混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方法探析

　　混凝土結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固與間接加固兩類, 設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)實(shí)際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術(shù)。

1、加大截面加固法

　　在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層, 可增加截面有效高度, 擴(kuò)大截面面積, 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(bǔ)強(qiáng)的作用。

　　在適筋范圍內(nèi), 混凝土彎變構(gòu)件正截面承載力隨鋼筋面積和強(qiáng)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, 增大主筋面積可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎承載力。在截面的受拉區(qū)加現(xiàn)澆混凝土圍套增加構(gòu)件截面, 通過新加部分和原構(gòu)件共同工作, 可有效地提高構(gòu)件承載力, 改善正常使用性能。

　　大截面加固法施工工藝簡單、適應(yīng)性強(qiáng), 并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn); 適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固; 但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時(shí)間長, 對生產(chǎn)和生活有一定的影響, 且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2、置換混凝土加固法

　　該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近, 且加固后不影響建筑物的凈空, 但同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長的缺點(diǎn); 適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

3、有粘結(jié)外包型鋼加固法

　　外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊, 外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法, 即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方把型鋼與被加固構(gòu)傭粘結(jié)成一整體, 加固后的構(gòu)件, 由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高, 因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。該法也稱濕式外包鋼加固法, 受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小,但用鋼量較大, 且不宜在無防護(hù)的情況下用于600C 以上高場所; 適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸, 但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

4、粘鋼加固法

　　鋼筋混凝土受彎構(gòu)件外部粘鋼加固是在構(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) 表面粘貼鋼板, 這樣可提高被加固構(gòu)件的承載力, 且施工方便。該法施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè), 對生產(chǎn)和生活影響小, 且加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響, 但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平; 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。

5、粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法

　　外貼纖維加固是用膠結(jié)材料把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料貼于被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域, 使它與被加固

截面共同工作, 達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外, 還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn), 但需要專門的防火處理, 適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。

1、預(yù)應(yīng)力加固法

　　( 1) 預(yù)應(yīng)力水平拉桿固法預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件, 由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用, 拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力, 該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上( 當(dāng)拉桿與梁板底面緊密貼合時(shí), 拉桿會與構(gòu)件共同找曲, 此時(shí)尚有一部分壓力直接傳遞給構(gòu)件底面) , 在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用, 該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩, 減少了外荷載效應(yīng), 從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時(shí), 由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用, 構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。由于水平提桿的作用, 原構(gòu)件的截面應(yīng)力特征由受彎變成了偏心受壓, 因此, 加固后構(gòu)件的承載力主要取決于壓彎狀態(tài)下原構(gòu)件的承載力

　　( 2) 預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固法鋼筋混凝土構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固定后, 形成一個(gè)由被加固構(gòu)件和下?lián)问嚼瓧U組成的復(fù)合超靜定結(jié)構(gòu)體系, 在外荷載和預(yù)應(yīng)力共同作用下, 拉桿中產(chǎn)生軸向力并通過與構(gòu)件的結(jié)合點(diǎn)( 下?lián)吸c(diǎn)和桿端錨固點(diǎn)) 傳遞給被加固構(gòu)件, 抵消了部分外荷載, 改變了原構(gòu)件截面內(nèi)力特征, 從而提高了構(gòu)件的承載能力。該法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平, 不僅使加固效果好, 而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力, 但加固后對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響; 適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固, 但在無防護(hù)的情況下, 不能用于溫度在600C 以上環(huán)境中, 也不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。

2、增加支承加固法增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過減少受彎構(gòu)件的計(jì)算跨度, 達(dá)到減少作用在被加固構(gòu)件上的載載效應(yīng), 提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。該法簡單可靠, 但易損害建筑物的原貌和使用功

能, 并可能減小使用空間; 適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

1、托換技術(shù)系托梁( 或桁架) 拆柱( 或墻) 、托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)的概稱; 屬于一種綜合性技術(shù), 由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復(fù)位以及廢棄構(gòu)件拆除等技術(shù)組成; 適用于已有建筑物的加固改造; 與傳統(tǒng)做法相比, 具有施工時(shí)間短、費(fèi)用低、對生活和生產(chǎn)影響小等優(yōu)點(diǎn), 但對技術(shù)要求較高, 需由熟練工人來完成, 才能確保安全。

2、植筋技術(shù)系一項(xiàng)對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù); 可植入普通鋼筋, 也可植入螺栓式錨筋; 已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程, 如: 施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設(shè)計(jì)位置的補(bǔ)救, 構(gòu)件加大截面加固的補(bǔ)筋, 上部結(jié)構(gòu)擴(kuò)跨、頂升對梁、柱的接長, 房屋加層接柱和高層建筑增設(shè)剪力墻的植筋等。

3、裂縫修補(bǔ)技術(shù)根據(jù)混凝土裂縫的起因、性狀和大小, 采用不同封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ), 使結(jié)構(gòu)因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù)的一種專門技術(shù); 適用于已有建筑物中各類裂縫的處理, 但對受力性裂縫, 除修補(bǔ)外, 尚應(yīng)采用相應(yīng)的加固措施。內(nèi)部修補(bǔ)法。內(nèi)部修補(bǔ)法是用壓力泵把膠結(jié)材料壓力混凝土裂縫中, 結(jié)硬后起到補(bǔ)縫作用, 并通過其膠結(jié)性使原結(jié)構(gòu)恢復(fù)整體性, 該方法適用于裂縫寬度較大, 對結(jié)構(gòu)的整體性和安全性及耐久性等有影響, 或有防水防滲等要求的裂縫的修補(bǔ)。

4、碳化混凝土修復(fù)技術(shù)系指通過恢復(fù)混凝土的堿性( 鈍化作用) 或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術(shù)。

[1]曹雙寅, 邱洪興, 王恒華. 結(jié)構(gòu)可靠性鑒定與加固技術(shù)[M ]. 水利水電出版社, 2002, 2.

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作者簡介: 范曉君( 1977.-) , , 大學(xué)本科學(xué)歷, 2002年畢業(yè)于新疆塔里木大學(xué)水利工程專業(yè), 任助理工程師,現(xiàn)任職于昌吉州建筑勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司。