淺析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方法

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1、淺析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方法1羅紹仟　　2熊詠梅1國家林業(yè)局昆明勘察設計院,云南昆明　650025;2云南大學公共管理學院,云南昆明　650091)摘要:通過現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)加固的現(xiàn)狀,分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設計的常用方法,總結(jié)了各種加固方法的優(yōu)缺點以及在加固過程中根據(jù)不同要求所作的方案優(yōu)選。關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);承載力;加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在長期的自然環(huán)境和使用環(huán)境的共同作用下,加之在設計、施工、監(jiān)理等過程中存在的不確定因素,使結(jié)構(gòu)功能在使用過程中必然逐漸減弱。結(jié)構(gòu)工程的任務不單要作好結(jié)構(gòu)物前期的設計工作,還要能科學評估結(jié)構(gòu)損傷的客觀規(guī)律和程度,從而采取有效的措施保

2、證結(jié)構(gòu)的長期使用性和在使用過程中的安全性。21世紀,人類建筑物必將還會以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主,而現(xiàn)階段大多數(shù)從事結(jié)構(gòu)設計的工作者并未對結(jié)構(gòu)加固引起足夠重視,設計荷載很難全面考慮到使用過程中的附加作用,再加之我國現(xiàn)在經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展,使結(jié)構(gòu)物較早達到了使用極限。所以現(xiàn)階段我們在結(jié)構(gòu)加固方面的研究應該作為主要突破方向?，F(xiàn)重點介紹鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固,分別從直接加固與間接加固兩個類別進行分析,設計時可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術(shù)。1　直接加固的一般方法1.1　加大截面加固法加大截面加固法是在鋼筋混凝土構(gòu)件外部外包混凝土(通常是在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受

3、壓區(qū)增加混凝土現(xiàn)澆層,受拉區(qū)增加配筋量),增大構(gòu)件截面積和配筋量,增加截面有效高度,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),由于混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力隨著鋼筋截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,增大主筋截面積或強度,增加現(xiàn)澆鋼筋混凝土圍套增大構(gòu)件截面,通過新加部分和原構(gòu)件共同工作,可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎、斜截面抗剪承載力和截面剛度,改善正常使用性能。優(yōu)點:加大截面加固法施工工藝簡單、適應性強,并具有成熟的設計和施工經(jīng)驗;適用于梁、板、柱、墻等構(gòu)件和一般構(gòu)造物的鋼筋混凝土加固。缺點:現(xiàn)

4、場施工的濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護時間較長,對生產(chǎn)和生活有一定的影響,而且加固后構(gòu)件的截面增大,對建筑物的凈空和外觀有不小影響。更為重要的是增加的外包混凝土與原有構(gòu)件的混凝土材齡相差較大,要解決好新加部分與原有部分混凝土的整體工作共同受力,是一個很復雜的問題,并且受制的因素較多,現(xiàn)階段只能增加有利的構(gòu)造措施。1.2　置換混凝土加固法該法是剔除部分陳舊的混凝土,置換成新的混凝土,新混凝土的強度等級應比原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件提高一級,且不得低于C20級。比較適用于鋼筋混凝土構(gòu)件的局部加強處理,有時也用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固。優(yōu)點:與加大

5、截面加固法相近,而且構(gòu)件加固后不影響結(jié)構(gòu)原先的凈空,能恢復結(jié)構(gòu)原先的外觀。缺點:同樣存在施工的濕作業(yè)時間長、養(yǎng)護時間較長的缺點,而且剔除陳舊混凝土的工作量大,容易傷及原構(gòu)件的鋼筋,所以在施工過程中對原構(gòu)件可能造成的屈服、疲勞、失穩(wěn)等破壞狀態(tài)要進行全面嚴密的評估。1.3　粘結(jié)外包鋼加固法粘結(jié)外包型鋼加固法是把型鋼(鋼板)包在被加固構(gòu)件的外邊,即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固鋼筋混凝土構(gòu)件粘結(jié)成一整體,使鋼材與原構(gòu)件整體工作共同受力。加固后的構(gòu)件,由于受拉、受壓區(qū)鋼材截面積增大,從而正截面承載力和截面剛度都有大幅度提高。該方法常用于柱、桁架、梁和一般鋼筋混凝

6、土結(jié)構(gòu)物的加固,特別是構(gòu)件加固后不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度提高構(gòu)件承載能力的鋼筋混凝土構(gòu)件。優(yōu)點:受力可靠,施工簡便,現(xiàn)場工作量較小,能顯著提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的承載能力而且對結(jié)構(gòu)使用空間的影響小,施工簡便且濕作業(yè)量較少。缺點:用鋼量較大,加固費用較高,對使用環(huán)境的溫度有限制,不宜在無防護的情況下用于600℃以上的高溫場所。1.4　粘鋼加固法外部粘鋼加固法是在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力不足區(qū)段(正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面)表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,使其整體工作共同受力,以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的一種加固方法。該方法的實質(zhì)是一種體外配筋,提高原

7、構(gòu)件的配筋量,從而相應提高構(gòu)件的剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等方面的性能,適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。優(yōu)點:該方法施工方便快捷,現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè),對結(jié)構(gòu)的外形、凈空等影響較小,在施工過程中對生產(chǎn)和生活無顯著影響。因此在房屋建筑領域和公路橋梁領域中都得到了普遍采用。缺點:該法加固對結(jié)構(gòu)膠的要求較高,結(jié)構(gòu)膠必須是強度高、粘結(jié)力強、耐老化、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小、具有一定彈性,其加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平,所以在設計施工過程中必須要非常慎重。1.5　粘貼纖維增強塑料加固法外貼纖維加固是用特制膠結(jié)材

8、料把纖維增強復合材料貼于