混凝土结构加固的重要性
        对于我国的建筑结构工程而言,最主要的就是保证所有建筑结构的稳定性与安全性,而钢筋混凝土的结构作为建筑结构工程之中至关重要的结构建筑,它可以有效的提高整体建筑的质量和安全性,并且可以延长实际的建筑使用寿命。
        但是因为钢筋混凝土的结构使用寿命依然容易受到各种因素的制约,所以需要对钢筋混凝土结构进行一定的加固设计,而这样不仅可以有效的提高建筑结构的使用寿命,更可以加强整个建筑结构的质量和稳定性,从而确保用户使用的安全性。
        2建筑钢筋混凝土结构施工优势
        建筑钢筋混凝土结构施工有着诸多层面的优势,从以下几点进行阐述:
        其一,有助于保障工程质量。建筑钢筋混凝土结构施工中应用到的材料多样,施工的工艺工序能够简化,保障施工流程的通畅,最大限度降低施工难度。将混凝土结构施工的技术优势充分发挥出来,从整体上提升工作的施工质量”。钢筋混凝土结构的施工在各方面的施工要求比较严,只要能够按照规范操作,这就能有助于提升建筑工程的整体质量。
        其二,有助于控制混凝土材料稳定。钢筋混凝土结构的实际施工优势还体现在能保障混凝土材料稳足运胞北兰中该结构的施工主要是通过钢筋和混凝土的结合,能够将两种材料的优势得以充分发挥出来,保障材料混合的性能优势。钢筋混凝土的整体稳定性比较强,有着良好抗拉伸的效果,有助于保障建筑工程的安全。通过钢筋混凝土的结构施工,得以控制建筑的整体结构性能,为建筑的安全使用打下了坚实基础。
        3土木工程施工中钢筋混凝土柱加固技术
        3.1增大截面加固法
        增大截面加固法作为一种传统的加固方法,是通过增大构件或者建筑物的截面面积和配筋来提高其强度、刚度、稳定性以满足构件正常使用要求的一种加固方法。增大截面法有四周包裹、单面加固和双面加固等不同形式。四周包裹是在柱四周浇筑混凝土,在主要承受轴向力的结构应用较多,单面或双面主要针对同时又承受较大弯矩的柱结构,在主受力面进行增大。特别在抗震设防地区,这可使原来的强梁弱柱变为有利于抗震的强柱弱梁结构。增大截面法加固柱与普通混凝土构件在受力性能上有所不同,这是因为在增大截面加固时,一般无法进行完全卸载,被加固柱在加固前已经承受荷载,截面内已经产生了一定的应力和应变。新加部分在加固后并不能立即分摊原已施加于被加固柱上的荷载,而只能是在新增荷载作用下才开始与被加固柱共同工作,承担荷载。这样加固后新加部分的应变始终滞后于原柱。当被加固柱达到极限状态时,新增加钢筋和混凝土性能无法得到充分发挥,直接带来后加固材料的利用率不高等问题,加固之前混凝土柱的应力水平越高,加固效果就越差。
        3.2纤维复合材料与角钢复合加固技术
        纤维复合材料(FiberReinforcedPlastics,FRP)是由纤维和树脂组合而成的一种复合材料,纤维起到增强力学性能的作用,而树脂作为基体则主要起粘结和传递剪力的作用。工程中常用的纤维主要包括碳纤维(CarbonFiber)、玻璃纤维(ClassFiber)、芳纶纤维(AramidFiber)。FRP材料根据其形态可分为纤维布、纤维板、纤维筋、棒、纤维索、纤维网格材等。在对混凝土柱进行补强加固时,常采用纤维布对柱体进行包裹缠绕,约束混凝土柱的横向变形,提高其延展性。而角钢则通常用来提升柱体的承载力。

经过大量的理论分析,卢亦焱在2000年结合碳纤维增强复合材料CFRP和角钢两种材料的不同力学特性,提出了CFRP与角钢复合加固技术,并研究了CFRP与角钢复合加固轴心受压混凝土短柱、偏心受压混凝土柱的力学性能。彭亚萍等对采用该技术加固后的柱体抗震性能进行了大量实验。研究表明CFRP与钢材复合加固技术可以同时提高被加固构件的承载力和延展性,增加结构的抗震性能,并有效解决了CFRP加固技术的锚固问题。
        3.3抗震加固法
        由于建筑物的膨胀,需要在原结构上部增加相应的荷载,这对建筑物结构的安全稳定是一个非常严峻的考验。如果建筑物位于构造断裂带内,历史上属于地震多发区,对建筑物的抗震稳定性要求很高。通过抗震加固,可以有效地提高建筑结构的承载力和抗震能力,减少地震灾害对建筑物的破坏从而保证人民生命财产的安全。不仅如此,良好的抗震加固设计能够提高建筑物的使用功能,延长建筑物的使用寿命,具有十分重要的长远意义与现实意义,应该受到相关设计人员的高度重视。
        3.4结构连接处加固设计
        结构连接部位的配筋设计十分重要,直接关系到结构构件乃至整体的安全。在本建筑中,由于原柱头没有足够长度的钢筋留作焊接,所以在原屋顶上,去掉了原柱头混凝土的保护层。由于新立柱的截面和加固与底层原立柱截面相同,采用植筋方法,在新立柱的纵向加固位置钻孔植筋。锚固深度为(10-15)d。预埋钢筋与新柱纵向钢筋搭接或焊接,以保证新老结构的接头应力及新老结构之间连接的紧密度和牢固度。
        3.5钢材与连接材料
        在钢筋混凝土结构中,应选用辅助钢,而不是普通或轻圆钢,这样才能增加钢与橡胶的接触面积,以保证粘结能力和抗拉强度,然后根据工程实际需要选用肋钢筋或其他高强度钢材。在实践中,钢的连接方式与其他形式不同,通常是热连接或冷连接,如挤压套简和直螺纹。在使用第一个连接件时,应首先选择需要连接的连接件的材料性能,同时还需要保证质量,满足“低合金钢棒”和“碳钢”以及标准,钢材直接成型,工艺要求。最常用的两种连接方式是挤压套筒及直螺纹等,一般在面对高强度或大直径钢材时,需要使用的材料,应符合国家标准的钢锥螺纹连接技术。
        3.6 预应力加固法
        采用预应力加固法的主要思想就是施加一部分预先设想的力或变形,来减小或抵消不希望出现的力和变形,预应力法加固按加固对象的不同,分为预应力拉杆加固和预应力撑杆加固。预应力拉杆加固法适用于大偏心受压构件的加固,钢拉杆布置在受压构件的受拉侧,施加预应力后,能降低构件的内力,提高构件的承载力。轴心受压柱应在加固柱两侧设置压杆肢;对于小偏心受压柱,压杆肢设置在压力较大侧。
        此法主要适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占空间小的混凝土承重结构,尤其是高应力状态下的大跨结构,如钢筋严重锈蚀柱等。但这种方法的缺点是在施工时需要有专门的预应力设备,施工工序较为复杂。由于桥梁结构自重较大,且跨度一般较大,预应力加固方法因其内在的优势致使其在桥梁加固工程中应用较多,关于预应力加固方法的相关研究国内外也开展较多。
        4结束语
        伴随着我国经济水平如火如荼的发展,我国的建筑结构工程也得到了较为明显的进步发展。而钢筋混凝土结构作为建筑结构工程之中至关重要的内容,它不仅可以有效的保证整体建筑结构的质量和稳定性,更可以延长建筑结构的使用寿命并确保其使用的安全性。但是因为钢筋混凝土结构容易受到多种因素的影响而导致使用寿命降低,所以这就需要相关的建筑工作人员通过合适的方法来对其进行钢筋混凝土结构的加固,以此来有效的提高提高建筑结构的使用寿命,进而促进我国建筑结构工程未来的可持续发展。
        参考文献
        [1]蒋存辉.土木工程施工中钢筋混凝土柱加固技术分析[J].技术与市场,2020,27(03):104+106.
        [2]邓佑毅.关于土木工程中钢筋混凝土施工技术的探讨[J].智富时代,2017(09):154.
        [3]陈国奖.土木施工中钢筋混凝土抗拉应力优化配比模型分析[J].世界有色金属,2016(05):131-132.
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