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[摘要]隨著人們對(duì)建筑物的安全性,實(shí)用性,耐久性需求的提高,建筑結(jié)構(gòu)加固越發(fā)顯得重要,本文主要講述加固適用情況以及常用的加固方法并說(shuō)明各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),為建筑結(jié)構(gòu)加固提供依據(jù)。
[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)加固;加固法
建筑物在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),規(guī)定的條件下,應(yīng)滿足安全性、適用性和耐用性的要求。隨著世界和中國(guó)新型建筑的快速建設(shè)發(fā)展,人們對(duì)于建筑物的使用安全性、適用性和建筑耐用性的要求越來(lái)越高。當(dāng)存在危害結(jié)構(gòu),應(yīng)拆除或加固,建筑結(jié)構(gòu)加固是施工質(zhì)量保障體系的重要組成部分。
1加固體現(xiàn)在以下情況
1.1設(shè)計(jì)不完整或錯(cuò)誤
地面情況未透徹理解,地基承載力高估,作用于結(jié)構(gòu)負(fù)荷計(jì)算不完整或錯(cuò)誤;
1.2焊接鋼結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境條件惡化
高溫,酸,堿,鹽,振動(dòng)等不利因素,結(jié)構(gòu)件受到腐蝕或嚴(yán)重破壞;
1.3結(jié)構(gòu)件施工的質(zhì)量不完全符合要求
如焊接鋼筋的流體力學(xué)性能不完全符合有關(guān)設(shè)計(jì)的要求;焊接鋼結(jié)構(gòu)的建筑質(zhì)量,高度不完全符合,混凝土的強(qiáng)度不符合有關(guān)設(shè)計(jì)的要求;
1.4結(jié)構(gòu)件使用的建筑年限
結(jié)構(gòu)件受損傷或嚴(yán)重?fù)p壞,安全性不夠;
1.5各種災(zāi)難事件的影響
使結(jié)構(gòu)有裂縫或損壞,存在建筑物加固問(wèn)題,如地震,臺(tái)風(fēng)。不同的加固方法用于不同的情況,選擇加固方法應(yīng)根據(jù)施工綜合分析。下面是一些常用的加固方法。
2加固方法
2.1增大截面法
這種方法加強(qiáng)部件的承載能力是通過(guò)增加構(gòu)件的橫截面區(qū)域,可以增加截面剛度EI,使得構(gòu)件在正常使用中的性能改進(jìn),可廣泛用于增強(qiáng)梁板柱,鋼加固柱結(jié)構(gòu),磚,磚柱等的混凝土結(jié)構(gòu)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,適用面廣,技術(shù)較為成熟,提高了構(gòu)件的強(qiáng)度,剛度,穩(wěn)定性。缺點(diǎn)之處是建筑物可能需要改變其形狀,以減少建筑物使用空間,現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)會(huì)增加工作量,固化的時(shí)間也可能會(huì)過(guò)長(zhǎng)。
2.2預(yù)應(yīng)力構(gòu)件加固法
該法主要是通過(guò)使用具有預(yù)應(yīng)力的鋼桿或鋼支桿,加強(qiáng)構(gòu)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或原結(jié)構(gòu)通過(guò)改變內(nèi)部力的均勻分布,以及減少構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力的水平。預(yù)應(yīng)力方法是降低加強(qiáng)件的成本有效的方法,有卸載、固結(jié)和受力結(jié)構(gòu)變更功能,并且?guī)缀醪桓淖兪褂玫目臻g,特別是對(duì)于大跨度結(jié)構(gòu)的加固,其缺點(diǎn)是加力器及固定設(shè)備應(yīng)加以改進(jìn),有一定的風(fēng)險(xiǎn)。
2.3外包鋼加固法
是加強(qiáng)角部或兩個(gè)面包鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的方法,是常規(guī)方法中使用更廣泛的方法,并具有干、濕式外包鋼種形式。這種加固方法既可以適用于加固混凝土柱,梁,桁架弦腹桿,也可以適用于加固煙囪和其他混凝土結(jié)構(gòu)。該加固方法的優(yōu)點(diǎn)是可以在混凝土構(gòu)件的橫向增加和截面的尺寸小小縱向增加的兩種情況下,使混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度和承載能力大幅增加,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)便,受力更加可靠。該方法的缺點(diǎn)是粘貼鋼板使用量大,加固和維修的費(fèi)用相對(duì)較高。
2.4粘貼鋼板加固法
該方法的優(yōu)點(diǎn)是在加固的混凝土構(gòu)件的外部粘貼鋼板,主要用來(lái)有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和承載能力,相當(dāng)于在體外配筋。優(yōu)點(diǎn)是幾乎不發(fā)生形狀和使用空間的改變,對(duì)于正常使用的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu),對(duì)生產(chǎn)和生活影響不大,合適的期間可以提高承受靜力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和在正常環(huán)境的撓曲,但是要求工作環(huán)境相對(duì)溫度不高于60℃,相對(duì)濕度小于70%,工作環(huán)境的加固保證構(gòu)件的本身沒(méi)有任何化學(xué)腐蝕。
2.5改變水平結(jié)構(gòu)受力體系的加固法
該法是通過(guò)增加和減小桿部件的計(jì)算跨度和水平結(jié)構(gòu)的受力變形,來(lái)大大增強(qiáng)其承載能力,在鋼結(jié)構(gòu)中,這種加固桿部件的方法也經(jīng)常被廣泛使用,通過(guò)增加和降低桿部件的一部分內(nèi)力,來(lái)增強(qiáng)和提高該水平結(jié)構(gòu)的跨度和承載能力,其主要優(yōu)點(diǎn)是廣泛適用于梁、板、桁架、網(wǎng)架等各種水平結(jié)構(gòu)的加固,簡(jiǎn)單可靠,它的主要缺點(diǎn)是容易嚴(yán)重?fù)p壞水平建筑物的原貌和影響其使用的功能,使用空間變小。
2.6裂縫修補(bǔ)的方法
該法主要通過(guò)修補(bǔ)構(gòu)件的裂縫,恢復(fù)構(gòu)件的使用功能和其耐久性,裂縫修補(bǔ)的方法主要包括常見(jiàn)的表面處理法,填充法和裂縫灌漿法等,裂縫的種類(lèi)及其產(chǎn)生主要原因和裂縫填充和修補(bǔ)的寬度不同,所需要選用的修補(bǔ)方法也不同,表面處理法對(duì)于細(xì)小的裂縫可以進(jìn)行裂縫修補(bǔ),灌漿法主要適用于裂縫深度深寬度小的裂縫,特別適用的是裂縫受力較大的裂縫。
2.7地基基礎(chǔ)的加固方法
基本上地基加固可分為直接和間接的加固。直接加固方法即加強(qiáng)基礎(chǔ)自身,通常是基礎(chǔ)拓寬、深化和加固;間接加固的方法,即間接地基加固。
2.8粘貼纖維復(fù)合材料法
這是類(lèi)似于粘鋼加固法的另一種方法,但是增強(qiáng)的材料是一種纖維性較強(qiáng)的復(fù)合材料,例如玻璃纖維,碳纖維等。目前國(guó)內(nèi)外許多研究有很大的前景。纖維復(fù)合材料加固較常規(guī)方法具有強(qiáng)度高,重量輕,易于施工,耐腐蝕等突出的優(yōu)點(diǎn)。用于梁板柱,橋梁,屋架等。缺點(diǎn)是低剪切強(qiáng)度,低耐火性,技術(shù)成本高,施工技術(shù)不完善。
3結(jié)論
建筑結(jié)構(gòu)加固,必須符合監(jiān)管要求,施工技術(shù)應(yīng)該便于實(shí)施,能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。要綜合考慮整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)安全體系的性能和安全,處理好局部與結(jié)構(gòu)整體的關(guān)系,加固的工藝和方法也在不斷的發(fā)展和技術(shù)上的創(chuàng)新,靈活的選擇和運(yùn)用各種建筑結(jié)構(gòu)加固的方法,可以事半功倍,使建筑結(jié)構(gòu)更加安全可靠。
作者:李鈺 單位:濟(jì)南大學(xué)
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