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摘要:随着社会经济的不断发展,由于人们对建筑功能布局有了新的需求和中国有大量老房屋因超过了设计基准期或原设计安全储备不足的实际情况,从节约建设成本和环保角度考虑,对原有建筑结构进行加固改造为工程施工的首选,也是为建筑行业的发展注入了新的活力,混凝土结构加固在建筑工程项目中的推广和应用,为建筑可再生、可延续使用奠定了良好的基础。本文主要针对钢筋混凝土建筑结构加固在建筑工程项目中的应用进行了深入的分析与探讨。
关键词:混凝土;建筑结构;加固改造技术
引言
混凝土结构是建筑工程中的主要结构形式,其结构加固改造方法的研究,有助于建筑工程使用寿命的延长。由于人们目前对建筑功能和质量要求更高,因此,加强这方面的研究具有很强的现实意义。
1混凝土结构加固设计的基本要求
1.1加固设计前了解结构原始的受力特征
加固前后的混凝土结构其在受力特征、受力效应等各方面都存在着较大的差异。这些差异主要表现在一次受力与二次受力上,如果缺乏对结构原始受力的了解,那么就会导致二次受力计算分析结果与实际情况出现较大的偏差。另外新旧结构结合处的材料应用,在加固过程中结合面抗剪强度的大小是影响其受力作用的关键因素,所以在设计的过程中,必须确保加固后的结合面抗剪强度高于原结构。
1.2对结构加固材料的要求
加固方法不同所使用的加固材料也不同,在混凝土结构加固设计的过程中,必须对混凝土的收缩性、加固材料的化学性、胶黏剂的粘结性、加固材料的耐久性等各方面因素予以充分的重视,才能满足建筑结构的质量要求。
1.3加固结构的施工要求
结构加固设计应与实际施工方法紧密结合,设计时应考虑工程施工阶段结构卸载和负载的受力状态,采取有效的构造措施,保证新增构件或部件与原结构连接可靠,新老结构形成整体共同工作。另外加固设计时,应考虑加固过程中可能出现倾斜、失稳、过大变形等情况,并在设计文件中明确提出相关技术安全措施。
2建筑工程中混凝土结构加固的主要方法
2.1增大截面加固法
增大截面加固法最大的特点就是能够直接增加构件的结构承载力且施工方法简便,主要适用于梁、柱等钢筋混凝土受弯、受压构件的加固。这一加固方法在实际应用的过程中,必须以原结构构造和实际受力情况、薄弱环节、加固目的等各方面性能和要求为基础,采取一侧、两侧或者几面同时增大截面的方式。比如,针对结构梁受弯构件的加固一般采取的都是增加上侧受压区和下侧受拉区混凝土配筋的方式。为了提高受弯构件的正截面和斜截面的承载力,受压构件正截面的承载力,确保所增加配筋的耐久性以及使用功能的充分发挥,则可以采取增加配筋的加固方式,根据新增钢筋间距与保护层等构造的特点,通过适当增加原构件截面尺寸的方式进行加固。另外,由于混凝土加固施工完成后,结合面主要是依靠两侧新旧混凝土上的粘结强度承担剪应力与法向拉应力的,再加上混凝土结构增大截面加固方法施工的作业量相对较大,且构件需要较长的养护时间才能达到最终设计的承载力要求,其对于建筑物的恢复时间会产生一定程度的影响,所以在钢筋混凝土结构加固补强施工时,必须对加固施工技术的局限性与加固后的使用效果予以充分的重视。
2.2外包型钢加固法
外包型钢加固法,适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土柱及梁的加固。主要采取的将型钢外包于原构件混凝土的方式,促进原构件加固后承载能力的有效提升。这一加固补强方法主要应用于混凝土构建截面的四角加固。在加固施工完成后,外包的钢构件可以完全或者部分替代原构件的工作,从而达到加固补强原构件的目的。对钢筋混凝土构件,外粘型钢采取的加固方法,一般在构件加固完成后期承载力以及延伸性都会在不增加原构件截面尺寸的情况下得到大幅度的提升。由于这一加固方法具有施工周期短且施工简便等各方面的特点。常见的钢筋混凝土外包钢加固方法主要分为干式与湿式两种。一般情况下,干式外包钢加固方法主要应用于原构件之外的型钢或者虽然有水泥砂浆填塞其中,但是其剪力在通过截面后无法有效传递的钢筋混凝土结构的加固补强施工中。经过长期的实践应用后发现干式加固法,在实际应用过程中由于其与原构件需要各自承受荷载,所以在实际设计的过程中,必须按照原构件与外包钢构架的强度比例分配其所要承受的荷载,然后对原构件的承载力进行详细的验算,最后在验算结果的基础上进行钢构架的设计。而湿式外包钢加固法,则需要在原构件与型钢之间留下一定的空隙,以便于进行环氧砂浆、乳胶水泥或者细石混凝土等剪力传递性能较强的填充物的灌注,以确保其所形成的黏结整体满足两者之间协同工作的目的[1]。另外,在进行钢筋混凝土构件加固补强施工时,必须对型钢的承载力予以充分的重视,避免因为原构件混凝土在加固施工过程中出现横向变形挤压侧向型钢现象的出现,促进钢筋混凝土结构加固施工效率与质量有效提升。
2.3植筋技术
植筋技术适用于钢筋混凝土结构构件,以结构胶种植带肋钢筋和全螺纹螺杆的后锚固设计。该方法主要是以结构的受力特点为基础,根据混凝土构件的实际位置确定植入钢筋的具体位置,并在钻孔、清孔、钢筋植入施工完成后,使用结构胶将钢筋与混凝土粘结在一起,最后进行混凝土浇筑将新旧钢筋混凝土有效的连接在一起,提升构件整体受力性能提升的目的,由于这一加固补强技术具有施工简便、工作面小、适应性强、造价低等各方面的优点,因此其被广泛的应用于混凝土工程结构的加固补强施工中[2]。另外,由于植筋胶对原有结构钢筋的锚固作用是利用其自身所具有的粘结材料的锚固力实现的,而不是通过锚筋与基材两者产生的摩擦力产生的,其对于锚杆与基材加固效率的提升具有极为重要的促进作用,再加上原构件在加固补强施工完成后,自身的受拉荷载主要是依靠植筋产生的粘结强度与机械咬合力承受。另外,采用植筋锚固要注意环境温度,如处于特殊环境时,应采用奶环境因素作用的胶粘剂。
2.4粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法适用于钢筋混凝土受弯、大偏心受压及受拉构件的加固。该技术在实际应用的过程中主要是通过在钢板上粘贴特质胶黏剂的方式,将钢板与混凝土结构沿受力方向粘结在一起,使其在加固后形成整体的协调工作局面,以达到促进原结构强度与刚度有效提升的目的。粘贴法与其他常用的加固补强方法相比较来说,其主要适用于2-6mm厚的钢板,且结构厚度为1-3mm,经过加固施工后实际增加的结构厚度不能超过10mm,降低加固施工对原构件的外形尺寸产生影响。经过长期的实践应用后发现,粘贴钢板加固方法主要有坚固耐用、简洁轻巧、灵活多样、施工快速、经济合理等各方面的优点。在使用这一方法进行钢板与混凝土之间粘结强度的加固时,只需要确保钢板与原构件混凝土保持整体的协调工作即可实现促进钢板与混凝土粘结抗剪与抗拉强度有效提升的目的[3]。另外,采用粘贴钢板对钢筋混凝土进行加固时,应采取措施卸除结构上的活荷载,才能保证新老结构粘结后形成整体结构受力工作状态。
结束语
总之,混凝土结构加固技术的不断发展,为延长钢筋混凝土结构建筑使用年限奠定了良好的基础,并极大节约了社会环境资源。经过长期工程的实践应用后发现,科学技术的不断发展和进步,不仅为结构加固理论与加固材料的完善和创新提供了全面的技术支持,而且也为钢筋混凝土结构加固补强技术的发展奠定了良好的基础。
参考文献:
[1]张宏军.简论混凝土结构加固原则与加固方法[J].科技视界,2015(26):140+224.
[2]刘华恩.浅议几种建筑结构常用的加固方法[J].科技视界,2015(27):146+313.
[3]杨睿,徐洪娟.混凝土结构工程加固施工探索[J].辽宁科技学院学报,2013,15(03):38-39+89.