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'浅谈建筑结构钢筋混凝土加固技术方法天津振津工程集团有限公司天津市摘要:随着社会的不断进步,基础建设逐步得到了发展完善,而且越来越多的建筑物己经进入或将要进入老龄化阶段。当建筑结构遭受地震等较强外力的破坏,或者由于结构设计及施工失误、建筑物使用功能变更与增层、老旧建筑设防标准过低、抗震规范条款变动等因素,导致混凝土结构开裂、承载力不够或者抗震性能不高等,将严重影响建筑物或构筑物的使用功能及安全性能。因此,在这种情况下应及时对建筑结构进行加固修复。木文就钢筋混凝土的加固技术的重要意义、加固技术进行分析,力求为加固技术的发展提供理论支撑。关键词:建筑结构;钢筋混凝土;加固技术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。目前在建筑施工领域,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、对钢筋混凝土建筑结构进行加固技术的重要性和必要性随着建筑物使用时间的变化,必然会出现常规性的损耗和脱落,为了提高建筑物的使用寿命,必然要釆取相应的加固举措。1.实践研究理论的客观需求。我们国家就加固理论已经进行了多年研究,也取得了一定的成果,但相关的成果转化还需要时间和过程。加固技术具有极强的专业性和复杂性,在应用过程中,不仅涉及到法律规范的要求,还涉及到相关的施工标准、施工工艺和施工材料的应用。受技术水平、审美观念和评判标准等因素的影响,在加固技术的应用方法上,也不尽相同,所以需要我们在积极的实践中,去实现理论向成果的转化。2.确保建筑主体安全性能的重要举措。世界范围内,最为广泛的建筑结构形式就是钢筋混凝土,虽然经历了上百年的发展,但在实际应用当中,还存
在很多不足之处。比如钢筋混凝土的使用规范化不够,在施工当中擅自改变配比;也有的由于技术原因,钢筋混凝土结构设计不够合理,造成事故隐患。很多建筑都是在使用过程中,逐渐发现隐性问题的。所以,加固技术的应用是确保建筑主体安全性能的重要措施。1.提高建筑质量的根本要求。我们现有建筑物由于施工时间不同,施工设计和施工技术都或多或少的存在一定的缺陷,随着时间的推移,损坏、老化以及自然灾害造成的结构承载力不足、抗震性不良、开裂等问题。针对这些问题,我国相关学者就加固理论进行了深入的研究,所以,对钢筋混凝土建筑结构进行必要的加固,是确保建筑质量最根本的要求。二、建筑结构钢筋混凝土加固技术1.外包钢加固法。通过在构件的四角处外包角钢,并在各角钢之间用缀板进行连接,来对混凝土构件进行加固的方法称为外包刚加固法。该方法一般可分为干式外包钢法和湿式外包钢法。(1)干式外包钢法。在干式外包钢法中,型钢与其原构件之间没有任何粘结。有吋也会在型钢与原构件之间填充水泥砂浆,但这种方法并不能够对结合面的剪力和拉力进行有效传递,也不能够保证型钢与原构件间的整体性。(2)湿式外包钢法。在湿式外包刚法中,型钢与原构件之间一般用乳胶水泥或环氧树脂等粘结,新、I口材料之间可较好地协同工作,具有较好的整体性。由于其湿作业较多,与干式方法相比施工更为复杂,但其承载力提高程度高于干式方法。(3)外包钢加固法可在基本不改变原构件截面大小的情况下,大幅度地提高构件的承载力,可有效增大构件的刚度和延性,一般用于混凝土屋架、梁、柱及烟囱等结构的加固,特别适用于需要人幅度提高承载力,口不允许增人截面面积的偏心和轴心受压构件的加固。该方法的工作量较小、施工速度快、加固效果好,但需要大量使用钢材,加固成本较高。2•注浆加固法。通过采用环氧树脂类粘合剂或密封剂灌浆对钢筋混凝土结构物中的裂缝进行修补及加固的方法称为注浆加固法。采用该方法加固基本不影响生产生活,又可满足预期加固要求,并能延长结构的寿命,且施工较为快捷,安
全又可靠。在对混凝土建筑物裂缝进行修补时,或对桥梁及铁路的附属构件如桥墩、桥台、桥面及隧道等的修补吋应用较为广泛。在具体的施工过程中,该方法具有以下几个特点:由于灌浆速度较慢,为确保树脂可深人裂缝的细微部位,采用附压延续灌浆的方法;容易对灌浆注人量进行控制;可根据实际注入情况及裂缝的大小及吋地对压力进行调整;可对整个注入过程进行方便准确的观察。3•碳纤维加固法。碳纤维材料具有强度高、质地轻、耐疲劳性及抗腐蚀性较强和温度稳定性好的优点,用于钢筋混凝土建筑结构加固吋,碳纤维可明显地阻止混凝土结构的变形,且显著提高建筑结构的承载力和延性,可获得较好的加固效果。采用碳纤维材料横向包裹钢筋混凝土柱时,具有以下几个特点:第一,可对其内部混凝土产生有效的约束,当混凝土受压达到最大应力后,便会横向膨胀,导致碳纤维环相应增大,这样便增加了环向的约束力,减小了混凝土的应变速度,进而使得受压区混凝土被破坏的速度降低,显著增强了构件的延性。第二,由于碳纤维的抗拉性能远优于钢筋,因而相当于大大增加了配筋率,使得钢筋混凝土的抗剪承载力得到有效提高。即使构件出现斜裂缝,碳纤维也会对其变形进行有效的改善。第三,由于碳纤维材料的横向包裹作用与受剪钢筋类似,因此可与钢筋一起协同承受剪力。4•化学植筋技术。通过采用高强度的化学粘合剂,使钢筋、螺杆等与混凝土产生较强的握裹力,从而起到加固作用的混凝土结构加固技术称为植筋技术。采用植筋施工后可产生较高的承载力,□钢筋、螺杆等不易被拔出或移位。此外,该方法具有较好的密实性,不需要进行额外的防水处理。由于是通过化学粘合剂对构件进行固定,因此基材不会因膨胀而受到破坏,反而会对结构具有一定的补强作用,其施工过程较为简便,且安全又环保。因此,在对钢筋混凝土结构进行变更或加固时,该方法是最为有效的方法。化学植筋技术可用于各类建筑结构变更、增建以及对剪力墙柱头、楼板及横梁等的加固中,甚至还可用于各类机械设备等钢结构的螺杆锚定中。三、发展方向随着科学技术的不断发展,钢筋混凝土加固技术也必然随之发展,无论
在实践过程中还是在理论研究当中,主要有两种研究方向和趋势。1.纤维复合材料加固法。从实践来看,纤维复合材料得到了广泛的应用,优势比较明显,方法比较成熟,相对于嵌入式纤维加固法和预应力纤维加固法有更加广泛的适用性。目前,如何使用碳纤维进行加固还有更为广阔的空间需要进行研究和探讨。比如如何处理纤维加固结构与温度的关系,解决在高温下强度降低的问题;纤维材料对节点加固性能进行研究,解决长期受力发生的不稳定性;对如何提高加固质量,简化施工程序,降低工程成本进行深入的探讨与分析,拿岀合理的解决方法。2•钢丝网复合砂浆加固法。从国外加固方法来看,采用钢丝网复合砂浆的方式已沿用多年,但从我国的应用来看,仍然处于研究的初级阶段,很多方面仍然停留在理论和设想阶段。但在实际应用上,其适用性和高效性的特点不容置疑,相对于用有机胶作为粘合剂的方法更有其优势,应用前景较好。3•多重组合式加固法。我国对于单一的加固方式有很深的研究,但对于存在复合式问题的建筑往往处理不好,建筑主体发生问题,往往会存在很多情况,不会单一存在,这就要求我们对各种复杂的情况要有组合式的处理方法,以提高应用的针对性。后续发展方向就是针对不同情况要有相对的设想及实验数据,以便于能够及吋高效的处理各种突发情况。在实际加固时应寻求一种简便易行的技术含量高的加固技术。并应选择有资质和有实际操作经验或经培训的工作队伍进行施工,并在实际工作中不断积累经验,丰富和发展已有的加固技术和理论,为寻求更人的经济效益和社会效益而不懈努力。参考文献:⑴武刚,侯素芳•有关建筑结构钢筋混凝土加固技术方法探析[J]•城市建设理论研究,2011(14).⑵洪丽琴,任赞•论建筑结构中钢筋混凝土加固技术方法谈[J].城市建设理论研究,2011(23)・[3]张文忠•论建筑结构中钢筋混凝土加固技术方法谈[J]・城市建设理论研究,2011
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