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[摘 要]混凝土构筑物因出现功能性改变,如接建、增加荷载等,或在出现质量问题,如配筋不足、灾后修补、混凝土强度不够等,都需要进行加固。本文结合工程实例,对建筑工程混凝土结构加固方法与技术应用谈一些看法。
[关键词]建筑工程;混凝土结构;加固方法;技术应用
中图分类号:TU746.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0248-01
1 混凝土结构的加固的方法
1.1 直接加固的一般方法
(1)加大截面加固法;(2)置换混凝土加固法;(3)有粘结外包型钢加固法;(4)粘钢加固法;(5)粘贴纤维增强塑料加固法等。(6)绕丝法;(7)锚栓锚固法等。
1.2 间接加固的一般方法
(1)预应力加固法;(2)增加支承加固法;(3)辅助结构加固法等。
1.3 加固方法的选择
对于需要加固的构筑物,应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则,只有这样,加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
2 混凝土结构的加固方法的应用
2.1 工程概况
某工程为13层框剪住宅楼,桩上承台基础,地下室为一层,建筑物总高约为45米,宽约21米,长约65米;地下室分为两次施工,即主楼与车库从后浇带处分开后两次施工,现主楼框架结构到第九层,车库部份土方工程完成,尚未全面进行施工;基础承台混凝土为C35,剪力墙及柱为C40,地下室混凝土抗渗等级为S6,地下室层高为3.7米。在进行地下室剪力墙及框架柱混凝土施工试块试验后,所取的两组混凝土试件抗压强度有一组因离散性过大不能代表该部位混凝土的强度评定,而另一组试件不能达到设计强度,因此,决定对该层混凝土进行现场原位检测后评定,该层混凝土强度不能达到设计要求,应对该层结构进行补强处理。
2.2 原因分析
通过综合分析,致使该部位混凝土强度达不到设计要求主要存在以下几方面的原因:(1)原材料不能满足现行国家规定的相关标准值,如砂的含泥量、石子的抗压强度等。(2)施工方案上的失误,主要表现在混凝土的运输;该分部工程的混凝土通过现场集中搅拌后,采用拖拉机装载运至200多米外的施工浇灌点进行浇灌。(3)配合比的使用;因为该配合比按该建设项目的其他施工单位出具的配合比进行配制,对砂、石料的分析不应按同一标准执行。(4)现场施工工艺上的影响,如振捣程度、方法等。(5)其他,如浇灌方式,气温,养护条件、计量等。
3.建筑工程结构中的混凝土加固设计方法
3.1 直接加固的方法
(1)置换混凝土加固法。该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点,适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。(2)粘贴纤维增强塑料加固法。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,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。除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、維护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。(3)粘钢加固法。钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固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)表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力,且施工方便。(4)有黏结外包型钢加固法。外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法。(5)绕丝法。该法的优缺点与加大截面法相近,适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合。(6)锚栓锚固法。该法适用于混凝土强度等级为C20-C60的混凝土承重结构的改造、加固,不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。
3.2 间接加固的方法
(1)增加支承加固法。增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固構件上的承载效应,提高结构承载水平的目的。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间。(2)预应力加固法。①预应力水平拉杆加固法。预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上,在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。
4 建筑工程结构中混凝土加固设计的应用
4.1 混凝土柱的加固设计
对混凝土柱的加固设计应根据柱子外观表现、现场调查结果以及室内的工作结果。判明混凝土柱破坏的原因,从而采取各种不同的加固方法,及时对受损坏的混凝土柱进行加固处理。(1)预应力撑杆加固法。预应力撑杆加固框架柱是种简单又快速的加固方法,能有效地提高轴心受压或偏心受压柱的承载力,预应力撑杆有单侧和双侧两种:单侧撑杆适用于受压筋配筋量不足或混凝土强度过低、弯矩不变号的偏心受压柱加固;双侧撑杆适用于需变号的偏心受压及轴心受压柱加固。(2)置换加固法。置换法是一种针对柱子混凝土部分进行处理而提高承载力的方法,采用这种方法时一般不考虑原钢筋利用率的折减。该方法普遍用于混凝土柱因火灾或其它破坏而导致混凝土强度下降引起柱承载力不足的情况。(3)增大截面法。增大截面法又称外包混凝土加固法,是一种使用最广泛的加固柱子方法,在条件允许的情况下,是一种最可靠的传统加固方法,它可以同时增加原有柱的截面面积和配筋量,能较大幅度的提高原有柱的承载能力和刚度,尤其是原柱加固后更符合规范所倡导的强柱弱梁的设计原则,具有更好的抗震性能。(4)外包钢加固法。所谓外包钢加固,就是在混凝土的四角或两面包以型钢的一种加固方法,它的优点是构件的截面尺寸增加不大,但原柱的载力能力提高较大,这种方法特别适用于构件外形受限制,不宜增加太多的情况。对于方形或矩形柱采用四周包角钢并在横向加缀板的方法,而对于圆柱或其它弧形柱则用扁钢加套箍的方法进行加固。
4.2 混凝土梁、板加固的设计
(1)增大截面加固法。,是指在原受力构件的单侧或双侧浇注一层混凝土来增大原混凝土构件的截面面积,同时加配一定数量的钢筋以达到提高原构件承载能力的方法。增大截面法的加固效果与多种因素有关,加固时的施工工艺以及是否对原结构进行卸荷处理将直接影响到加固工作的成败。(2)增补受拉钢筋法。对于承载力要求增加不大、经验算其截面高度满足要求的梁,只须适当增设受拉主筋即可。后补的钢筋可以直接焊在原梁的钢筋上。增补受拉钢筋法可分为全焊接补筋和半焊接补筋和黏结法三种。(3)黏贴加固法。黏贴加固法是用黏结剂(结构胶)将钢板或其他高强材料(如碳纤维、玻璃纤维)黏在需要加固的部位,以提高构件的抗弯、抗剪承载能力,亦可提高构件的刚度和整体性。该方法始于20世纪60年代,它不仅用于建筑,同时也用于桥梁、公路的加固。
5 结束语
建筑工程中混凝土结构加固设计是一个繁琐而技术含量较高的工作,进行工程施工时应根据实际条件选择适宜的加固方法,最大限度地达到使用要求,实现预期的加固效果。
参考文献
[1] 杨志强,水灰比和养护温度对硬化水泥浆体渗透性的影响[J]山东科技大学学报,2011.
[2] 李树,浅谈钢筋混凝土工作原理[J]中国房地产业,2012.
[关键词]建筑工程;混凝土结构;加固方法;技术应用
中图分类号:TU746.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0248-01
1 混凝土结构的加固的方法
1.1 直接加固的一般方法
(1)加大截面加固法;(2)置换混凝土加固法;(3)有粘结外包型钢加固法;(4)粘钢加固法;(5)粘贴纤维增强塑料加固法等。(6)绕丝法;(7)锚栓锚固法等。
1.2 间接加固的一般方法
(1)预应力加固法;(2)增加支承加固法;(3)辅助结构加固法等。
1.3 加固方法的选择
对于需要加固的构筑物,应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则,只有这样,加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
2 混凝土结构的加固方法的应用
2.1 工程概况
某工程为13层框剪住宅楼,桩上承台基础,地下室为一层,建筑物总高约为45米,宽约21米,长约65米;地下室分为两次施工,即主楼与车库从后浇带处分开后两次施工,现主楼框架结构到第九层,车库部份土方工程完成,尚未全面进行施工;基础承台混凝土为C35,剪力墙及柱为C40,地下室混凝土抗渗等级为S6,地下室层高为3.7米。在进行地下室剪力墙及框架柱混凝土施工试块试验后,所取的两组混凝土试件抗压强度有一组因离散性过大不能代表该部位混凝土的强度评定,而另一组试件不能达到设计强度,因此,决定对该层混凝土进行现场原位检测后评定,该层混凝土强度不能达到设计要求,应对该层结构进行补强处理。
2.2 原因分析
通过综合分析,致使该部位混凝土强度达不到设计要求主要存在以下几方面的原因:(1)原材料不能满足现行国家规定的相关标准值,如砂的含泥量、石子的抗压强度等。(2)施工方案上的失误,主要表现在混凝土的运输;该分部工程的混凝土通过现场集中搅拌后,采用拖拉机装载运至200多米外的施工浇灌点进行浇灌。(3)配合比的使用;因为该配合比按该建设项目的其他施工单位出具的配合比进行配制,对砂、石料的分析不应按同一标准执行。(4)现场施工工艺上的影响,如振捣程度、方法等。(5)其他,如浇灌方式,气温,养护条件、计量等。
3.建筑工程结构中的混凝土加固设计方法
3.1 直接加固的方法
(1)置换混凝土加固法。该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点,适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。(2)粘贴纤维增强塑料加固法。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,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。除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、維护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。(3)粘钢加固法。钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固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)表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力,且施工方便。(4)有黏结外包型钢加固法。外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法。(5)绕丝法。该法的优缺点与加大截面法相近,适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合。(6)锚栓锚固法。该法适用于混凝土强度等级为C20-C60的混凝土承重结构的改造、加固,不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。
3.2 间接加固的方法
(1)增加支承加固法。增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固構件上的承载效应,提高结构承载水平的目的。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间。(2)预应力加固法。①预应力水平拉杆加固法。预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上,在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。
4 建筑工程结构中混凝土加固设计的应用
4.1 混凝土柱的加固设计
对混凝土柱的加固设计应根据柱子外观表现、现场调查结果以及室内的工作结果。判明混凝土柱破坏的原因,从而采取各种不同的加固方法,及时对受损坏的混凝土柱进行加固处理。(1)预应力撑杆加固法。预应力撑杆加固框架柱是种简单又快速的加固方法,能有效地提高轴心受压或偏心受压柱的承载力,预应力撑杆有单侧和双侧两种:单侧撑杆适用于受压筋配筋量不足或混凝土强度过低、弯矩不变号的偏心受压柱加固;双侧撑杆适用于需变号的偏心受压及轴心受压柱加固。(2)置换加固法。置换法是一种针对柱子混凝土部分进行处理而提高承载力的方法,采用这种方法时一般不考虑原钢筋利用率的折减。该方法普遍用于混凝土柱因火灾或其它破坏而导致混凝土强度下降引起柱承载力不足的情况。(3)增大截面法。增大截面法又称外包混凝土加固法,是一种使用最广泛的加固柱子方法,在条件允许的情况下,是一种最可靠的传统加固方法,它可以同时增加原有柱的截面面积和配筋量,能较大幅度的提高原有柱的承载能力和刚度,尤其是原柱加固后更符合规范所倡导的强柱弱梁的设计原则,具有更好的抗震性能。(4)外包钢加固法。所谓外包钢加固,就是在混凝土的四角或两面包以型钢的一种加固方法,它的优点是构件的截面尺寸增加不大,但原柱的载力能力提高较大,这种方法特别适用于构件外形受限制,不宜增加太多的情况。对于方形或矩形柱采用四周包角钢并在横向加缀板的方法,而对于圆柱或其它弧形柱则用扁钢加套箍的方法进行加固。
4.2 混凝土梁、板加固的设计
(1)增大截面加固法。,是指在原受力构件的单侧或双侧浇注一层混凝土来增大原混凝土构件的截面面积,同时加配一定数量的钢筋以达到提高原构件承载能力的方法。增大截面法的加固效果与多种因素有关,加固时的施工工艺以及是否对原结构进行卸荷处理将直接影响到加固工作的成败。(2)增补受拉钢筋法。对于承载力要求增加不大、经验算其截面高度满足要求的梁,只须适当增设受拉主筋即可。后补的钢筋可以直接焊在原梁的钢筋上。增补受拉钢筋法可分为全焊接补筋和半焊接补筋和黏结法三种。(3)黏贴加固法。黏贴加固法是用黏结剂(结构胶)将钢板或其他高强材料(如碳纤维、玻璃纤维)黏在需要加固的部位,以提高构件的抗弯、抗剪承载能力,亦可提高构件的刚度和整体性。该方法始于20世纪60年代,它不仅用于建筑,同时也用于桥梁、公路的加固。
5 结束语
建筑工程中混凝土结构加固设计是一个繁琐而技术含量较高的工作,进行工程施工时应根据实际条件选择适宜的加固方法,最大限度地达到使用要求,实现预期的加固效果。
参考文献
[1] 杨志强,水灰比和养护温度对硬化水泥浆体渗透性的影响[J]山东科技大学学报,2011.
[2] 李树,浅谈钢筋混凝土工作原理[J]中国房地产业,2012.