徐興國(蘭州新現代建筑設計有限公司,甘肅 蘭州 730000)
對混凝土建筑物的結構進行加強可以增加建筑的承重能力,往往需要加強大量構件甚至整個結構。隨著我國社會的發(fā)展,混凝土建筑的加固技術也越來越發(fā)達,但仍有許多問題需要我們加以解決。因此,必須選擇合理的加固方法,以使結構的性能得到顯著改善[1]。
在混凝土建筑結構加固技術中,需要注意正確的工作流程,收集有關需要修復和加固的建筑結構的最新信息,在工作前準備流程圖,了解現有的問題和現場條件。在開始建造之前,應該找到專業(yè)人士或組織在現場檢查舊建筑物并簽發(fā)可以建造該建筑物的適當證明,這是修復和加強建筑物結構的重要憑據之一。
加固過程中有時所需的組件或其他材料可能會出現問題,此時必須暫時停止施工,確保已解決所有問題之后才能繼續(xù)工作,還需要檢測并發(fā)布具有合理性和有依據的檢測報告。
必須嚴格按照設計圖紙對建筑物進行加固。在早期階段,需要進行廣泛的研究和證據收集,熟悉特定構件或結構的位置并進行加固。首先要確定加固方案是否可行,并需要考慮如何將新的鋼筋與舊鋼筋進行結合,將建筑物整合在一起,并使其變得既耐用又美觀[2]。
在加固過程中,應及時進行溝通,并應時時監(jiān)控建筑進度,及時解決發(fā)現的問題和緊急情況。必須嚴格控制施工現場,了解每個項目的過程,解決施工問題,最后對一些重要的加固細節(jié)進行最終測試[3]。
加固時必須遵循以下原則:第一點是總體效果原則。分析混凝土建筑物的整體結構強度,以減少相應的鋼筋應力。為了實現這個目標,在對鋼筋混凝土建筑進行加固時,需要對建筑質量進行全面檢查。研究建筑物中產生裂縫的根本原因,然后制定針對性的解決方案。擴建后必須考慮對建筑物的影響。一些建筑物是局部加固的,會對建筑物的整體結構產生不利影響,并可能改變結構的整體安全性,導致整個建筑物的抗震性、抗剪性和抗風性降低。因此,在對鋼筋混凝土建筑進行加固之前,有必要制定一份總體規(guī)劃。
第二是抗震和減震的原理。在建造鋼筋混凝土結構時,有必要考慮建筑物的抗震特性并使其最大化。確定建筑物的抗震結構和等級,然后以此為基礎設計加固計劃,以確保其滿足提高建筑物整體減震性能的要求。其中,應充分注意抗震加固和阻尼方案的設計,以確保建筑物在加固完成后能夠有效提高抗震和阻尼性能,并且其他性能不會降低。
如圖1所示為加大截面加固法的現場圖片。加大截面加固法是常用的加固技術,主要用于解決混凝土建筑結構承載力不足的問題。具體的加固方法包括單側加厚、四維外包等,這些通常用于圓柱、樓板以及混凝土建筑結構的橫梁。在鋼筋混凝土加固施工中,通過去除鋼筋混凝土梁底部或側面的受損混凝土,并平滑地澆注細石混凝土作為外層,并在去除區(qū)域中增加鋼筋,以增加構件橫截面或構件的尺寸。建筑表面的橫截面面積增加了建筑物混凝土結構的有效工作面積,從而提高了混凝土建筑結構的穩(wěn)定性和承重能力,提高了傾斜截面和法線的抗剪強度和截面彎曲特性,有效地提高了混凝土建筑的抵抗力和穩(wěn)定性,達到了加強建筑結構的最終目的[4]。它的優(yōu)點是可行性高、效果更好、設計方便、質量控制容易并且完工以后不需要定期維護,但是還存在一些缺點,例如濕操作時間長,正常使用面積減少,影響混凝土建筑結構的外觀等。
圖1 加大截面加固法的現場圖
如圖2是粘貼鋼板加固法的現場圖片。粘貼鋼板加固法主要用于鋼筋混凝土建筑物的加固和維護,它適用于加固鋼筋混凝土構件的彎曲和抗拉性能。結合鋼結構的特點,實現增加整體強度、抑制混凝土變形的效果。還可以增強組件的抗彎曲性,并利用結構粘合劑的剪切轉移來限制鋼板的粘合。加大混凝土建筑物的承載力和防止新的裂縫,利用鋼板的良好抗拉強度來增加結構的承載力和抗破壞能力,以達到加強建筑物混凝土結構的目的。粘貼鋼板加固法設計方法簡單、技術可靠性高、補強施工周期短,此外與其他補強技術相比,其工程造價相對較低且區(qū)域補強成本趨于降低。缺點是工作溫度限制在5℃~60℃之間,組件操作難度高,并且難以評估鋼材的腐蝕程度。該過程的施工順序如下。首先,在建筑物的鋼板和混凝土結構上鉆孔,除銹并拋光鋼板,使建筑物的混凝土結構的粘結表面粗糙,然后將鋼板提起并固定在螺栓上,將排氣管安裝在鋼板的四角處,以彌合粘結結構周圍的間隙,最后涂上填充膠進行檢查和防腐處理[5]。
圖2 粘貼鋼板加固法的現場圖
該方法包括增加混凝土結構或部件的剛度以達到處理目的。此方法最常見的用途是加固支持效果。首先,計算空間結構,然后增加對該空間的支持。其次,增加支撐柱可以改善空間結構的整體剛度,或調整混凝土結構的固有頻率,然后增加結構的承重能力和動態(tài)特性。最后,增加了結構支撐或其他支撐元件,以減小混凝土結構的柔韌性并增加穩(wěn)定性。
此方法需要使用鋼筋、鋼絞線或鋼支架的設備。此方法是用于拆卸、提高和改變混凝土結構強度,在預應力和載荷的共同作用下,水泥板產生軸向應力,而在加固過程中產生的預應力引起偏心壓縮,從而增加了混凝土構件的抗彎強度并降低了載荷。通過控制混凝土結構的彎曲變形程度,可以提高混凝土結構傾斜部分的承載能力。這種方法的缺點是,在施工過程中必須開發(fā)預應力施工方法和專用機械設備,并且結構的施工溫度不得高于600℃。
這項技術主要使用碳纖維和膠水使建筑物的結構更耐用,這種方法非常實用和方便,這也是目前被普遍使用的原因。在碳纖維增強技術的實際應用中,首先必須進行表面處理,清潔待增強混凝土結構表面上的所有碎屑,并且需要清潔碳化層以保持混凝土表面的清潔和均勻。然后用有機溶劑(如丙酮)擦拭混凝土表面,并風干以保持混凝土表面干燥,混凝土表面的裂縫必須填充修補膠并使其干燥。完成上述操作后,可以粘貼碳纖維布并使用適當的設備有效地處理構件,以將其成形為弧形。在碳纖維織物的實際粘合中,第一步是濕床處理,第二步是在室溫下的硬化處理[6]。在實際操作中,首先將樹脂均勻地涂在混凝土表面上,干燥后使混凝土表面光滑,可以將碳纖維織物粘合。將碳纖維布粘在混凝土表面后,用手壓緊將碳纖維布牢牢地固定在混凝土表面,并使用特殊的輥子進行滾壓加工,為了確保碳纖維布的均勻性,將樹脂完全填充在碳纖維布和混凝土之間,以使碳纖維布和混凝土緊密結合。
加強建筑結構是建筑設備質量和安全保證體系的重要組成部分。如果建筑物由于老化或其他因素而不再適合居住,或者出現問題,則拆除將花費更多的金錢和物質資源。此時就體現出加固的好處,尋找某些組成部分的缺陷絕對比整個過程重建更方便、更快捷和更實惠。本文概述了建筑加固技術的流程,重點介紹了與各個加固技術相關的情況,希望加強在建筑項目中對混凝土結構加固的重視程度,以確保建筑物加固后的使用安全性以及延長建筑壽命。