混凝土加固十篇

时间:2023-03-30 21:09:12

混凝土加固

混凝土加固篇1

关键词:混凝土结构的加固 砌体结构的加固 钢结构加固

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,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。

一、直接加固的一般方法有:

1、加大截面加固法

在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。

在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、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。

3、有粘结外包型钢加固法

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,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。

该法也称湿式外包钢加固法,受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

4、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。

该法施工快速、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,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

5、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、维护费用较低等优点,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。

6、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。

7、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。

二、间接加固的一般方法有:

1、预应力加固法

(一)预应力水平拉杆固法

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(当拉杆与梁板底面紧密贴合时,拉杆会与构件共同找曲,此时尚有一部分压力直接传递给构件底面),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。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

由于水平提杆的作用,原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压,因此,加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。

(二)预应力下撑拉杆加固法

钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,在外荷载和预应力共同作用下,拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件,抵消了部分外荷载,改变了原构件截面内力特征,从而提高了构件的承载能力

该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不能用于温度在600C以上环境中,也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2、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构件上的载载效应,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;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

3、其它加固法

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件,如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁,部分或全部分担被加固梁的荷载。

在支座附近加腋后,支座附近截面的有效高度提高了,因此,截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。

三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有:

1、托换技术

系托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。

2、植筋技术

系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

3、裂缝修补技术

根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。内部修补法。

内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中,结硬后起到补缝作用,并通过其胶结性使原结构恢复整体性,该方法适用于裂缝宽度较大,对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响,或有防水防渗等要求的裂缝的修补。

4、碳化混凝土修复技术

系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。

5、混凝土表面处理技术

系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

6、混凝土表层密封技术

系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。

7、其它技术

如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。

四、砌体结构加固方法:

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

(一)适用于砌体结构的直接加固方法一般为:

1、钢筋混凝土外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、钢筋水泥砂浆外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3、增设扶壁柱加固法

该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。

(二)适用于砌体结构的间接加固方法一般为:

1、无粘结外包型钢加固法

该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。

2、预应力撑杆加固法

该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中。

(三)砌体结构构造性加固与修补

1、增设圈梁加固

当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固

2、增设梁垫加固

当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设梁垫进行加固。

3、砌体局部拆砌

当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时,可将破裂墙体局部拆除,并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

4、砌体裂缝修补

在进行裂缝修补前,应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素,确定造成砌体裂缝的原因,以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。

五、钢结构加固方法:

钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法;

改变结构计算图形的一般加固方法:

(1)对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:

A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;

B、加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;

C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性;

D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷;

E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

(2)对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固:

A、改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;

B、改变端部支承情况,例如变铰接为刚结;

C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;

D、调整连续结构的支座位置;

E、将结构变为撑杆式结构;

F、施加预应力。

(3) 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固:

A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构;

B、加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复。在修复前,必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换。

参考书籍:

《结构可靠性鉴定与加固技术》 曹双寅邱洪兴 王恒华编

《混凝土结构耐久性》 金伟良编

《老化混凝土的断面特征与损伤描述研究》 赵震洋老师博士学位论文

混凝土加固篇2

关键词:拱桥加固

中图分类号:K928文献标识码: A

0.拱桥的概念

拱桥是一种推力结构。在竖向荷载作用下,拱脚处在产生竖向反力的同时,也产生水平推力,在拱内产生轴向压力,减少跨中的弯矩,使拱截面拉应力削弱,这使得其跨越能力增大。正是这种结构特性,拱桥建设使用材料为圬工材料,充分利用其抗拉强度差而抗压性能好的的特点。从我国国情出发,拱桥便于就地取材、节省水泥等建筑材料、构造简单、承载能力大、造价低且维护少的优点,更利于普及建设。

1肋拱桥的发展情况

从20世纪70年代以来,我国混凝土肋拱桥的建设跨径在逐步增大,拱结构型式及拱肋截面型式呈现多样性发展。比较典型的有:1996年开始修建的主跨跨径达312米的广西邕宁邕江大桥(现名蒲庙大桥),为中承式钢管混凝土箱肋拱桥,其跨径居当时世界桥梁之最;1990年建成的跨径为240米的四川宜宾小南门金沙江大桥,为中承式劲性钢骨架钢筋混凝土肋拱桥;1998年修建的跨径达180米的广西来宾磨东大桥,为上承式钢筋混凝土箱肋拱桥;1995年建设的主跨为160米的四川攀枝花金沙江大桥,为中承式肋拱,两单室箱肋。国内修建的一些大跨径钢筋混凝土肋拱桥见表1.1所示。

表1.1 20世纪我国建设的大跨径混凝土肋拱桥情况

2桥梁加固的紧迫性

随着世界各国交通网的日趋完善,新建公路、桥梁减少,而已建公路、桥梁的维修、加固工作正成为国家交通部门的工作重心。正所谓,大规模的交通基础设施建设过后,必然伴随着数量巨大的维修、加固工作。

对于不能满足现代交通运输需求的桥梁,如果拆除重建,耗资巨大,周期长,需要中断交通,且产生的废弃物遗留,不符合我国建设节约的国情。世界各国都把桥梁视为保障经济发展的纽带,竟相投入大量的人力、物力对存在病害的桥梁进行维修、加固、改造,对所有桥梁进行养护工作,使其恢复承载力、提高荷载标准,加大使用年限,以此保证公路交通建设的可持续发展。

3肋拱桥常见病害及成因

肋拱桥典型病害及原因分析:

1)拱肋开裂多发生在拱脚、跨中,以径向裂缝多见。拱脚径向裂缝是由负弯矩引起的,垂直于拱轴线向下延伸。跨中径向裂缝是由正弯矩引起的,沿垂直方向向上延伸。产生的径向裂缝,只要没有达到截面的中性轴,通过加固仍然可以继续运营。

2)拱肋纵向裂缝的发生多由于横向联系薄弱造成。此时的荷载横向分布不均,超过拱圈横向抵抗强度,进而引起纵向开裂。在纵向裂缝出现后,结构的整体性变差,则结构受力、变形不均,进一步导致拱圈承载力下降。

3)在双曲拱桥中,拱肋与拱波结合处发生环向裂缝。拱脚附近的环向裂缝是由于拱肋、波结合面的抗剪能力较差,与拱脚抗剪能力差异明显引起。拱顶附近环向裂缝的产生,是在拱肋受拉产生径向拉应力时,拱波间的抗拉能力不足造成的。

4)盖梁或立柱出现剪切斜裂缝和横向弯曲裂缝,其主要原因是由于变形不均匀的拱肋、拱上立柱间比较弱的横向联系造成铰接位置出现较大剪切应力,引起斜裂缝出现并扩展;再加上超载的出现,盖梁跨中应力过大的部位就容易出现弯曲裂缝。

5)桥面出现横向裂缝,其走向大致沿行车道板方向,且多发生在桥面铰缝处,可能的原因是行车道板与纵梁间的砂垫层破坏或铰缝质量差。

6)纵梁下缘开裂,导致此处破坏是由于行车重载及冲击力大。

肋拱桥发生损坏的原因是多方面的,其中包括了勘察设计、施工质量、自然环境以及运营中的使用情况等因素,或单独作用,或叠加重合作用,这影响到桥梁的使用功能,其安全性更应该值得注意。

4拱桥补强加固方法

作为拱桥的主要承重构件,主拱圈承受桥上的全部荷载,并传递到墩台和基础。因此,拱桥的加固主要是围绕主拱圈进行的。

鉴于目前桥梁加固方法和技术的多样性,综合分析后,从外部因素和内部因素两个角度对拱桥进行加固补强,以此提高主拱圈的承载力。

①从外部因素角度看

1)增大主拱圈的截面面积

在荷载等级不变的情况下增大主拱圈截面,目的是为了较小主拱圈承受的拉应力;进一步说,即使荷载变化,也能使主拱圈材料性能保持在允许范围内,从而达到对主拱圈加固的目的。主要的加固方法有:在拱圈下缘加固、在拱圈上缘加固、在拱圈上下缘同时加固。

2)增加主拱圈的强度

增加主拱圈的强度,一般通过粘贴加固,采用环氧树脂或建筑结构胶等化学粘结剂把补强材料粘贴于混凝土结构表面。一般采用的方法有粘钢加固法和纤维复合材料(FRP)加固法。

3)体外预应力技术

当前,采用体外预应力技术加固的桥梁都为梁桥。在拱桥加固方面的实例也有,多为拱圈产生了横向或纵向开裂、桥台发生水平位移以及拱顶产生下挠,用钢筋混凝土拉杆或钢拉杆顺桥向布置,施加预应力进行加固,这样就减小了水平推力,限制了拱脚位移,从而提高了拱圈承载力。当然,采用钢拉杆预应力加固,其拱桥一般为无通航要求的中小跨径的桥梁。

②从内部因素角度看

1)改变结构体系

将拱结构更改为梁拱结合共同受力,或者是拱上建筑改造成桁架式、刚架式,以此应对由于拱桥自重过大、地基承载力不足和拱圈强度变化等因素引起的拱脚位移或转动,主拱圈变形、拱轴线的变化。在条件允许的情况下,调整拱桥上部结构布置,改变拱桥的结构体系,改善主拱圈的受力,提高其承载力,从而达到桥梁加固的目的。根据实际情况采取不同的方法,主要有:梁拱结合体系加固法和转换桥形加固法。转换桥形加固又分为桁架拱组合拱、刚架拱组合拱。

2)调整主拱圈的内力

改变结构体系可以认为是被动的拱桥加固方法,还可以进行主动的调整拱圈的受力。在地基承载力稳定的情况下,由于拱桥本身的材料已无法改变,则主拱圈的轴线线形是应该突破的地方。根据结构整体受力的实际,对拱轴线和压力线进行反向的荷载作用,诸如增加拱上部分填料、减轻上部结构重量等措施,只要作用与反作用吻合,就可以改善主拱圈的受力。另外,由于地基承载力的原因造成了主拱圈的不利受力,可以采用顶推工艺进行调整拱轴复位。当然,调整拱轴线与压力线加固和顶推加固虽解决了实际问题,但施工难度大确是事实。

3)减轻拱上建筑的重量

减轻拱上建筑的重量本身与上述两种加固方法互相影响、交织在一起,共同构成主拱圈加固的内部因素。地基承载力不变,同时桥梁承受活载的能力受到限制,要改善主拱圈的受力情况,可以考虑减轻拱上建筑的重量。改变拱上填料的厚度、腹拱上拱上建筑以轻型拱上建筑取代等方法能提高桥梁承受活载的能力,不失为有效地措施。

参考文献:

[1]张开鹏,蒋玉龙,曾雪芳.桥梁加固的发展与展望[J].公路,2005,(5):299-301.

[2]胡石坚.浅谈拱桥加固方法[J].山西建筑,2009,35(5):284-285.

[3]廖碧海,王国鼎.拱桥加固新方法的研究及应用[J].公路,2006,(10):34-36.

[4]涂志忠.GFRP-混凝土复合拱性能研究[D].重庆:重庆交通大学,2011.

[5]杨俊,王霜.砖石拱桥加固方法探讨[J].平顶山工学院学报,2009,18(2):68-69.

[6]蒙云,卢波.桥梁加固与改造[M].北京:人民交通出版社,2004.

作者简介

混凝土加固篇3

关键词:型钢;混凝土;组合梁;加固;粘钢

近代以来的建筑行业的发展被人们普遍的分为三个阶段,第一个阶段是大规模发展时期,这一个阶段的建筑结构主要是由新建建筑为主;第二个阶段为发展时期,是以建筑结构新建与维修改造并重的一个发展阶段;第三个阶段是现代化改造与科学维护、加固并重的一个时期。混凝土结构自开始使用至今共有两百年历史,以普通五十年的设计基准进行分析,大多数的混凝土结构都已经达到了寿命终结点。为此,在工程项目中做好工程加固技术分析至关重要,也是目前建筑业内人士研究的焦点课题。

一、混凝土加固分析

在现代社会发展中,就建筑工程的现代化改造、维修和加固已经成为建筑行业的热点之一,结构维修加固对于经济、社会和企业发展都有着极为重要的意义。在混凝土工程中,对于承载力不足的工程结构必然需要进行加固,这样不仅可以使得人民的生活、财产得到有效的保障,还可以发挥现有建筑结构的作用,缓解人力、物力以及资源紧张情况,使得资金得到充分的应用,且发挥出拥有的作用。在目前的混凝土结构加固工作中需要加固的结构主要包含有已经产生问题的钢筋混凝土结构和相对完美好的混凝土加固工作。

1、对具有先天性缺陷的混凝土结构加固

在进行建筑结构设计的时候,设计工作人员要尽可能的站在建筑安全、使用功能、耐久性的角度进行分析,在结构上采取各种各样的处理措施和管理方式。但是由于当时的技术水平有限,且施工结构各自特点以及环境的复杂性,在工程项目中必然存在着一定的质量问题和先天性缺陷,这就需要在工程使用中进行加固处理。

2、对于后天损伤的结构问题

恶劣的使用环境是引起结构缺陷和损伤的一个主要原因,按照恶劣的作用性质来区分,外部环境对工程的侵蚀主要包含了物理作用、化学作用以及生物作用三个方面。其中也存在着许许多多的其他问题,为此在这些工程中必须要提前做好混凝土结构的加强与加固,从而保证工程施工质量要求。

二、型钢组合梁加固和粘钢加固比较分析

在当前的建筑工程加固中,钢筋混凝土加固方法很多,各种方法均有着一定的适用性和片面性。对于框架结构的加固分析,目前研究和应用最多的便是型钢-钢筋混凝土组合加固以及粘钢加固方法。但是在实际应用中,大多数工程设计人员都已经形成了定性思维,对于加固设计缺陷和应用优势的分析较少,以致在方案选择中所列出的方案并非是最优的设计要求,是一个承载不足或者存在着严重受力缺陷的问题,或者因为设计保守而造成了材料、人力、物力的浪费。因此在目前的设计工作中我们有必要对这两种工程加固方法进行分析和比较。

1、受力特点

在目前的设计工作中,为了简化加固设计工作力度和工作要求,在设计工作中一般都提前假定加固后梁截面应变,且仍然满足平截面的假定要求,使得受拉区域的钢筋混凝土不参与到工作中来,这就忽略了型钢与钢筋混凝土之间的滑移问题,最终导致钢筋在采用中产生了一定的塑性应力变化。如果在目前的工作中我们不考虑梁和胶粘剂收缩、变形的问题,其在应用中也会产生以下两种情况:

1.1.完全卸荷之后的粘钢加固问题

一般来说,完全卸荷后粘钢加固技术是目前应用最多的一种,是隶属于一次受力加固的一个技术要求。在工作中,钢板粘接后可以和原来的框架结构形成一个综合整体,共同承担各种荷载作用下引起的混凝土隐患。在其承载力计算中,可以现有粘贴加固机理制度来进行综合计算。

1.2、部分荷载粘钢加固

部分卸荷粘钢加固,属于二次受力加固结构,现实中这种情况是普遍存在的。对于这种受力构件,新加钢板只有在框架梁有新的变形才能发挥作用,这样原梁内配筋和新加钢板共同工作能力差,存在应力滞后的现象。

2、型钢一混凝土组合梁的受力机理

这里型钢加固梁是指采用一根型钢置于原有钢筋混凝土梁下,有两种方案:(1)为充分利用原有混凝土的承载力,可将型钢与混凝土用抗剪连接件或结构胶将两者结合,使之协同工作;(2)将原有混凝土梁及所有荷载全部作为外加荷载传递给型钢梁。这样不必设置抗剪连接件,但同时梁高度将加大,影响使用功能。第二种方案的设计方法与普通钢梁无异,因此本文只讨论第一种方案。

根据传统经验所做的实验研究,在加载至破坏荷载的近50%前,型钢组合梁位移和应变均保持弹性, 随着荷载增加,混凝土梁与型钢梁结合面处水泥砂浆层开始有水平裂缝出现,且钢板与混凝土采用结构胶粘结处,沿梁长方向出现滑移现象,并不断增大。当受力较小的时候,型钢组合梁的中和轴在混凝土中通过,型钢为全截面受拉,一般均能满足承载力要求。从理论上说,只要混凝土没有达到极限压应变,型钢组合梁加固的极限承载力决定因素是型钢尺寸和强度。

3 比较结论

(1)从提高承载力角度看,型钢组合梁加固提高承载力显著,而粘钢加固提高承载力有一定局限。型钢组合梁加固利用了其型钢腹板强度,可显著提高构件抗剪能力,适合要求大幅度提高加固后承载力的梁加固;而粘钢加固须在梁侧粘贴钢板,且抗剪承载能力提高有限,适合受力较小的构件采用。

(2)从施工角度看,采用型钢组合梁加固需要注意抗剪键设置,使原有混凝土与钢梁能共同工作,这样才能符合组合梁的计算假定,造成节点复杂,增加了施工难度;而采用粘钢加固与混凝土接触面全部为粘结,施工迅速,适合工期要求紧张的场合。

(3)从使用功能上看,粘钢加固较少影响净高和原外观,防火处理相对也简便,是型钢组合梁加固无法比拟的。实用中可将型钢组合梁加固和粘钢加固结合使用。

三、结束语

混凝土加固技术是当前建筑工程领域中一门新兴技术学科,结构试验理论的研究、分析以及施工规范的编制在近年来都取得了巨大的进步。截至目前,世界上许多发达国家都已经在这一方面取得了显著的研究成果,无论是日本、原苏联以及美国,都已经颁布了健全、科学的有关混凝土加固技术规程,这也为我国钢筋混凝土结构的发展提供了科学的参考依据。在工作中做好型钢-混凝土组合梁加固和粘钢加固的对比分析对于做到因地制宜的施工十分关键。

参考文献

混凝土加固篇4

碳纤维CFRP是整个土木工程界使用最为广泛且热门的加固材料,该项加固技术兴起于20世纪80年代,于90年代后期在我国迅速发展起来,国内外很多科研单位和高校就碳纤维CFRP加固混凝土构件这项新技术进行了大量的研究。随着试验研究的深入,该加固技术的适用范围不断扩大,应用技术不断改进。

碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱的试验研究相对较少,但试验研究结果表明碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱具有施工简单、抗腐蚀能力强、约束效果好、基本不需要维修保养等特点,下面就该加固技术进行简要介绍。

1、钢筋混凝土柱CFRP加固机理分析

1.1、碳纤维CFRP材料

碳纤维CFRP一般是直径为5μm~20μm的连续纤维,基材由树脂和固化剂组成,用树脂(内加固化剂)浸润碳纤维,待树脂固化后便形成了碳纤维增强塑料(简称CFRP)。其特性:密度小,为普通钢材的1/6;强度高,抗拉强度约为普通钢筋的4~6倍;抗腐蚀性能好,强度不受酸碱腐蚀介质的影响;非磁性,不影响电磁信号的传播;抗疲劳性能优良,疲劳寿命普遍高于钢材;温变系数和混凝土相当;弹性模量和钢材相近;极限延伸率1%.

1.2、钢筋混凝土柱CFRP加固原理

钢筋混凝土柱在承受轴向压力时,构件是由于受到极限值非常小的横向扩张引起的,如能在构件四周创造横向约束,以阻止受压构件的这种横向扩张,从而提高构件抗压承载力和变形能力。

碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱就是在柱混凝土和CFRP增强带之间产生约束作用,(它们之间的相互作用力称为界面约束应力)受横向界面约束应力的作用,塑性区的核心混凝土处于三向应力状态,与单向受力状态相比,混凝土的极限压应变和承载力会提高,在柱弯曲承载力没有明显下降的情况下,并不考虑失稳的影响,加固后钢筋混凝土柱具有较大的延性变形与耗能能力。

1.3、钢筋混凝土柱在CFRP包裹作用下的应力分布情况

1.3.1、由于CFRP对钢筋混凝土柱的横向约束后使CFRP形成轴向拉伸应力,而CFRP的抗弯能力极弱(一般不考虑),矩形柱在CFRP包裹约束下其最终极限轴向抗压强度相对圆柱而言大大降低,主要由于侧向约束应力不均匀。矩形柱边中央侧向约束弱,拐角处侧向应力集中约束较大,柱边只有在发生侧向塑性变形时CFRP对钢筋混凝土柱的横向约束应力才能极速增长。

1.3.2、由于CFRP对钢筋混凝土柱的约束为界面约束,只有当混凝土向外横向扩张时(产生塑性变形)CFRP方能对混凝土产生约束应力,因此柱环向外包CFRP在承受荷载时表现出两阶段的受力过程:第一阶段,混凝土轴向压应力较小,横向变形较小,CFRP受力较小;第二阶段,随着荷载的增加,柱混凝土变形增大,CFRP环向应力显著增长,环向约束力迅速增加,直到当CFRP达到其极限拉伸应变时发生断裂。

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1.3.3、约束混凝土与无约束混凝土应力—应变关系

2、碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱的技术及施工要点

2.1、适用范围及工况要求

CFRP加固钢筋混凝土柱适用于圆柱或小截面矩形柱(截面边长一般小于800mm),在未失稳状态下能大幅提高钢筋混凝土柱的轴压承载能力。加固的前提条件是构件的核心混凝土未被破坏,尚具有一定的承载和变形能力。

2.2、CFRP外包钢筋混凝土加固技术

2.3、加固施工要点:

2.3.1、钢筋混凝土柱加固前的卸荷,此项工作往往被忽视,混凝土构件在负荷外包CFRP时,外包CFRP相对于混凝土柱表面存在应变滞后,常发生CFRP尚未被拉断混凝土已被压坏的情况,这种效应使得CFRP的补强效果降低,不能充分发挥CFRP的高强抗拉性能。

2.3.2、矩形柱拐角倒角的半径不得小于20mm,柱侧最好修成外凸面,减轻角部CFRP的集中应力,很多试验表明即使如此CFRP的破坏仍然发生在拐角部位。

2.3.3、混凝土构件表面的修复工作极为重要,其直接影响CFRP对混凝土横向约束效果。

3、结论

1)碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱,能使混凝土承受轴向受力状态变为三向受力状态,约束混凝土的承载力和变形能力得到提高,特别对轴压比不能满足抗震设计规范要求的钢筋混凝土柱加固效果比较明显。

2)提高塑性铰区的承载力及延性,钢筋混凝土柱在地震荷载的重复作用下,上下端会首先出现塑性铰区,承载能力及延性迅速下降,用CFRP进行缠绕加固后,塑性铰区核心混凝土受到约束极限强度及变形能力大幅提高。

混凝土加固篇5

优秀的加固方案具体体现在其施工作业方便、施工技术先进、经济效果好、加固质量高等四方面的特点。

一、混凝土外包钢施工

在混凝土柱四周包以型钢进行加固,这样既不增大混凝土截面尺寸,又大幅度地提高混凝土柱的承载力。具体方法又分干法作业与湿作业法两种形式:干式加固法是将型钢(一般是角钢)直接外包于需要加固的混凝土柱四周,型钢与混凝土之间无连接,由于和混凝土没有形成一个整体,所以不能确保结合面传递剪力。湿式加固法一是用环氧树脂化学灌浆等材料,将角钢粘贴在混凝土柱上,二是角钢与混凝土之间留一定间距,中间浇筑混凝土,达到外包钢材与混凝土相结合。两种作业方法相比较,干式作业法施工更为简单,价格低,施工时间短,但其承载力提高不如湿式作业法好。在方案选择时,应根据加固要求和原构件情况,合理挑选适当的方案进行加固。本方案采用改性环氧树脂化学灌浆法。

1 操作工艺

混凝土凿除 混凝土打磨 混凝土钻孔 钢板下料 钢材清洗

钢板打磨 金属粘结内胀螺栓的安装 钢板安装落位 钢板焊接 钢材周边及螺栓周边密封 灌注结构胶 抹灰

2 施工要点

1)构件表面处理

为增强结合能力,湿式加固法凿去结合层风化酥松层、碳化锈裂层及严重油污层,直至完全露出坚实基层(平式外包钢可免去此道工序)。在此基础上用金刚磨片将混凝土柱四角根据所粘角钢(L100×100×8)的边长打磨足够的宽度,粘扁钢(-40×4)的部位亦根据扁钢宽度打磨。打磨直至露出砂石新面层,四角磨出小圆角,并用钢丝刷刷毛,用高压无油空气将表面灰尘吹净。

2)材料准备

钢板进场后,按混凝土构件的实际尺寸,并根据焊缝设计要求预留焊缝宽度、切割余量、焊接收缩量,放样下料。切割后断口边缘熔瘤,飞溅物应清除,机械剪切面不得有裂纹及缺楞。用丙酮洗涤1~2道。洗涤完毕后,即时采用机械打磨。打磨纹路应与钢材受力方向相垂直,且打磨面不得遗漏。打磨完毕,再次用丙酮将打磨面清洗一道。钢板堆放时,打磨面必须朝下,并放置在通气干燥之处。

3) 金属粘结内胀螺栓的安装

砼钻孔的直径比内胀螺栓套管的直径大1~2mm,孔深比螺栓埋深大10~20mm。将内胀螺栓套管扩大后,轻轻打入混凝土预留孔内,先缓慢的扩大螺栓端部,然后加力扩大紧固。

4) 钢板安装落位

按钻孔位置在钢板上钻孔或割孔。用内胀螺栓将钢材紧固于混凝土构件表面,在紧固螺栓的同时,要采用锤打、卡压等办法,使钢材与混凝土表面间隙尽量减小,一般应小于2~4mm。缀板应紧贴在砼表面,并与角钢平焊连接。焊好后,采用环氧胶泥将型钢周围封闭,并留出排气孔。梁柱接头单片钢板延伸处,采用M12@200锚固。

5) 钢板焊接

通过现场试焊,确定合适的焊接工艺,焊接电流,焊条直径。注意起焊的填满和长弧时防弧坑咬肉。立焊时,焊接电流比平焊电流小10~15%(相同条件状况下),尽量采用短弧焊接,弧长一般为2~4mm。收弧时,要采用弧法将弧坑填满,把电弧移至溶池中再停弧。仰焊时,要注意焊条与焊接方向成70~80度,并宜用小电流短弧焊接。

6) 钢材周边及螺栓周边密封

根据环境气温,现场试调“速凝耐压密封胶”。密封前预埋入注胶口及排气口。慢速挤压封边,将密封胶满铺一层(厚度为5~10mm)。密封后的钢材不得锤击、振动或焊接。

7) 灌注结构胶

注胶前由专人先进行现场试配。配制好的结构胶由专人灌注,应在1~2小时内使用完毕;必须采用“低压低速注胶法”,或尽量应用“多孔缓流注胶法”、“吊浆法”缓慢的将结构胶注入钢与混凝土间隙内,提高密实性及浸润性。垂直方向灌注结构胶(如墙、柱),应由下而上,逐步注胶。水平方向灌注结构胶(如梁、板),应从中部向两侧逐步深入注胶,排尽空气后应再注胶直至排气管内胶升至50mm以上,用以补偿浸润和提高密实性。边注浆边用小铁锤或钢板,轻轻敲击,促使胶流动和检查密实情况。灌注结构胶后,12h内,由专人检查密封情况,出现“漏胶”立即密封,直至结构胶固化或不能渗透流出来为止。注胶后,3d内不得振动钢材。

二、柱加大截面加固法

由于该方法加大了原柱的混凝土截面及配筋量,不仅可以提高柱子的承载力,还可降低柱子的长细比,提高柱子的刚度。但加大的截面影响房屋外观和空间尺寸。加大截面加固钢筋混凝土柱,一般可根据原构件和荷载作用下的内力情况,在被加固柱一侧、双侧或四周采用增大混凝土截面、增加配筋进行加固。本工程设计采用三(四)面增加截面和钢筋量。外包的混凝土采用支模浇捣。

1.钢筋混凝土围套厚度为100mm,地下室外墙柱新加纵向钢筋为7Φ18,其余为13Φ22。箍筋φ8@100/200。根据设计要求:新加部分设置U型箍筋,-0.05以上箍筋与原箍筋焊接,双面焊接(5d)。

2.地下室附墙柱采用U型箍筋,并与内胀螺栓双面焊接(5d)。两侧内胀螺栓部位各增加一根Ф16钢筋,箍筋亦与之焊接。

3.新加纵筋与楼面相交处,一般不宜在楼面处截断锚固,应穿过楼板锚固。与基础相交处,应钻孔入基础,锚固长度应满足钢筋锚固要求。上节点及中节点,在梁高的范围内,附加M8@300膨胀螺栓与柱锚固,并在楼层梁上下平面于柱各设一道加强钢筋箍;下节点,从室内地坪至基顶,加作50~100mm厚钢筋混凝土围套锚固。

4.应将原构件混凝土存在的缺陷清理至密实部位,并将表面凿毛或打成沟槽,沟槽深度不宜小于6L,间距不宜大于箍筋间距,被包混凝土棱角应打掉,同时应除去浮渣、尘土。

5.原有混凝土表面应冲洗干净,浇筑混凝土前,原混凝土表面应用水泥浆进行处理。

6.为提高结合面的黏结性能,保证新旧两部分混凝土能整体工作,共同受力,要求加固混凝土收缩性小。本工程在混凝土中加入12%的HEA膨胀剂以减少后浇混凝土的收缩。

7.由于在后浇混凝土仅为100mm厚,并且在该范围内配有大量的钢筋。加固混凝土设计强度为C30,为保证混凝土的浇筑质量,混凝土的坍落度不能太小,水灰比不能太大,因此在混凝土中按水泥用量的1%掺入高效减水剂,以保证混凝土的强度和坍落度。

8.为保证混凝土的质量,施工过程中应加强振捣。浇筑时不可一次下料过多,在下料500mm高度后应停止下料,待振捣密实后方可再次下料。由于加固部分截面较小,且柱子较高,为防止出现断柱现象,在下料时,应用铁锤轻敲模板外壁,以使混凝土在中间不被隔断,并且以此方法检查已浇筑混凝土部分是否饱满。振捣时以小直径插入式振捣棒振捣为主,同时模外也用外振动器振捣。

9.因后浇混凝土比较薄,其背面就是原有混凝土面,在养护的过程中要保证混凝土对水分的需求,现场要定时洒水,保证其表面长期保持湿润状态。养护期不得小于14天。

10.按规范要求留置混凝土试块,同条件养护达到600℃・d、标准养护28天,试块试压。按普通混凝土的质量评定标准和规定进行评定。

三、钢筋混凝土梁加大截面加固法

梁采用加高截面的加固方法,只要采用必要的构造措施和施工工艺,就能确保新、旧混凝土整体工作,整体工作承载力大于单体的叠加。为了确保新、旧混凝土整体工作,必须做到:

1.将原构件与新混凝土粘结部位的表面凿毛。梁表面不平整度大于6mm,并在原构件的浇筑面上每隔一定距离凿槽,以使新混凝土形成剪力键。

2.将原构件浇筑面凿毛、冲洗干净,并用纯水泥浆浇两道后用C30细石混凝土浇筑。

3.新增混凝土厚度为60mm。

4.石子宜用坚硬的卵石或碎石,其最大粒径不宜大于20mm。本工程采用C30细石混凝土。

5.加固梁的纵向受力钢筋设计采用螺纹钢Φ20、Φ22、Φ25。U型箍筋采用φ8@200,与原箍筋双面焊接(5d)、单面(10d)。

6.后加的受力钢筋与原构件的受力钢筋的净距不应小于20mm,当新加钢筋与原受力钢筋相距比较靠近时,可通过焊接短筋进行连接;当相距较远时,可采用弯起钢筋进行焊接连接,箍筋采用U型箍筋,并按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)对箍筋的构造要求进行设置。

① 加固的受力钢筋与原构件采用短筋焊接时,短筋的直径为Φ20@500(≤500),L=150mm(≥5d)。

② 新加梁钢筋按图纸施工,经图纸会审,钢筋两端无须锚入柱内。一般梁中新加受力钢筋,根据该筋在锚固区的受力情况和构造特征,分别采用穿孔螺栓连接、化学植筋等锚固方法。

7.施工要求:

1) 应将原构件混凝土存在的缺陷清理至密实的部位,并将表面凿毛或打成沟槽,沟槽深度不宜小于6mm,间距不宜大于箍筋间距,被包混凝土棱角应打掉,同时应除去浮渣、尘土。

2) 原有混凝土表面应冲洗干净,浇筑混凝土前,原混凝土表面刷两道纯水泥浆。

3) 对原有和新设钢筋应进行除锈处理;如在受力钢筋上施焊,则施焊前应采取卸载或支撑措施,并应逐根分区分段分层进行焊接,以减少焊接热影响区对钢筋的影响。

4) 对跨度大的梁,在打凿前进行支撑。

5) 模板搭设、钢筋安置和新混凝土的浇筑和养护,应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的要求。

四、几种典型加固方法施工注意事项

工程加固的目的就是要通过加固施工达到修复、补强、提高承载力、增强使用功能、满足使用要求,因此,选择加固方案要以提高加固工程质量为根本目的。对于不同的加固方案也有不同的施工方法和质量评定标准。根据《混凝土结构加固技术规范》(CE-CS25:90)中几种典型的加固方法,依照施工经验,不同的加固方法在施工时应重点做到:?

1)混凝土构件外部粘钢加固法??此法施工较为简单,但首先需要着重注意混凝土和钢板的表面处理,对于旧、脏严重的混凝土构件的粘合面,应先用硬毛刷沾高效洗涤剂,刷除表面油垢污物后用水冲洗,再对粘合面进行打磨,除去2~3L厚表层,露出新面和平整,将粉尘清除干净;对于混凝土表面较好的,则可直接对粘合面进行打磨,去掉1~2L厚表层,使之平整,清去粉尘,再用丙酮擦拭表面即可;钢板表面处理应根据其锈蚀情况,可用喷砂、砂布、砂轮机打磨,使钢板出现金属光泽,打磨纹路尽量与受力方向垂直,然后用丙酮擦试干净。其次要注意对胶粘剂的选择,目前国内市场建筑结构胶粘剂鱼龙混杂,对胶粘剂的选择一定要慎重。第三要注意在配胶、粘贴过程中的细节,胶粘剂要严格按照说明书要求的比例配制,尤其是要掌握好固化剂的用量,搅拌要均匀,同时在粘贴时要保证粘贴面的饱满、密实。最后要注意在固化阶段不能对钢板有任何扰动。

2)加大截面法 新浇混凝土的最小的厚度,加固板时不应小于40L,加固梁柱时不应小于60L,用喷射混凝土时不应小于50L。石子宜用坚硬耐久或碎石,其最大粒径不宜大于20L。加固板的受力钢筋直径宜用6~8L,加固梁柱的纵向受力钢筋宜用带肋钢筋,钢筋最小直径对于梁不宜小于12L,对于柱不宜小于14L,最大直径不宜大于25L,封闭式箍筋直径不宜小于8L,U型箍直径宜与原有箍筋直径相同。

原构件结合面基层应坚实,表面应粗糙、清洁,新浇混凝土收缩应小,粘结性能应好,尽量采用喷射混凝土。

五、实施效果

根据此方案,顺利完成了鑫财大厦结构加固的施工,节约了工期,保证了工程质量和安全,满足设计要求和效果,积累了施工经验,同时也为类似结构加固改造的施工提供了一定的借鉴作用。

混凝土加固篇6

关键词: 钢筋混凝土; 结构加固; 设计

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

引言

随着社会经济的发展,人们对用电的需求量也日益增加,广大用户对电力企业的生产能力提出了更高的要求。电力生产企业在规模扩大的同时,部分原有生产厂房也要采取一系列的加固改进措施。对钢筋混凝土结构厂房进行加固处理,可改善厂房结构的稳定性、牢固性,为企业从事电力生产活动创造有利的条件。然而厂房项目在施工期间常会遇到各种结构性的问题,不仅降低了厂房结构的稳定性,也影响到电力安全生产模式的构建。本文主要分析了混凝土密封固化剂技术在厂房结构加固处理中的运用,希望对改进相关施工有所帮助。

1 混凝土密封固化剂的原理与优点

混凝土密封固化剂是集无机物、化学活性物质、硅合物为一体的新材料,借助固化剂的渗透性与混凝土相融合。密封固化剂经过化学反应后即可产生“凝胶”,凝胶是混凝土结构加固的根本因素。这种加固技术具有以下几个优点:

( 1) 坚硬耐磨。由于密封固化剂具有很强的渗透性,能够进入到混凝土结构内的各个部分,最终形成坚硬的整体构造。使用混凝土密封固化剂能在建筑内部形成“加固带”,增强了结构的坚硬度、耐磨度,从而使厂房结构变得更加牢固。

( 2) 抗压、抗渗。经取样试验发现,密封固化剂对混凝土结构抗压、抗渗性能的增强也有很大的帮助。正常情况下,使用固化剂的混凝土的抗压强度要比常规结构超出 3 倍以上,有效地改善了混凝土结构的抗压性能。此外,固化剂还能在混凝土表面形成坚固的密封层,防止外界杂质进入到混凝土结构内部。

( 3) 环保。“绿色环保”是近年来建筑行业提出的新理念,也是我国电力行业、建筑行业可持续发展的必然要求。传统的材料添加剂中的有害化学成分较多,不仅破坏了建筑结构的牢固性,也对建筑内外的环境造成较大的污染。混凝土密封固化剂的无色、无臭、无毒、不可燃等特点,大大提升了其环保价值。

2 现浇加固法

现浇混凝土结构是电力厂房加固的普遍方法,也是目前建筑行业运用最广泛的加固技术之一。现浇加固技术是在施工现场支模浇注混凝土,浇注方案的制定要根据建筑物的具体构造而定,以保证混凝土浇注后能更好地起到加固作用。在建筑行业技术进步的推动下,现浇加固法的优点更加明显,如成本造价低、结构性能强等。另外,现浇加固法无需使用大型机械设备即可施工,适用于大多数建筑混凝土结构的加固,这不仅降低了建筑加固操作的难度,也为企业节省了资金。

3 直接加固法,直接加固法具有明显的针对性,是根据建筑物结构组成而采取的一类加固方法。对于电力厂房结构而言,直接加固法可采用增加截面、粘钢加固等手段,对具体的某个混凝土结构实施加固。

3. 1 截面加固

考虑到混凝土受弯构件的受力过大,加固时可根据图纸要求适当扩大截面面积,使受弯构件的抗弯强度和抗拉强度变强,如图 1 所示。根据混凝土构件截面的承载力与截面面积成正比这一原理,通过增加截面的方法对厂房结构进行加固是一种可行的方案。

图 1 截面加固法

3. 2 粘钢加固

粘钢加固法是在构件承载力不足区段的表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力。如在电力厂房结构中,其最薄弱的结构是顶棚。在加固设计中使用钢结构作为支撑体系,通过粘钢加固的方式可以使厂房整体结构更加牢固可靠。

3. 3 纤维加固

纤维加固采用粘贴的方式将材料固定于受拉范围,如在电力厂房可以利用胶结材料将纤维增强复合材料粘贴于被加固构件的受拉位置,从而有效地增强厂房构件的承载能力。

4 间接加固法

间接加固法是根据建筑物的受力情况而采取的一种加固方法。由于混凝土构件受力不均会破坏厂房的稳固性,通过调整建筑的受力情况,也能起到很好的加固效果。在电力厂房结构加固设计中,混凝土受弯构件经过预应力加固,可有效限制外荷载形成的弯矩,避免外载荷过大对厂房结构造成的破坏作用。由于减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。

预应力水平拉杆加固法是间接加固的常用方式,它利用拉杆传给构件的压力作用,可有效地限制裂缝问题的发生。预应力水平拉杆加固设计主要是对混凝土结构施加预应力,从而改善厂房混凝土结构构件的抗裂性能,对裂缝的长度、宽度等进行严格限制,有助于改善混凝土结构的抗侵性能,延长厂房结构的使用寿命。目前,预应力水平拉杆加固工艺均使用高性能的建筑材料,在满足结构加固需求的前提下还可达到节能降耗的作用。除此之外,预应力下撑拉杆加固法也是间接加固技术之一,该加固工艺在电力厂房中多数为卧式组装( 见图 2) ,卧式构造具有较强的稳定性、抗压性。

图 2 预应力加固法

5 混凝土结构加固的改造技术

工程设计师不仅要对现有厂房的钢筋混凝土结构进行加固设计,还可以对混凝土结构实施加固改造设计。加固改造能对复杂的建筑结构进行调整,均衡构件之间的受力状态,协调混凝土结构的支撑体系。从国内现有的加固技术看,电力厂房的结构改造包括托换技术、裂缝控制技术、植筋技术等。

5. 1 托换技术

托换技术由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成,该项技术是对已经建好的厂房进行改造,以此达到结构加固的目的。采用托换技术进行加固改造优势明显,如工期短、费用少、效果好等。但采用托换技术改造厂房时要控制好操作流程,对技术指标的要求也十分严格。

5. 2 裂缝控制技术

行业调查显示,裂缝是破坏建筑结构稳固性的重要因素。电力厂房加固设计中要对可能出现的裂缝制定预处理方案,如填补法、开凿法、修补法等等,可根据厂房混凝土结构的具体情况而定,如图 3 所示。另外,也可按照混凝土裂缝的起因、形状和大小,采取支护、修补和加固处理。

图 3 斜裂缝的加固处理

5. 3 植筋技术

植筋技术是对混凝土结构进行加固改造较简捷、有效的连接与锚固技术,所植入的钢筋材料要根据厂房结构的性能要求而定。如常规的钢筋、螺栓式锚筋,在厂房结构加固中最好选择材质性能高的钢筋,这是保证混凝土结构长期使用的基础。

6 结语

混凝土加固篇7

【关键词】CFR P布;加固设计;混凝土柱;施工技术

CFRP加固技术兴起于20世纪80年代,于90年代后期在我国迅速发展起来,碳纤维CFRP是目前整个土木工程界使用最为广泛且热门的加固材料,国内外很多科研单位和高校就碳纤维CFRP加固混凝土构件这项新技术进行了大量的研究。随着试验研究的深入,该加固技术的适用范围不断扩大,应用技术不断改进。建筑工程加固所用CFRP布不但具有优异的物理力学性能,还具有良好的粘合性、耐热性及抗腐蚀性。该加固方法施工十分方便,工效很高,加固完成后,基本上不改变构件的自重及体积,并且结构在以后的使用过程中无需再投入维护费用,使用寿命长。碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱具有施工简单、抗腐蚀能力强、约束效果好、基本不需要维修保养等特点,所以在因设计失误、施工不当或使用功能改变等造成的结构或构件不能满足现行规范规定的正常设计使用要求,而需采取措施进行补强的应用案例逐日递增。

1、CFRP加固钢筋混凝土柱机理分析

CFRP是碳纤维增强塑料的简称,基材由树脂和固化剂组成,用树脂(内加固化剂)浸润碳纤维,待树脂固化后形成的直径为5μm~20μm的连续纤维。CFRP的密度小,为普通钢材的1/6;强度高,抗拉强度可以达到3.0GPa-4.0GPa,约为普通钢筋的4~6倍;抗腐蚀性能好,强度不受酸碱腐蚀介质的影响;非磁性,不影响电磁信号的传播;抗疲劳性能优良,疲劳寿命普遍高于钢材;温变系数和混凝土相当;弹性模量和钢材相近,可高达500GPa;极限延伸率为1%;密度比铝小,柔韧性极好。以上特性表明这种材料不仅强度高、变形小、抗腐蚀能力强,而且容易和混凝土构件结合为一个整体,共同承担荷载和变形。

钢筋混凝土柱在承受轴向压力时,构件由于受压引起极限值非常小的横向扩张,如能在构件四周创造横向约束,阻止受压构件的这种横向扩张,即可提高构件抗压承载力和变形能力。CFRP加固钢筋混凝土柱就是采用CFRP布及环氧树脂胶组成的复合材料横向包裹混凝土柱体来提高其竖向承载能力的一种方法。混凝土柱和CFRP增强带之间的相互作用力称为界面约束应力,混凝土柱受横向界面约束应力的作用,塑性区的核心混凝土处于三轴受压的应力状态,限制了混凝土的横向变形,使核心混凝土变为约束混凝土,与单向受力状态相比,混凝土的极限压应变和承载力会大大提高;如果不考虑失稳的影响,在柱子的弯曲承载力没有明显下降的情况下,加固后的钢筋混凝土柱具有较大的延性与耗能能力。

CFRP对钢筋混凝土柱的界面约束只有当混凝土向外横向扩张时(产生塑性变形),方能对混凝土产生约束应力,是一种被动约束,因此环向外包CFRP在承受荷载时表现出两阶段的受力过程:第一阶段,混凝土轴向压应力较小,横向变形较小,主要在线弹性阶段,CFRP受力较小,CFRP环向应变很小;第二阶段,随着荷载的增加,柱混凝土变形增大,CFRP环向应变显著增长,环向约束力迅速增加,该约束力限制了柱刚度的降低,使混凝土强度得到了较大的提高,延性显著增强,直至CFRP布达到其极限拉伸应变时发生断裂。

2、CFRP加固钢筋混凝土柱的施工技术要点

1)CFRP加固钢筋混凝土柱适用于圆柱或小截面矩形柱(截面边长一般小于800mm),对小偏心受压柱采用CFRP约束的的方法提高其承载能力是有效的,但大偏心条件下采用CFRP约束的方法对柱的承载能力提高量非常小,采用纵横向联合粘贴碳纤维对提高柱的承载能力效果较好。加固的前提条件是构件的核心混凝土未被破坏,尚具有一定的承载和变形能力。

2)在粘贴碳纤维布前,必须先对加固柱的柱体表面打磨平整,除去表面杂质,柱的四角打磨成半径不小于20mm的光滑圆弧状,并将柱表面清理干净保持干燥,以保证其粘结效果;合理地使用修平胶进行找平填补,底胶及浸胶必须涂刷均匀,以免造成界面的剥离破坏;底胶及修平胶表面指触干燥后应立即进行下道工序;混凝土构件表面修复平整后方可在外面包裹CFRP布,以增大其接触面积,便于应力传递以及避免发生应力集中现象。构件表面的修复工作极为重要,将直接影响CFRP对混凝土横向约束效果。

3)钢筋混凝土柱加固前的卸荷工作经常被忽视,混凝土构件在负荷外包CFRP时,外包CFRP相对于混凝土柱表面存在应变滞后,常发生CFRP尚未被拉断混凝土已被压坏的情况,这种效应使得CFRP的补强效果降低,不能充分发挥CFRP的高强抗拉性能。

4)对需加固的小偏心受压柱采用间隔横向包裹CFRP布的方法进行加固设计。每道布宽200mm,包裹间距为50mm,错开搭接,搭接长度为150mm,沿柱高均匀粘贴;碳纤维布的横向搭结长度必须完全满足设计要求,以保证其粘结强度得到完全的发挥;对需加固的大偏心受压柱除了按照小偏心受压柱的加固方式横向包裹CFRP布外,再在柱的四角沿柱高纵向粘贴一道300mm宽的CFRP布包角;碳纤维布粘贴完后,应在碳纤维布外表面再涂刷一层粘浸胶。

5)矩形柱的拐角倒角的半径不得小于20mm,柱侧最好修成外凸面,减轻角部CFRP的集中应力,很多试验表明,即使如此CFRP的破坏仍然发生在拐角部位。

6)如果是冬季施工,环境温度低于5℃,胶的干燥速度较慢,在施工过程中可以采取一些特殊措施以满足施工环境的要求,具体措施如下:将结构胶置于热水中加温,并在配胶过程中在允许范围内适当提高其乙组分用量,以缩短胶的初凝时间;使用彩条布将柱体及其四周作业空间封闭形成一密闭的小空间,在其内加热,直至温湿度达到施工规定要求时再进行施工。

结论

CFRP加固钢筋混凝土柱,能使混凝土柱由纵轴向受力状态变为三轴受压受力状态,横向约束后的混凝土的承载力和变形能力得到显著提高,对轴压比不能满足抗震设计规范要求的钢筋混凝土柱加固效果比较明显;钢筋混凝土柱在地震荷载的重复作用下,上下端会首先出现塑性铰区,承载能力及延性迅速下降,用CFRP进行缠绕加固后,塑性铰区核心混凝土受到约束,承载力极限强度及变形能力大幅提高;施工技术含量低、工艺简单、效果好、抗腐蚀能力强、只需加强保护、无需保养;碳纤维CFRP加固技术并非万能“处方”,有其缺点:有机胶耐高温性能差,高温环境及防火等级要求高的建筑不能使用;不规则或大截面矩形柱应有条件使用。

参考文献:

混凝土加固篇8

关键词: 工厂房,结构加固;钢筋混凝土

中图分类号:TU37文献标识码: A

前言:近年来随着国家经济的快速发展,工业发展作为经济建设的重要组成,工业长发建设的质量安全尤为重要。在厂房施工当中的钢筋混凝土结构是厂房建设的关键部分,然而由于自然灾害的影响以及使用年限的延长导致了钢筋混凝土建筑构件的刚度与强度不足。一般情况下,建筑物在经历数十年的使用时间后就必须对其进行加固维修。施工人员如何保证建筑的安全、正常的使用,就必须对厂房的结构进行加固,改善厂房结构的稳定性、牢固性,确保企业健康发展。

为企业从事生产活动创造有利的条件。

一、关于结构加固的现状

我国的结构加固技术起步较晚,规范、图集目前尚未完善,因此,还处于一个发展的初级阶段。国家相应的法律法规、规范和市场都还并不完善,市场上从事加固改造的设计单位、施工单位水平也参差不齐,关于目前的结构加固行业体制还不健全,设计、施工单位在加固改造项目中履行的职能有很大的差别,如果合二为一,则会缺少各责任主体之间必要的约束,这样的现象不仅出现在设计、施工单位,相应的其他责任主体如监理单位、勘察单位也往往在加固改造项目中缺失。再有,改造项目的审批也存在一些问题,有些大型建筑的局部改造往往只有消防方面的审批程序,其余设计特别是结构方面却没有相应的要求,这样就造成了市场上甲方由于各方面的原因,不认真对待改造项目,承包给没有资质的施工队伍,这对工程质量,对人员、财产的安全都造成了极大的隐患。另外,加固改造项目中加固改造设计方与原设计方的沟通结合也往往存在问题。许多项目由于对原结构无法切实的考证而采取了不合理的方案,或造成造价的大幅度提高,或造成结构安全系数的降低。

二、混凝土密封固化剂的原理与优点

混凝土密封固化剂是把化学活性物质、无机物、硅合物融为一体的一种新型材料,利用固化剂的渗透特性和混凝土进行相互的融合。密封固化剂在经过一系列的化学反应之后就可能会产生“凝胶”,混凝土结构加固的最根本的因素就是凝胶。采用这种加固的技术的优点包括有以下几个:

(一)坚硬耐磨。因为密封固化剂有着很强的渗透性,可以快速的进入到混凝土结构当中的每一个部分,最终就会形成坚硬的整体构造。采用混凝土密封固化剂可以是在建筑的内部当中形成“加固带”,把结构的耐磨度及坚硬度增强了,进一步使得厂房的结构变得更为的牢固。

(二)抗渗、抗压。通过取样以及试验可以发现,能够给混凝土结构抗渗、抗压性能的增强提供很大的帮助的是密封固化剂。在一般的情况下,所使用的固化剂的混凝土的抗压强度要高出3 倍以上常规的结构,可以把混凝土结构的抗压性能有效地改善。除此以外,固化剂还可以在混凝土的表面上形成一层坚固的密封层,从而有效把外界杂质的进入到混凝土结构的内部当中给制止了。

(三)环保。近年来建筑行业提出了一个新的理念――“绿色环保”,其也是我国建筑行业、电力行业进行不断发展的必然要求。由于在传统的材料添加剂当中有着较多成分的有害物,不单单使得建筑结构的牢固性被破坏了,同时还使得建筑内外的环境出现了较大的污染。若是采用混凝土密封固化剂的话,其的无臭、无色、不可燃、无毒等这些特点就可以大大的提升其环保的价值。

三、工厂房混凝土加固施工方案

(一)现浇加固

现浇柱混凝土结构是工厂厂房加固的普遍方法,也是目前建筑行业运用最广泛的加固技术之一。现浇加固技术是在施工现场支模浇注混凝土,浇注方案的制定要根据建筑物的具体构造而定,以保证混凝土浇注后能更好地起到加固作用。在建筑技术进步的推动下,现浇加固法的优点更加明显,如造价低、结构安全性能强等。另外,现浇加固法无需使用大型机械设备即可施工,适用于大多数建筑混凝土结构的加固,这不仅降低了建筑加固操作的难度,也为企业节省了资金。

(二)直接加固法

直接加固法是有着明显的针对性,这种加固方法的制定是按照建筑物结构所组成的。相对于厂房的结构,对其的结构进行直接加固的方法可采用增加粘钢、截面加固等手段,具体地实施加固某个混凝土的结构。

1、截面加固。由于混凝土受弯构件的受力过大,在进行加固的时候可以基于图纸的要求上适当把截面的面积扩大,从而增强受弯构件的抗弯以及抗拉强度。依据混凝土构件截面面积和承载力是成正比的原理,一种可行的方案就是通过增加截面的方法加固厂房的结构。

2、纤维加固。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、维护费用较低等优点, 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。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。

(三)间接加固法

间接加固法就是从建筑物的受力情况制定出的一种加固方法。因为混凝土构件的受力不均使得厂房的稳固性被破坏,只有把建筑的受力情况调整,才会有很好的加固效果。对厂房的结构加固设计当中,经过预应力加固好混凝土受弯构件,可避免外载荷过大对厂房结构造成的破坏作用,有效限制外荷载形成的弯矩。因为把外荷载的效应减少了,也使得构件的抗弯能力提高了。间接加固的常用方式就是预应力水平拉杆加固法,它利用拉杆传给构件的压力作用,防止裂缝的发生。

钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,在外荷载和预应力共同作用下,拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件,抵消了部分外荷载,改变了原构件截面内力特征,从而提高了构件的承载能力该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不能用于温度在 600℃以上环境中,也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

四、混凝土结构加固的改造技术

工程设计师不仅要对现有厂房的钢筋混凝土结构进行加固设计,还可以对混凝土结构实施加固改造设计。加固改造能对复杂的建筑结构进行调整,均衡构件之间的受力状态,协调混凝土结构的支撑体系。从国内现有的加固技术看,厂房的结构改造包括托换技术、植筋技术、裂缝控制技术等。

(一)托换技术。托换技术由上部结构顶升和复位、相关结构加固以及废弃构件拆除等许多技术组成,对已经建好的厂房进行改造就得采用该技术从而达到结构加固的目的。进行加固改造采用托换技术有着明显的优势,如费用少、工期短、效果好等。但是采用这种托换技术对厂房进行改造时,必须要把操作流程控制好,十分严格的要求技术指标。

(二)植筋技术。对混凝土结构进行加固改造有效且简捷的连接与锚固技术就是植筋技术,选择要植入的钢筋材料必须按照厂房结构的性能要求进行。如螺栓式锚筋及常规的钢筋,为了有效地保证混凝土结构的长期使用寿命,就应当在对厂房的结构进行加固当中最好选择材质以及性能高的钢筋。

(三)裂缝控制技术。经过调查我们可以看出。破坏建筑结构稳固性的重要因素就是裂缝。进行厂房加固设计中必须对那些可能会出现的裂缝提前制定好预处理的方案,例如开凿法、填补法、修补法等等,可以按照厂房混凝土结构的具体情况选择适合的方法。除此之外,也可根据混凝土裂缝的形状、起因及大小,采取修补、支护及加固处理。

结语:总之,科学合理的加固施工方案可有效的改善工厂房的性能及其质量。采用混凝土密封固化剂这种新型的混凝土材料,对厂房的结构进行加固,将其与传统材料进行混合后使用,可以有效提高建筑结构的稳定性。

参考文献

[1]张春林,徐华.混凝土结构加固方法综述[J].山西建筑,2014,(12).

混凝土加固篇9

关键词:喷射混凝土;加固方法;喷射技术;研究

Abstract: In this paper, sprayed concrete reinforcement technology research and analysis, obtained shotcrete reinforced the strengths and weaknesses of the technology, and future direction of development.

Key words: shotcrete; reinforcement methods; injection technology; research

中图分类号: TV544+.923 文献标识码: A 文章编号:

第 1 章 绪论

1.1 概述

喷射混凝土是自上世纪初发展起来的一种特殊的混凝土材料,它是借助于喷射机械将混土高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。与普通混凝土相比较,它具有快速、早强,施工工艺简单,不需要模板和振捣,不影响其他生产的特点。我国和世界各国也投入了人力物力对喷射混凝土进行了大量的研究,推动了喷射机具的更新发展和喷射混凝土性能的提高以及运用领域的拓宽。

1.2 国内外建筑工程加固的研究与应用现状

喷射混凝土技术源于美国,在欧美等国的发展运用水平较高,喷射混凝土技术作为一项方便实用有效的加固技术在我国也得到了广泛的运用,我国对喷射混凝土技术也投入人力财进行了大量的试验和工程实践。喷射混凝土技术首先在我国煤炭系统应用喷射混凝土于地下工程,后来随着技术的日趋成熟,该方法在岩石边坡护坡、建筑基坑、地面建筑加固中得到比较广泛的运用。对于喷射混凝土用于工业与民用建筑加固,主要集中在砌体、剪力墙等。

第 2 章 工程质量事故及常用的加固方法

2.1 工程质量事故的主要原因

工程质量事故的主要原因有以下几种:

(1)违反基本建设程序;诸如不作可行性研究,即搞项目建设.

(2)工程地质勘察存在问题:地质勘测深度不足,勘察报告不详细、不准确,导致基础设计错误等。

(3)设计计算存在问题:诸如结构方案不正确;不按规范规定验算结构稳定性;违反结构构造的规定,以及计算中的错误等。

(4)建筑材料、制品质量低劣,物理、化学成分,强度达不到要求等。

(5)施工工艺不当:诸如土方开挖出现流砂时,没有正确的治理措施:打桩或其他分部分项工程施工顺序不当等。

2.2 常用的加固方法及其发展

加固方法的选择应根据可靠性鉴定的结果,结合结构特点,综合考虑加固效果、施工简便性及经济性等因素决定。结构的加固方法可以分为:

(1)直接加固法

直接加固法是通过一些技术措施,直接提高构件截面的承载力和刚度等,常见的有:(1)加大截面加固法。(2)外包钢加固法。(3)预应力加固法。(4)外部粘贴加固法。

(2)间接加固法

间接加固法是根据原有结构体系的客观条件,通过一些技术措施,改变结构传力途径,减少被加固构件的荷载效应,常见的有:(1)增设构件加固法。(2)增设支点加固法。(3)卸载加固法。

第 3 章 喷射混凝土加固技术

喷射混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气或其它动力,将水泥、砂、石、掺合料、外加剂及水等原材料按一定比例配合好的拌和料,通过管道箱送,并以高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。

3.1 喷射混凝土技术特点

喷浆和喷射混凝上在建筑物加固中的应用十分广泛,它常与钢筋网、钢丝网、金属套箍、扒钉等共同使用。喷浆和喷射混凝土常应用于局部和全部地更换己损伤混凝土;填补混凝土结构中的孔洞、麻面等。喷浆和喷射混凝土有如下特点:

(1)射层以原有结构作为附着面,不需另设模板。在高空对板、梁的底面或复杂曲面施工较方便。

(2)对混凝土、坚固的岩石有较强的粘结力。

(3)喷射层密度大,强度高,抗渗性好。

(4)工艺简单,施工高速、高效。

3.2 喷射混凝土施工工艺与喷射方法

3.2.1 喷射混凝土施工工艺

喷射混凝土施工工艺流程如下:待喷面处理,补配钢筋,埋设喷厚标志,喷射,养护。

3.2.2 喷射混凝土的技术要求

(1)待喷面处理

待喷面的处理是结构构件加固的关键工序。结构待喷面为受损伤混凝土时,一般应铲除至坚实的结构层为止,如果铲除得不彻底,会造成“夹馅”,影响喷射层的粘结、耐久性和新旧结构层的共同受力。

(2)补配钢筋

若经结构评定,认为应在喷射层内加配钢筋时,可在待喷面处理之后补绑钢筋,当附着面上出现透孔现象,应注意透孔的尺寸,并分别做出处理,当透孔较小时,可直接喷补;当孔洞面积较大时,可先绑扎钢筋网后再喷补。

(3)埋设喷射层厚度标志

每次不能喷得太厚,在喷射前应埋设喷射厚度标志,以方便喷射施工和保证喷射质量。

(4)混凝土的养护

对于喷射薄层混凝土,尤其对于砖砌体的喷射混凝土加固层,喷射施工完毕后,加强养护是非常重要的。第一次洒水养护一般应在喷射后1~2h进行,以后的洒水养护应以保持表面湿润为度。

3.2.3 混凝土的喷射方法

(1)干喷法

干喷法发展最早,应用最广泛,它是将材料干拌合后,用气压把它以悬浮状态通过软管带到喷嘴,在距喷嘴口25~30cm处,将多股细水流加入料中进行混合,最后喷到喷射面上。干法喷射的质量控制应注意以下几点:

①料的级配要好。

②混合物在进入喷嘴与水混合之前,其含水率控制在2%~5%。如果小于2%,会增大粉尘;若大于5%,易造成管道堵塞。

③喷嘴距喷面应保持0.9~1 .2m的距离。

(2)湿喷法

为了克服干喷法的缺点,人们发展了湿喷法。它是将干料提前与水混合,然后再在喷头处与速凝剂汇合到达受喷面上的一种方法。它的优越性相应的表现在:①粉尘、回弹量均较低,生产环境状况较好;②设计水能与干料排和均匀,水灰质量比能准确的控制;③生产率相对干喷法要高。湿喷法存在机械设备复杂庞大、维修费用高,输送距离近,施工操作较吃力等缺点,这与工程中的成本经济、施工简便的原则相违背。

湿法喷射工艺既可用于细石混凝上的喷射,也可用于水泥浆的喷射。

喷射施工时应注意如下几点:

①水灰比是控制混凝土强度的关键因素,应控制在0.4-0.5。当水灰比小于0.35时,强度会急剧降低,喷射面出现干通:当水灰比大于0.5时,会出现流淌、下坠现象。

②顶枪与受喷面之间的距离应在lm左右。距离过大过小都会增加回弹量。

③喷射机使用压力为喷射枪处气压与输送管道内气压损失之和。喷枪处气压一般以0.1~0.13 MPa为宜。

④当喷枪与受喷面相垂直时,回弹最小,喷射密度最大。

混凝土加固篇10

关键词:工业厂房;钢筋混凝土;加固技术

中图分类号:TV331 文献标识码: A

引言

钢筋混凝土施工质量与整个建筑物使用的安全息相关,各项建筑工程都离不开钢筋混凝土施工技术,一旦钢筋和混凝土施工结构出现问题,将对建筑主体结构产生根本性影响。钢筋混凝土加固技术目前被广泛应用于各种施工过程之中,随着施工技术的发展,钢筋混凝土加固技术也呈现多样化发展趋势,各种新型钢筋混凝土加固技术层出不穷,在对加固技术进行选择时,要从其应用范围,施工可行性及施工效果等方面进行全面分析,保证加固效果。目前在工业厂房施工领域,钢筋混凝土加固技术还存在很多问题有待完善,因此,施工单位和技术人员还需不断致力于加固技术的开发和应用,使钢筋混凝土加固技术更加成熟。

一、钢筋混凝土工业厂房结构的加固原则

1、加固方案遵循总体效应原则

在钢筋混凝土工业厂房结构的加固方案设计中,要综合考虑工业厂房的总体效应,首先是要对工业厂房结构进行全方位的质量监察,发现问题的根源,并制定详细科学的加固方案,最重要是明确加固目的;再者要考虑到工业厂房加固之后对于工业厂房整体结构的影响,避免由于工业厂房结构局部的加固对整个工业厂房造成不良的影响,从而改变了整个工业厂房的特征,甚至影响到建筑物的抗震、抗剪切、抗风性能等。因此,加固方案制定是加固技术中的关键,要全面了解工业厂房结构的受力状况,消除加固工作带来的消极影响。

2、加固材料的选择和加固强度计算

加固强度是加固设计中的关键,通常而言,结构强度的选择遵守以下的原则:(1)加固材料的选择和原工业厂房结构的材料选择一致,尤其是在水泥、钢筋等材料的选择上,保证其型号、种类、性能一致性;(2)如果没有确切的工业厂房结构材料强度资料,要进行强度级别监测,在确定加固材料的类型;(3)加固材料的质量等级要求较高,这样才能够充分的保证加固效果,在加固施工之中,其钢材的选择为一级或者二级钢材,同时使用标号高于32.5的水泥,充分提高加固工业厂房结构的性能。

3、承载力验算

在钢筋混凝土工业厂房结构加固施工过程之中,应当验算工业厂房结构的承载力,并根据结构设计的实际情况确定承载力的大小。通常而言承载力的计算要除去结构的缺陷、损耗、腐蚀等不利因素,采用合理有效的方式进行组建。验算过程中,要考虑混凝土工业厂房结构在加固时的实际受力大小和特点,对加固材料的强度严格要求。

4、抗震减震原则

在钢筋混凝土工业厂房结构的加固施工中,要重点考虑提升建筑物的抗震性能,通常而言建筑物的抗震等级在六级以上,为了保证建筑结构的抗震性能符合设计要求,就需要设计抗震减震的加固方案,提高工业厂房的承重力和坚固性。

二、工业厂房钢筋混凝土构件加固技术

1、钢筋混凝土构件保护层厚度的确定

在钢筋混凝土构件施工中,影响构件质量、整体性和耐久性的主要因素在于钢筋腐蚀。而保护层被完全碳化则是产生钢筋锈蚀问题的重要前提,而碳化在生成之中与钢筋混凝土构件本身的厚度有着密切关系,构件的厚度决定着保护层碳化时间,也可说它决定着钢筋混凝土的质量与耐久性。从这个角度进行分析,在钢筋混凝土构件施工中,我们需要从厚度方面入手研究,以增加厚度的方式来提高钢筋混凝土构件的整体性和耐久性。但是经过大量的实践证明,并不是一味的提高厚度就能够保证钢筋混凝土结构的耐久性,还需要我们在工作中深入思考和探究,在施工中对于受力钢筋混凝土构件截面设计来讲,受拉的钢筋离受压区越远,其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大,这样钢筋发挥的力学效能也就越高。所以一般来讲钢筋混凝土构件受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如果钢筋混凝土构件的钢筋位置放置错误或者钢筋的保护层过大,轻则降低了钢筋混凝土构件的承载能力,重则会发生重大事故。然而当钢筋混凝土构件的受拉钢筋越靠近钢筋混凝土构件的边缘时:(1)钢筋混凝土构件中钢筋的主要成分铁在常温下很容易被氧化,尤其在高温或潮湿的环境中。(2)钢筋混凝土构件的保护层过小容易在施工时造成钢筋露筋或钢筋混凝土构件受力时表面混凝土剥落。(3)随着时间的推移,钢筋混凝土构件表面的混凝土将逐渐碳化,在钢筋混凝土构件工作寿命内保护层混凝土失去了保护作用,从而导致钢筋锈蚀,有效截面减小,力学效能降低,钢筋与混凝土之间失去粘结力。这样构件整体性会受到破坏,甚至还会导致整个钢筋混凝土构件的破坏。

2、楼板及墙柱保护层控制措施

2.1楼板保护层控制措施

钢筋在楼面混凝土板中主要起抗拉受力作用,用来抵抗荷载所产生的弯矩,防止混凝土板面收缩和温差裂缝的发生,而这一个作用均需钢筋在上下设置合理的保护层前提下才能发挥。在实际施工中,楼板底筋的保护层比较容易正确控制。但当楼板底筋的保护层间距放大到 1 米以上时,局部楼板底筋的保护层厚度就无法得到保障,所以纵横向的保护层间距控制在 1 米左右为宜。

楼板面层钢筋的保护层一直是施工中的一大难题。其中各工种交叉作业,施工人员行走频繁,无处落脚后难免被大量踩踏;上层钢筋网的钢筋支撑设置间距过大,甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑)。在上述原因中,对于第 2 个原因,建议楼面双层双向钢筋(包括分离式配置的负弯矩短筋)必须设置卡槽式混凝土垫块,其纵横向间距不应大于700 毫米(即每平方米不得少于 2 只),特别是对于 囟8 一类细小钢筋,卡槽式混凝土垫块的间距应控制在 600 毫米以内(即每平方米不得少于 3 只),才能取得较良好的效果。对于第 1 个原因,可采取下列措施加以解决:(1)尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间,在板底钢筋绑扎后,线管预埋和模板封镶收头应及时穿插并争取全面完成,做到不留或少留尾巴,以减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。(2)在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设(或铺设)临时的简易通道,以供必要的施工人员通行。(3)加强教育和管理,使全体操作人员重视保护板面上层负筋的正确位置;必须行走时应自觉沿钢筋支撑点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。(4)安排足够数量的钢筋工(一般应不少于 3-4 人或以上),在砼浇筑前及浇筑中及时进行整修。(5)砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域,应铺设临时性活动挑板,扩大接触面,分散应力,尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。

2.2墙柱保护层控制措施

墙柱保护层一般比较容易控制,主要措施:(1)墙柱保护层纵横向间距一般控制在 1 米左右(且不少于 2 列),切忌数量太少。(2)墙、柱拉钩的加工尺寸准确。(3)墙、柱水平筋或箍筋的加工尺寸准确。(4)尽量采用新工艺、新产品,如采用塑料垫块或使用卡撑式定位件等。(5)模板施工时切忌破坏墙柱保护层。

2.3成品保护

在混凝土浇捣过程中提倡文明施工,注意成品保护。有一些施工单位往往在浇捣混凝土时,无人统一指挥与监督。已绑扎成型并经验收的钢筋网上施工人员毫无禁忌地乱踩乱踏,甚至将设备器具压在上面,造成支撑马墩和垫块被压扁或踩倒,以及混凝土内钢筋弯曲变型或位移。这样就会使钢筋位置及保护层厚度得不到保证。

结束语

在施工中对结构进行加固可以有效改善这些施工问题,目前,水泥混凝土加固技术包含多种方法,每种方法都有其相应的适用范围和施工特点,因此,建筑施工单位要根据具体施工要求来选择最合适的施工加固方法,以达到最佳施工效果。

参考文献

[1]熊争气,胡军.钢筋混凝土建筑结构的加固技术分析[J].中国建筑金属结构,2013(16).

[2]陆世军.浅谈混凝土建筑结构的加固技术要点[J].门窗,2013(1).

[3]高利学.关于混凝土建筑结构加固技术的新探[J].科技创新导报,2012(6).