關于鋼筋混凝土結構加固技術的探討
2015-02-12 來源：中國論文網
引言
鋼筋混凝土結構在長期的自然環(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,使結構功能在使用過程中必然逐漸減弱。結構工程的任務不單要作好結構物前期的設計工作,還要能科學評估結構損傷的客觀規(guī)律和程度,從而采取有效的措施保證結構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構為主,而現(xiàn)階段大多數(shù)從事結構設計的工作者并未對結構加固引起足夠重視,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)在經濟社會的飛速發(fā)展,使結構物較早達到了使用極限。所以現(xiàn)階段我們在結構加固方面的研究應該作為主要突破方
1鋼筋混凝土結構加固目前的狀況
鋼筋混凝土結構是目前使用最為廣泛的結構形式，尤其是在工業(yè)建筑中鋼筋混凝土結構所占比重大，但是鋼筋混凝土結構在超過使用年限后，會出現(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；有的由于建造質量差；在這種情況下，往往不會因此而拆除重建，結構均需要進行增強，補強，改造和維修。混凝土結構的加固可以分為直接加固與間接加固兩個種類，在設計人員設計時可根據實際情況選擇合適的方法和施工技術。
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鋼筋混凝土結構物由于各種原因產生的各種裂縫,采用環(huán)氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補,在不影響生產運營的情況下可以達到預期的強度,延長結構的使用壽命,施工快捷,加固效果安全可靠。它的特點是:(1)采用慢速,附壓延續(xù)灌漿,可以確保樹脂注入裂縫細微部位。(2)可以控制注入量,必要時可以補充灌漿料。(3)可根據裂縫大小,注入狀況的需要,調整壓力。(4)注入量和注入情形可以目視觀察。這種技術主要應用范圍:混凝土建筑物裂縫的修補,各種構筑物的修補以及橋梁、鐵路的附屬構件如橋墩、橋臺、橋面、隧道等的修補。
2.2增大加固法
增大加固法是指在原受彎構件的上面或下面澆一層新的混凝土并補加相應的鋼筋,以提高原構件承載力的方法,是工程中常用的一種加固方法。補澆的混凝土處在變拉區(qū)時,對補加的鋼筋起到粘結和保護作用,當補澆層混凝土在受拉區(qū)時,增加了構件的有效高度,從而提高了構件的抗彎、抗剪承載力,并增加了構件的剛度,因此其加固效果也是很顯著的。實際工程中,在受拉區(qū)補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 中國論文下載中心 htt
2.3粘貼纖維增強塑料加固法。
外貼纖維加固是用樹脂類膠結材料將纖維增強復合材料貼于被加固構件的受拉區(qū)域，使它與被加固截面共同工作，從而達到對結構構件補強加固及改善結構受力性能的目的。它是一種非常簡單且優(yōu)良的加固補強方法，但要求被加固混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結強度不得低于1.5 MPa，除了具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點外，還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質的混凝土結構構件和一般構筑物。
2.4增加支承加固法。
增設支點加固法是通過增設支承點，減少受彎構件的計算跨度，達到減少作用在被加固構件上的荷載效應，提高結構承載水平的目的。根據支承結構受力性能的不同分為剛性支點和彈性支點兩種加固方法。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；適用于梁、板、析架、網架等結構的加固。
2.5有粘結外包型鋼加固法。
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濕式外包鋼加固法，采用該方法加固混凝土結構構件時，應采用環(huán)氧樹脂膠粘劑進行灌注，把型鋼與被加固構件粘結成一整體，以保證型鋼架和原構件形成一個整體共同受力。其特點是受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護的情況下用于60度以上高溫場所；適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。
2.6粘貼鋼板加固法。
鋼筋混凝土受彎構件外部粘鋼加固是在構件承載力不足區(qū)段(正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面)表面粘貼強度高的鋼板，使原有混凝土和鋼板作為一個新的整體共同受力，約束混凝上變形，提高了加固構件的剛度和抗裂度，有效發(fā)揮了粘貼鋼板的抗彎、抗剪、抗壓性能，且不會在混凝土中產生應力集中采用該方法加固時，要求被加固的混凝土結構構件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結強度不得低于1.5 MPa，并且應將鋼板設計成僅承受軸向應力作用，鋼板表面應進行防銹蝕處理，表面防銹蝕材料對鋼板及膠粘劑無害。它的特點是施工簡單、速度快、上期短；現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對生產和生活影響??；傳力直接，加固效果好，耐久性好；且加固后對原結構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件的加固。
2.7加大截面加固法。
在鋼筋混凝土受彎構件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，增加截面有效高度，擴大截面面積，從而提高構件正截面抗彎，斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補強的作用。加大截面加固法在設計構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題。試驗研究表明，加固結構在受力過程中結合面會出現(xiàn)拉、壓、彎、剪等各種復雜應力，其中關鍵是剪應力和拉應力。在彈性階段，結合面的剪應力和法向拉應力主要是靠結合面兩邊新舊混凝土的粘結強度承擔；開裂后及極限狀態(tài)下，則主要是通過貫穿結合面的錨固鋼筋或錨固螺栓所產生的被動剪切摩擦力傳遞。
2.8化學植筋技術
植筋技術是運用高強度的化學粘合劑,使鋼筋、螺桿等與混凝土產生握裹力,從而達到預期效果。施工后產生高負荷承載力,不易產生移位、拔出,并且密實性能良好,無需做任何防水處理。由于其通過化學粘合固定不但對基材不會產生膨脹破壞,而且對結構有補強作用,施工簡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構變更,加固的最有效的方法。它可以應用在各類建筑結構增建、變更等預留鋼筋錨定中,還可以用于橫梁、柱頭、樓板、剪力墻等加固預留鋼筋錨定中,也可用于各類鋼結構、機械設備等的螺桿錨定中。它主要的技術特點就是:(1)具有高的承載力(剪力、拉力)。(2)對固定的基材不產生膨脹力,適宜邊距、間距小的部位。(3)施工簡便,時間短。
3結語
上述混凝土結構加固技術還有待于在實踐中進一步探索，隨著建筑科學技術的不斷進步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方法將會有更大拓展，因此，加固施工方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。
