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2014-01-07 16:00 建設(shè)工程教育網(wǎng)整理 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
【學(xué)員問題】混凝土結(jié)構(gòu)加固改造方法介紹?
【解答】總得來說,混凝土結(jié)構(gòu)加固主要可分為兩大類―即直接加固與間接加固,他們各有自身特點(diǎn)和適應(yīng)范圍,加固方案選取時(shí)要綜合分析工程的實(shí)際條件和功能要求,在諸多方法中選擇適宜的方法和相應(yīng)的技術(shù)。
一、直接加固法
1、加大截面加固法
增大截面法是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方法中最為常見,通過一定程度地增大構(gòu)件截面尺寸、加大受力鋼筋,從而提高構(gòu)件結(jié)構(gòu)承載力的一種加固方法。它可適用于混凝土梁、柱、板凳多類構(gòu)件。采用增大截面法的優(yōu)點(diǎn)在于:施工技術(shù)成熟,對施工人員無特殊的專業(yè)要求,施工方便,質(zhì)量易于控制,可靠性高,可有效提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力,特別能夠較大程度地提高柱的穩(wěn)定性。但該方法也一定程度的受到空間、使用功能等要求條件的限制,其缺點(diǎn)表現(xiàn)為一定程度上占據(jù)建筑物空間縮小正常使用面積,現(xiàn)場施工濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長,特別在使用過程中加固對生產(chǎn)、生活有一定影響,而且會(huì)影響建筑物的結(jié)構(gòu)外觀。
2、置換混凝土加固法
該方法適用于受壓區(qū)混凝土存在強(qiáng)度偏低或密實(shí)度達(dá)不到要求的嚴(yán)重質(zhì)量缺陷的混凝土梁、柱等承重構(gòu)件的加固。置換法就是要把原有的缺陷部位局部清楚并用新的混凝土替代,其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為構(gòu)件加固后能恢復(fù)原貌,且不改變原有空間和建筑結(jié)構(gòu)布置(建筑凈空不受影響),但該方法也存在缺點(diǎn)和不適用性主要表現(xiàn)為施工的濕作業(yè)時(shí)間長、清除舊混凝土的工作量大并需對周邊有影響的原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的支撐和臨時(shí)性加固。
3、外包鋼加固法
該法主要是利用鋼板、角鋼等鋼型材將混凝土構(gòu)件(主要用于柱構(gòu)件)包裹起來,通過四周各種的約束來增加構(gòu)件的抗壓能力,適用于在不允許增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要去大幅度提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu),一般主要有干式外包鋼法和濕式外包鋼法兩種。其中干式外包鋼法主要是用焊接連接方式將混凝土構(gòu)件外所包的型鋼連接起來,實(shí)現(xiàn)對原構(gòu)件的約束從而提高構(gòu)件的承載能力和抗變形能力;濕式外包鋼法是應(yīng)用環(huán)氧樹脂、水泥砂漿等粘結(jié)材料將鋼材和原構(gòu)件混凝土面層緊密連接,其濕作業(yè)工作量大但整體性較好。這種加固施工方法施工簡便、易操作,能明顯提高結(jié)構(gòu)投機(jī)的承載能力,較為可靠,同時(shí)其對使用空間影響小、現(xiàn)場工作量也較小,施工時(shí)間較短,但存在用鋼量較大的缺點(diǎn),加固費(fèi)用相對較高,另外該方法不宜在60℃以上高位場所且無防護(hù)的情況下使用。
4、粘貼鋼板加固法
粘貼鋼板加固法是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼固定于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其它薄弱部位,使鋼板與加固混凝土構(gòu)件形成結(jié)構(gòu)整體,來達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。該方法近些年來被公路部門廣泛采納,多用于鋼筋混凝土橋梁的加固維修,同時(shí)在建筑工程梁、板構(gòu)件的加固中也較為常見。該法有基本不改變原結(jié)構(gòu)截面尺寸、施工工藝較為簡單、工期短、技術(shù)可靠性高、工藝成熟且短期加固效果較好等優(yōu)點(diǎn),特別隨著該技術(shù)的推廣應(yīng)用,單位面積加固費(fèi)用呈下降趨勢,一般情況下,與增大截面法以及體外張拉預(yù)應(yīng)力法等價(jià)格方法相比,總的加固費(fèi)用是最低的,是當(dāng)前一種前景十分看好的加固方法。
其主要缺點(diǎn)表現(xiàn)為:使用環(huán)境的溫度有限制,耐腐蝕性差。節(jié)點(diǎn)部位不易處理等。然而,易被腐蝕是該加固方法面臨的突出問題,粘貼鋼板加固后表面均需進(jìn)行必要的防護(hù)處理,如水泥砂漿保護(hù)或環(huán)氧砂漿層,但是鋼板長期使用過程中的銹蝕程度較難估計(jì),一定程度上降低了加固構(gòu)件的可靠性,增加了后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。此外,為便于施工過程中對粘貼鋼板加壓及防治鋼板剝離,粘貼鋼板時(shí)需采用必要的螺栓固定錨固措施,不可避免會(huì)對原結(jié)構(gòu)造成一定的損傷,故通常不宜用于鋼筋密度較大且走向復(fù)雜的構(gòu)件結(jié)點(diǎn)部位加固。
5、粘貼纖維復(fù)合材加固法
纖維復(fù)合材主要包括碳纖維(CFRP)、芳綸纖維(AFRP)和玻璃纖維(GFRP)三種,而目前加固市場上主要采用碳纖維材料。碳纖維加固法是近年來以迅速發(fā)展起來的一種混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù),它通過將高強(qiáng)度碳纖維織物或預(yù)成型板材通過改性環(huán)氧樹脂粘貼于被加固構(gòu)件表面達(dá)到改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。碳纖維布具有起稿的抗拉強(qiáng)度和彈性模量,并具有比鋼材更好的抗疲勞性能,質(zhì)量比鋼材小很多,碳纖維材料具有優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕能力和耐久性,且能適用各種復(fù)雜形狀混凝土的粘貼要求,因此被廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)形式的加固,主要用于受拉和受彎構(gòu)件承載力不足的加固,而用其進(jìn)行纏繞約束作用時(shí),也可用于受壓構(gòu)件的加固,可以有效增強(qiáng)被加固構(gòu)件的延性,適用于結(jié)構(gòu)抗震加固。在施工方面,粘貼后對原結(jié)構(gòu)自重和構(gòu)件尺寸的影響較小,功效高,不需要大型施工機(jī)具。
6、繞絲法加固法
該法主要是用于提高混凝土構(gòu)件的位移延性,采用該法具有加固后構(gòu)件自重增加較小,外形解密尺寸變化小等優(yōu)點(diǎn);但缺點(diǎn)表現(xiàn)為對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力提高不明顯,因此其應(yīng)用范圍收到了較大限制。
7、噴射混凝土加固法
該法采用的是借助噴射機(jī)械,利用壓縮空氣或其他動(dòng)力,將按一定比例配合拌制的拌合料,高速噴射到受噴面上凝結(jié)硬化而成的一種混凝土。噴射混凝土與混凝土、磚石、鋼材有很高的粘結(jié)強(qiáng)度,具有較高的力學(xué)性能和良好的耐久性,并可以在結(jié)合面上傳遞剪應(yīng)力和拉應(yīng)力。其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)為施工過程中需誘導(dǎo)大型噴射專用機(jī)械,而且施工作業(yè)面要求較大。
8、結(jié)構(gòu)膠植筋加固法
該法不是用于提高加固植筋構(gòu)件的自身承載力,而是在既有混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上鉆適當(dāng)深度的鉆孔,把周邊需加固或增加的構(gòu)件的受力鋼筋植入孔內(nèi),并用化學(xué)膠粘劑(俗稱結(jié)構(gòu)膠)使原構(gòu)件混凝土與植入的鋼筋粘結(jié)牢固,并使新增鋼筋能發(fā)揮設(shè)計(jì)所期望的抗拉性能。結(jié)構(gòu)膠植筋方法和操作工藝比較簡單,錨固效果好,安全可靠,故方法應(yīng)用于存在補(bǔ)埋鋼筋、后埋鋼構(gòu)件的加固中。
二、間接加固方法
l、增加支承加固法
通過增設(shè)支撐點(diǎn)減小結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布提高承載能力的加固方法被稱為增加支承加固法;該法適用于對使用條件和外觀要求不高的建筑物,搶險(xiǎn)工程的臨時(shí)性支頂,具有受力明確、易于安裝拆卸、簡單可靠等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)表現(xiàn)為顯著影響使用空間,對建筑物的原貌和部分使用功能造成一定損害。
2、預(yù)應(yīng)力加固法
設(shè)置外預(yù)應(yīng)力拉桿或撐桿并施加預(yù)應(yīng)力使拉桿或撐桿受力,改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布,達(dá)到降低結(jié)構(gòu)原有內(nèi)力水平,提高結(jié)構(gòu)承載能力的加固方法是預(yù)應(yīng)力加固法。該法具有三重效果――改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布、卸載和加固,對其它加固方法中常見的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象能較好地消除;因此在重型結(jié)構(gòu)、大跨度構(gòu)件或處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固中適用,但其缺點(diǎn)表現(xiàn)為:對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響,且在無防護(hù)的隋況下,不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu),也不能用在60℃以上溫度環(huán)境中。
綜上,各類加固方法都有其適用性,同加固方法可以運(yùn)用于構(gòu)件類型,同一種構(gòu)件類型可采用不同的加固方法。下面我們結(jié)臺板、梁、柱等不同類型構(gòu)什的特點(diǎn)分析比較其加固方法的選取。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問題整理而成,供參考,如有問題請及時(shí)溝通、指正。
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