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混凝土結構常用加固方法
發布時間:2014-07-15
混凝土結構加固補強的方法很多,加固方法的選擇,應根據可靠性鑒定結果和結構功能降低的原因,結合結構布置的特點、主體結構傳力和承力的特征、新的功能要求、周圍環境等因素,從安全、適用、經濟的角度出發,加固改造一般應注意四點要求:一是靜力加固必須考慮二次受力要求;二是抗震加固必須考慮結構延性和整體剛度要求;三是必須考慮施工過程中,施工便捷,質量的易于保證;四是必須綜合考慮加固效果和經濟指標,綜合分析確定。目前常用的幾種加固方法簡單介紹如下:1.加大截面加固法
加大截面加固法是在構件外部外包混凝土,增大構件截面面積和配筋量的一種加固方法,從而達到提高構件承載能力的目的。在我國加大截面法是一種傳統的加固方法,工藝簡單,適用面廣,可廣泛用于梁、板、柱、墻等混凝土結構的加固。
加大截面法的技術特點是在設計構造方面必須注意解決好新加部分與原有部分的整體工作共同受力問題。但這種方法要求的現場濕作業工作量大,養護時間較長,對生產和生活有一定影響,而且構件的截面增大后對結構的外觀和房屋凈空也有一定影響。
2.外包鋼加固法
外包鋼加固法是以型鋼(一般為角鋼)外包于構件四角(或兩角)以加強其受力性能的加固方法。在我國,外包鋼加固法也是一種使用面較廣的傳統加固方法。
外包鋼加固結構,尤其是框架結構,節點區受力最為復雜,構造處理相當困難。該方法施工簡便,現場工作量較小,受力較為可靠。適用于在使用上不允許增大原構件截面尺寸,但又要求大幅度地提高截面承載能力的混凝土結構,主要用于鋼筋混凝土柱、梁、析架弦桿和腹桿的加固。
3.預應力加固法
預應力加固法即采用外加預應力鋼拉桿或撐桿對結構進行加固的方法,通過施加預應力使拉桿或撐桿受力,影響并改變原結構內力分布,從而降低結構原有應力水平并提高結構的承載能力。特點是通過預應力手段強迫后加部分受力,改變原結構的內力分布,降低原結構的應力水平,使一般加固結構中所特有的應力應變滯后現象得以完全消除,具有加固、卸載和改變結構內力的三重效果,后加部分和原有結構能夠較好地共同工作,結構承載能力能夠得到較大的提高。
預應力加固適用于大跨度結構以及采用一般方法無法加固或加固效果很不理想的較高應力應變狀態下的結構加固,但此法不宜用于處在高濕度環境下的混凝土結構或混凝土收縮徐變較大的混凝土結構的加固。
4.粘貼鋼板加固法
粘鋼加固法是在混凝土構件表面用特制的建筑結構膠粘貼鋼板,使其共同工作整體受力,以提高結構承載力的一種加固方法。它實質是一種體外配筋,提高原構件的配筋量,從而相應提高結構構件的剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等方面的能力。因此,采用此法加固對結構膠的要求較高,結構膠必須是強度高、粘結力強、耐老化、彈性模量高、線膨脹系數小、具有一定彈性。
相對于傳統加固方法,粘鋼加固法更為簡單、快速,對結構的外形、凈空等影響較小,其施工過程對生產和生活影響較小,因而在建筑領域和公路橋梁領域中都得到了普遍采用。
5.增設支點加固法
增設支點加固法是通過增設支承點來減小結構計算跨度,改變結構內力分布并提高其承載能力的加固方法。梁、板在跨中增設支點后,減小了跨度,從而能較大幅度地提高承載能力,并能減小和限制梁、板的撓曲變形。適用于房屋凈空不受限制的大跨度結構中梁、板、析架、網架等水平結構的加固。增設支點加固法優點是簡單可靠,缺點是使用空間會受到一定影響。
6.粘貼碳纖維材料加固方法
與傳統加固方法和加固技術相比,碳纖維材料加固混凝土結構具有以下技術優勢:高強高效,施工簡捷,施工周期短,施工機具少,操作簡單,具有極佳的耐腐蝕性和耐久性,適用面廣,施工質量容易保證,對結構的影響小。
但粘貼碳纖維加固也有以下幾個弱點:
(1)彈性模量低:碳纖維增強塑料的強度非常高,而其彈性模量相對來說卻低得多。研究工作表明,外貼碳纖維增強塑料加固受彎構件,被加固構件的性能提高主要在強度方面,剛度尤其是早期剛度的提高相當小,對于剛度也要求加固的結構來說是相當不適用的。
(2)環氧樹脂的耐火性與耐高溫性能差:一般的環氧樹脂在100攝氏度時力學性能會受到較大影響,只有特殊的環氧樹脂可以在200攝氏度的高溫下正常工作。
(3)延性不足:缺乏延性使得單絲的碳纖維達到極限強度后即斷裂,這樣高應力區域的碳纖維絲會在低應力區域的碳纖維絲完全發揮強度之前斷裂,所有的碳纖維絲無法同時發揮強度,構件變形過大時會引起碳纖維的脆性斷裂,從而導致結構的脆性破壞。對于需要較大變形或對抗震要求比較高的結構來說,這一點是十分不利的。
7.防腐高強鋼絲加固方法
防腐高強鋼絲加固方法是利用鍍鋅鋼絞線和防腐砂漿組成的復合材料對混凝土構件進行補強,兩種材料在加固中起著不同的作用,防腐高強鋼絲起到增強的作用,防腐乳砂漿起到錨固鋼絲和保護層作用,使其共同工作整體受力,以提高構件承載力的一種加固方法。這種方法實際是一種體外配筋,通過提高構件的配筋率,從而相應提高構件的承載能力。
由于防腐聚合物砂漿良好的抗裂性及粘結強度、抗碳化及抗滲透能力,并且施工簡單,所以廣泛地應用在混凝土建筑物的加固處理,及水中混凝土結構的防滲漏處理。與傳統加固修補方法及粘鋼、噴射混凝土加固方法相比,該加固方法具有明顯的技術優勢,主要表現在:施工簡單,施工質量容易保證,經濟效益好,價格便宜等優點,并且具有較好的耐火性和耐久性,加固性能可靠,節省了大筆維修費用,而且其本身可以起到對內部混凝土結構的保護作用,達到雙重加固修補的目的,可以廣泛應用于建(構)筑物的加固和修補。
8.置換混凝土加固法
該法的優點與加大截面法相近,且加固后不影響建筑物的凈空,但同樣存在施工的濕作業時間長的缺點;適用于受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。
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