鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的探討
2013-01-18 來(lái)源：作者：楊祖璋 來(lái)源：中國(guó)論文網(wǎng)
引言
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的自然環(huán)境和使用環(huán)境的共同作用下,加之在設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等過(guò)程中存在的不確定因素,使結(jié)構(gòu)功能在使用過(guò)程中必然逐漸減弱。結(jié)構(gòu)工程的任務(wù)不單要作好結(jié)構(gòu)物前期的設(shè)計(jì)工作,還要能科學(xué)評(píng)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證結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用性和在使用過(guò)程中的安全性。21世紀(jì),人類(lèi)建筑物必將還會(huì)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(shè)計(jì)的工作者并未對(duì)結(jié)構(gòu)加固引起足夠重視,設(shè)計(jì)荷載很難全面考慮到使用過(guò)程中的附加作用,再加之我國(guó)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展,使結(jié)構(gòu)物較早達(dá)到了使用極限。所以現(xiàn)階段我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)加固方面的研究應(yīng)該作為主要突破方
1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固目前的狀況
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，尤其是在工業(yè)建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所占比重大，但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超過(guò)使用年限后，會(huì)出現(xiàn)明顯的損傷。這些建筑物有的由于使用超出建筑物本身的使用極限;有的由于建造質(zhì)量差;在這種情況下，往往不會(huì)因此而拆除重建，結(jié)構(gòu)均需要進(jìn)行增強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)，改造和維修?；炷两Y(jié)構(gòu)的加固可以分為直接加固與間接加固兩個(gè)種類(lèi)，在設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法和施工技術(shù)。
2、常用的加固方法
2.1注漿加固法
注漿加固法主要是針對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物由于各種原因產(chǎn)生的各種裂縫,采用環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)粘合劑及密封劑灌漿加固修補(bǔ),在不影響生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的情況下可以達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度,延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命,施工快捷,加固效果安全可靠。它的特點(diǎn)是:（1）采用慢速,附壓延續(xù)灌漿,可以確保樹(shù)脂注入裂縫細(xì)微部位。（2）可以控制注入量,必要時(shí)可以補(bǔ)充灌漿料。（3）可根據(jù)裂縫大小,注入狀況的需要,調(diào)整壓力。（4）注入量和注入情形可以目視觀察。這種技術(shù)主要應(yīng)用范圍:混凝土建筑物裂縫的修補(bǔ),各種構(gòu)筑物的修補(bǔ)以及橋梁、鐵路的附屬構(gòu)件如橋墩、橋臺(tái)、橋面、隧道等的修補(bǔ)。
2.2增大加固法
增大加固法是指在原受彎構(gòu)件的上面或下面澆一層新的混凝土并補(bǔ)加相應(yīng)的鋼筋,以提高原構(gòu)件承載力的方法,是工程中常用的一種加固方法。補(bǔ)澆的混凝土處在變拉區(qū)時(shí),對(duì)補(bǔ)加的鋼筋起到粘結(jié)和保護(hù)作用,當(dāng)補(bǔ)澆層混凝土在受拉區(qū)時(shí),增加了構(gòu)件的有效高度,從而提高了構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力,并增加了構(gòu)件的剛度,因此其加固效果也是很顯著的。實(shí)際工程中,在受拉區(qū)補(bǔ)澆混凝土層的情況較多,原配筋率較低,其混凝土變壓區(qū)高度較小,因此在受拉區(qū)補(bǔ)加縱向鋼筋并澆混凝土是提高該梁抗彎承載力的有效方法。貼于 中國(guó)論文下載中心 htt
2.3粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法。
外貼纖維加固是用樹(shù)脂類(lèi)膠結(jié)材料將纖維增強(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，從而達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。它是一種非常簡(jiǎn)單且優(yōu)良的加固補(bǔ)強(qiáng)方法，但要求被加固混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不得低于1.5 MPa，除了具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐蝕、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(zhuān)門(mén)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。
2.4增加支承加固法。
增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過(guò)增設(shè)支承點(diǎn)，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)件上的荷載效應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。根據(jù)支承結(jié)構(gòu)受力性能的不同分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)兩種加固方法。該法簡(jiǎn)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;適用于梁、板、析架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)的加固。
2.5有粘結(jié)外包型鋼加固法。
外包鋼加固是把型鋼（一般為角鋼或槽鋼）或鋼板包于構(gòu)件的四角或兩角的加固方法，外包鋼加固鋼筋混凝土梁也稱(chēng)濕式外包鋼加固法，采用該方法加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)采用環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑進(jìn)行灌注，把型鋼與被加固構(gòu)件粘結(jié)成一整體，以保證型鋼架和原構(gòu)件形成一個(gè)整體共同受力。其特點(diǎn)是受力可靠、施工簡(jiǎn)便、現(xiàn)場(chǎng)工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無(wú)防護(hù)的情況下用于60度以上高溫場(chǎng)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。
2.6粘貼鋼板加固法。
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）表面粘貼強(qiáng)度高的鋼板，使原有混凝土和鋼板作為一個(gè)新的整體共同受力，約束混凝上變形，提高了加固構(gòu)件的剛度和抗裂度，有效發(fā)揮了粘貼鋼板的抗彎、抗剪、抗壓性能，且不會(huì)在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中采用該方法加固時(shí)，要求被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不得低于1.5 MPa，并且應(yīng)將鋼板設(shè)計(jì)成僅承受軸向應(yīng)力作用，鋼板表面應(yīng)進(jìn)行防銹蝕處理，表面防銹蝕材料對(duì)鋼板及膠粘劑無(wú)害。它的特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、速度快、上期短;現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小;傳力直接，加固效果好，耐久性好;且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無(wú)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。
2.7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，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。加大截面加固法在設(shè)計(jì)構(gòu)造方而必須解決好新加部分與原有部分的整體工作共同受力問(wèn)題。試驗(yàn)研究表明，加固結(jié)構(gòu)在受力過(guò)程中結(jié)合面會(huì)出現(xiàn)拉、壓、彎、剪等各種復(fù)雜應(yīng)力，其中關(guān)鍵是剪應(yīng)力和拉應(yīng)力。在彈性階段，結(jié)合面的剪應(yīng)力和法向拉應(yīng)力主要是靠結(jié)合面兩邊新舊混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度承擔(dān);開(kāi)裂后及極限狀態(tài)下，則主要是通過(guò)貫穿結(jié)合面的錨固鋼筋或錨固螺栓所產(chǎn)生的被動(dòng)剪切摩擦力傳遞。
2.8化學(xué)植筋技術(shù)
植筋技術(shù)是運(yùn)用高強(qiáng)度的化學(xué)粘合劑,使鋼筋、螺桿等與混凝土產(chǎn)生握裹力,從而達(dá)到預(yù)期效果。施工后產(chǎn)生高負(fù)荷承載力,不易產(chǎn)生移位、拔出,并且密實(shí)性能良好,無(wú)需做任何防水處理。由于其通過(guò)化學(xué)粘合固定不但對(duì)基材不會(huì)產(chǎn)生膨脹破壞,而且對(duì)結(jié)構(gòu)有補(bǔ)強(qiáng)作用,施工簡(jiǎn)便迅速安全并符合環(huán)保要求,是建筑工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變更,加固的最有效的方法。它可以應(yīng)用在各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)增建、變更等預(yù)留鋼筋錨定中,還可以用于橫梁、柱頭、樓板、剪力墻等加固預(yù)留鋼筋錨定中,也可用于各類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備等的螺桿錨定中。它主要的技術(shù)特點(diǎn)就是:（1）具有高的承載力（剪力、拉力）。（2）對(duì)固定的基材不產(chǎn)生膨脹力,適宜邊距、間距小的部位。（3）施工簡(jiǎn)便,時(shí)間短。
3、結(jié)語(yǔ)
上述混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)還有待于在實(shí)踐中進(jìn)一步探索，隨著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方法將會(huì)有更大拓展，因此，加固施工方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。
