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[摘 要]本文介绍了火灾后混凝土结构加固的技术,包括增大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、预应力加固法、喷射钢纤维混凝土加固法等传统加固技术,以及FRP(纤维增强复合材料)加固技术。
[关键词]火灾 混凝土结构 加固技术
中图分类号:F407.9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)09-0230-01
火灾会造成混凝土结构房屋不同程度的损害,损害严重的房屋需要拆除重建,损害较轻的房屋经过加固可继续使用。研究混凝土结构房屋火灾后加固技术具有重大的现实意义。混凝土结构房屋火灾后加固技术主要包括传统加固技术和新型加固技术两类。
1 传统加固技术
1.1 增大截面法
火灾造成混凝土构件的截面面积减小,增大面积法就是将原截面面积加大,以弥补火灾对截面承载力造成的损失。例如,钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。加固时先将烧损疏松的混凝土凿除,未烧损部位凿毛,然后浇筑混凝土。
1.2 外包钢加固法
外包钢加固法是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,可分为湿式和干式两种。干式外包钢加固法是用型钢直接包于被加固构件四周,型钢与构件之间无任何连接,无水泥砂浆。湿式外包钢加固法法是型钢与被加固构件之间留有一定的间距,中间浇注混凝土。外包钢加固后的构件,由于受拉和受压区钢截面面积大幅度增加,因此正截面承载力和截面刚度均得到较大提高。
1.3 粘钢加固法
粘钢加固法是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)火灾受损混凝土凿毛后1,其表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力。外部粘钢加固法中,加固钢板的锚固至关重要,必须保证钢板在拉断前不发生脱胶等粘结破坏。该法施工简单,速度快,现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小。
1.4 预应力加固法
火灾会使混凝土梁产生较大的挠度,预应力加固法是让预应力产生的反拱抵消一部分荷载引起的挠度,预应力产生的负弯矩抵消一部分荷载弯矩,使挠度减小,裂缝宽度减小。预应力加固梁(板)的基本工艺是在需加固的受拉区段外补加预应力钢筋,张拉预应力筋,并将其锚固在梁(板)的端部。该法施工简便,不增加截面高度,不影响使用空间,即可提高承载力。2
2 新型加固技术
传统加固技术用均要增大结构的自重,有可能会引起结构的连锁加固补强,同时这些方法还有施工时间长、作业工作空间大、耐久性差、耐腐蚀性差等缺点。目前以FRP(纤维增强复合材料)加固技术为代表的新型加固修复技术发展迅速。3
2.1 碳纖维布加固技术
碳纤维布加固混凝土结构是首先在我国取得应用的FRP技术4。外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,也可以将纤维增强复合材料用于构件的抗剪区,贴于被加固构件的外表面,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。该法具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理。由于碳纤维易老化,应避免材料直接暴露在阳光下或有害介质中,且长期使用的环境温度不应高于60度。
2.2 其他新型加固技术
结构加固中应用的FRP材料已从最初的碳纤维发展到玻璃纤维、芳纶纤维,再发展到PBO纤维、超高强聚乙烯纤维、玄武岩纤维等,现在混杂纤维制品及其应用也在开发中。
3 发展前景
火灾时有发生,火灾对房屋结构造成的损害不容忽视,火灾后混凝土结构房屋加固技术的研究具有重要意义。传统加固技术已发展较为成熟,且应用较多,但是具有增大结构自重、可能引起结构连锁加固补强、施工时间长、作业工作空间大等缺点。以碳纤维布为代表的新型加固技术也取得了较快的发展,具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重等优点。玻璃纤维、芳纶纤维, PBO纤维、超高强聚乙烯纤维、玄武岩纤维等新型材料加固技术的研究具有广阔的发展前景。
参考文献
[1] 陆洲导,朱伯龙.混凝土结构火灾后的加固修复[J].工业建筑,1997,27(1):6-10.
[2] 吕西林.建筑结构加固设计[M].科学出版社,2001.
[3] 蔡芸.火灾后混凝土结构加固安全技术及相关规范的思考[J].消防技术与产品信息,2012,(1):47-49.
[4] 岳清瑞,杨勇新,李荣. 纤维增强复合材料(FRP)及其应用技术进展[C]. 第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文,2007:49-56.
[关键词]火灾 混凝土结构 加固技术
中图分类号:F407.9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)09-0230-01
火灾会造成混凝土结构房屋不同程度的损害,损害严重的房屋需要拆除重建,损害较轻的房屋经过加固可继续使用。研究混凝土结构房屋火灾后加固技术具有重大的现实意义。混凝土结构房屋火灾后加固技术主要包括传统加固技术和新型加固技术两类。
1 传统加固技术
1.1 增大截面法
火灾造成混凝土构件的截面面积减小,增大面积法就是将原截面面积加大,以弥补火灾对截面承载力造成的损失。例如,钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。加固时先将烧损疏松的混凝土凿除,未烧损部位凿毛,然后浇筑混凝土。
1.2 外包钢加固法
外包钢加固法是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,可分为湿式和干式两种。干式外包钢加固法是用型钢直接包于被加固构件四周,型钢与构件之间无任何连接,无水泥砂浆。湿式外包钢加固法法是型钢与被加固构件之间留有一定的间距,中间浇注混凝土。外包钢加固后的构件,由于受拉和受压区钢截面面积大幅度增加,因此正截面承载力和截面刚度均得到较大提高。
1.3 粘钢加固法
粘钢加固法是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)火灾受损混凝土凿毛后1,其表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力。外部粘钢加固法中,加固钢板的锚固至关重要,必须保证钢板在拉断前不发生脱胶等粘结破坏。该法施工简单,速度快,现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小。
1.4 预应力加固法
火灾会使混凝土梁产生较大的挠度,预应力加固法是让预应力产生的反拱抵消一部分荷载引起的挠度,预应力产生的负弯矩抵消一部分荷载弯矩,使挠度减小,裂缝宽度减小。预应力加固梁(板)的基本工艺是在需加固的受拉区段外补加预应力钢筋,张拉预应力筋,并将其锚固在梁(板)的端部。该法施工简便,不增加截面高度,不影响使用空间,即可提高承载力。2
2 新型加固技术
传统加固技术用均要增大结构的自重,有可能会引起结构的连锁加固补强,同时这些方法还有施工时间长、作业工作空间大、耐久性差、耐腐蚀性差等缺点。目前以FRP(纤维增强复合材料)加固技术为代表的新型加固修复技术发展迅速。3
2.1 碳纖维布加固技术
碳纤维布加固混凝土结构是首先在我国取得应用的FRP技术4。外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,也可以将纤维增强复合材料用于构件的抗剪区,贴于被加固构件的外表面,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。该法具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理。由于碳纤维易老化,应避免材料直接暴露在阳光下或有害介质中,且长期使用的环境温度不应高于60度。
2.2 其他新型加固技术
结构加固中应用的FRP材料已从最初的碳纤维发展到玻璃纤维、芳纶纤维,再发展到PBO纤维、超高强聚乙烯纤维、玄武岩纤维等,现在混杂纤维制品及其应用也在开发中。
3 发展前景
火灾时有发生,火灾对房屋结构造成的损害不容忽视,火灾后混凝土结构房屋加固技术的研究具有重要意义。传统加固技术已发展较为成熟,且应用较多,但是具有增大结构自重、可能引起结构连锁加固补强、施工时间长、作业工作空间大等缺点。以碳纤维布为代表的新型加固技术也取得了较快的发展,具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重等优点。玻璃纤维、芳纶纤维, PBO纤维、超高强聚乙烯纤维、玄武岩纤维等新型材料加固技术的研究具有广阔的发展前景。
参考文献
[1] 陆洲导,朱伯龙.混凝土结构火灾后的加固修复[J].工业建筑,1997,27(1):6-10.
[2] 吕西林.建筑结构加固设计[M].科学出版社,2001.
[3] 蔡芸.火灾后混凝土结构加固安全技术及相关规范的思考[J].消防技术与产品信息,2012,(1):47-49.
[4] 岳清瑞,杨勇新,李荣. 纤维增强复合材料(FRP)及其应用技术进展[C]. 第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文,2007:49-56.