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        建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的主要目的及具體應(yīng)用

        2016-06-21 09:42:59王焰
        中華建設(shè) 2016年10期
        關(guān)鍵詞:柱體預(yù)應(yīng)力構(gòu)件

        王焰

        建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的主要目的及具體應(yīng)用

        王焰

        混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑工程中非常常見的結(jié)構(gòu)形式,具有施工簡單、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),而為了保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和使用安全,應(yīng)該在充分了解結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上,做好相應(yīng)的加固設(shè)計(jì),選擇切實(shí)可行的加固方法,提升混凝土結(jié)構(gòu)的安全性,減少結(jié)構(gòu)中存在的隱患,確保建筑工程的正常使用。本文分析了建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的主要目的,并對(duì)其加固方法和具體應(yīng)用情況進(jìn)行了討論。

        一、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的主要目的

        在建筑工程中,針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì),其主要目的在于提高結(jié)構(gòu)整體或者單個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度,確保其具備良好的穩(wěn)定性,減少安全事故發(fā)生的幾率。最近幾年,建筑行業(yè)的飛速發(fā)展使得建筑施工技術(shù)也在不斷創(chuàng)新,各種各樣先進(jìn)的工藝和材料為混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)奠定了良好基礎(chǔ),在進(jìn)行加固方案的設(shè)計(jì)時(shí),不僅需要關(guān)注方案的整體性能和性價(jià)比,還必須能夠充分體現(xiàn)工藝的先進(jìn)性、科學(xué)性和可行性。例如,高溫、腐蝕、振動(dòng)等是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該采取有效措施,對(duì)上述不利因素的影響進(jìn)行削減和排除,提升結(jié)構(gòu)的耐久性。在能夠滿足結(jié)構(gòu)加固需求的基礎(chǔ)上,應(yīng)該盡量考慮新技術(shù)和新材料的使用。

        二、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的有效方法

        在當(dāng)前的技術(shù)條件下,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的方法大體上可以分為直接加固和間接加固兩種,這里對(duì)其分別進(jìn)行分析。

        1.直接加固法

        (1)置換混凝土加固法:主要是通過挖補(bǔ)的方式,對(duì)存在病害或者質(zhì)量問題的混凝土進(jìn)行置換,在加固后不會(huì)影響建筑凈空,不過濕作業(yè)時(shí)間較長,一般適用于梁柱等承重構(gòu)件的加固。

        (2)粘鋼加固法:主要是在承載能力較差的構(gòu)件表面粘貼鋼板進(jìn)行加固,以提升構(gòu)件的整體承載能力,施工簡單方便。

        (3)外包型鋼加固法:與粘鋼加固法類似,是將型鋼或者鋼板包裹在需要加固的構(gòu)件表面,在施工中通常采用濕式外包法,以環(huán)氧樹脂灌漿的方式對(duì)型鋼進(jìn)行粘結(jié),能夠提高構(gòu)件的受拉和受壓面積,提升其承載能力和剛度。

        (4)繞絲法:這種方法與加大截面法有著相似的優(yōu)勢和缺點(diǎn),一般用于斜面承載力不足的混凝土構(gòu)件加固,或者需要針對(duì)受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。

        (5)錨栓加固法:適用于強(qiáng)度等級(jí)在C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的加固,不過,如果結(jié)構(gòu)嚴(yán)重風(fēng)化,這種方法無法起到應(yīng)有的加固效果。

        2.間接加固法

        (1)預(yù)應(yīng)力加固法:預(yù)應(yīng)力加固法主要是通過施加預(yù)應(yīng)力的方式,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的受力狀況進(jìn)行改善,以實(shí)現(xiàn)加固的效果。比較常見的是預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法,在預(yù)應(yīng)力以及新增外部荷載的作用下,拉桿內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一種軸向拉力,通過錨固偏心傳輸?shù)交炷翗?gòu)件上,在構(gòu)件中形成偏心受壓,從而抵消部分外部荷載產(chǎn)生的彎矩,提升混凝土構(gòu)件的抗彎能力。

        (2)增加支承加固法:主要是通過增設(shè)支點(diǎn)的方式,減少受彎構(gòu)件的計(jì)算跨度,進(jìn)而減少構(gòu)件承載的荷載和應(yīng)力,提升其承載能力。這種加固方法在實(shí)際應(yīng)用中具有操作簡單、加固效果良好的優(yōu)點(diǎn),不過會(huì)減少建筑內(nèi)部空間,在一定程度上影響建筑的使用功能。

        三、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用

        1.工程概況

        某住宅建筑分為地面13層和地下1層,整體建筑面積1.2萬平米,屬于小區(qū)二期工程,建設(shè)時(shí)間較早。在使用過程中,受各種因素的影響,建筑中的混凝土梁、板、柱出現(xiàn)了不同程度的損壞,影響了建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和可靠性,威脅著居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)此,需要做好混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì),確保建筑的正常使用。

        2.加固設(shè)計(jì)應(yīng)用

        (1)梁板結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì):對(duì)于混凝土梁板結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì),可以采用的方法有三種:一是增大截面法,其基本原理,是在原本受力構(gòu)件的一側(cè)或者兩側(cè),進(jìn)行混凝土的澆筑,以此來增大構(gòu)件的截面尺寸,同時(shí)為了保證良好的加固效果,設(shè)置適量的鋼筋,提升混凝土構(gòu)件的承載能力。這種加固方法的實(shí)際加固效果受多種因素的影響,必須得到施工人員的重視,在實(shí)際應(yīng)用過程中,需要首先針對(duì)原本的混凝土構(gòu)件進(jìn)行卸荷處理,以保證良好的加固效果;二是增補(bǔ)受拉鋼筋法,這種加固方法只需要根據(jù)實(shí)際需要,適當(dāng)增加受拉主筋,就能夠達(dá)到良好的加固效果,適用于對(duì)承載能力要求不高,截面高度滿足相關(guān)要求的梁,可以直接將后補(bǔ)的鋼筋焊接在梁體原本的鋼筋上。在具體應(yīng)用中,增補(bǔ)受拉鋼筋法可以細(xì)分為黏結(jié)法、全焊接補(bǔ)筋法和半焊接補(bǔ)筋法三種,必須結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行選擇;三是黏貼加固法,主要是利用結(jié)構(gòu)膠等粘結(jié)劑,將鋼板、玻璃纖維板、碳纖維板等高強(qiáng)度材料貼在需要加固的構(gòu)件表面,借以提升構(gòu)件的抗剪和抗彎承載能力,同時(shí)也可以在一定程度上提升構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性。黏貼加固法最早出現(xiàn)于上世紀(jì)六十年代,在建筑工程、橋梁工程和公路工程的加固中均有著廣泛的應(yīng)用。

        (2)柱結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì):在進(jìn)行加固設(shè)計(jì)前,需要做好現(xiàn)場勘查工作,分析混凝土柱體的外觀表現(xiàn),對(duì)導(dǎo)致混凝土柱損壞的原因進(jìn)行分析,采取針對(duì)性的加固措施,以保證良好的加固效果。在該工程中,混凝土柱出現(xiàn)損壞的原因,是在長期使用過程中,結(jié)構(gòu)的承載能力有所下降,無法滿足建筑的需求,因此,可以通過提升柱體承載能力的方式進(jìn)行加固??晒┻x擇的加固方法有幾種,一是預(yù)應(yīng)力加固法,主要是利用預(yù)應(yīng)力撐桿,提高偏心受壓或者軸心受壓柱的承載能力,撐桿可以選擇單側(cè)和雙側(cè)兩種;二是置換加固法,對(duì)于破損嚴(yán)重的部位,可以采用這種方法,以優(yōu)質(zhì)混凝土替換損壞的部位,能夠有效解決混凝土強(qiáng)度下降導(dǎo)致的柱體承載能力不足問題;三是增大截面法,是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的混凝土柱體加固法,也是條件允許情況下最為可靠的加固方法,能夠同時(shí)增加配筋數(shù)量和柱體截面面積,極大的提高柱體的剛度和承載能力,提升其抗震性能。

        四、結(jié)語

        總而言之,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì),能夠有效提升結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性,保證建筑的使用安全。對(duì)于技術(shù)人員而言,在進(jìn)行加固設(shè)計(jì)前,必須做好現(xiàn)場勘查工作,對(duì)加固的思路進(jìn)行明確,對(duì)加固方法進(jìn)行選擇,從整體上保證原本結(jié)構(gòu)和新增結(jié)構(gòu)的合理性,保證良好的加固效果。

        (作者單位:王董(北京)建筑設(shè)計(jì)有限公司)

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