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[摘要]隨著人們對建筑物的安全性,實用性,耐久性需求的提高,建筑結構加固越發顯得重要,本文主要講述加固適用情況以及常用的加固方法并說明各種方法的優缺點,為建筑結構加固提供依據。
[關鍵詞]結構加固;加固法
建筑物在規定的時間內,規定的條件下,應滿足安全性、適用性和耐用性的要求。隨著世界和中國新型建筑的快速建設發展,人們對于建筑物的使用安全性、適用性和建筑耐用性的要求越來越高。當存在危害結構,應拆除或加固,建筑結構加固是施工質量保障體系的重要組成部分。
1加固體現在以下情況
1.1設計不完整或錯誤
地面情況未透徹理解,地基承載力高估,作用于結構負荷計算不完整或錯誤;
1.2焊接鋼結構的使用環境條件惡化
高溫,酸,堿,鹽,振動等不利因素,結構件受到腐蝕或嚴重破壞;
1.3結構件施工的質量不完全符合要求
如焊接鋼筋的流體力學性能不完全符合有關設計的要求;焊接鋼結構的建筑質量,高度不完全符合,混凝土的強度不符合有關設計的要求;
1.4結構件使用的建筑年限
結構件受損傷或嚴重損壞,安全性不夠;
1.5各種災難事件的影響
使結構有裂縫或損壞,存在建筑物加固問題,如地震,臺風。不同的加固方法用于不同的情況,選擇加固方法應根據施工綜合分析。下面是一些常用的加固方法。
2加固方法
2.1增大截面法
這種方法加強部件的承載能力是通過增加構件的橫截面區域,可以增加截面剛度EI,使得構件在正常使用中的性能改進,可廣泛用于增強梁板柱,鋼加固柱結構,磚,磚柱等的混凝土結構。該方法的優點是工藝簡單,適用面廣,技術較為成熟,提高了構件的強度,剛度,穩定性。缺點之處是建筑物可能需要改變其形狀,以減少建筑物使用空間,現場濕作業會增加工作量,固化的時間也可能會過長。
2.2預應力構件加固法
該法主要是通過使用具有預應力的鋼桿或鋼支桿,加強構件的內部結構或原結構通過改變內部力的均勻分布,以及減少構件內應力的水平。預應力方法是降低加強件的成本有效的方法,有卸載、固結和受力結構變更功能,并且幾乎不改變使用的空間,特別是對于大跨度結構的加固,其缺點是加力器及固定設備應加以改進,有一定的風險。
2.3外包鋼加固法
是加強角部或兩個面包鋼結構構件的方法,是常規方法中使用更廣泛的方法,并具有干、濕式外包鋼種形式。這種加固方法既可以適用于加固混凝土柱,梁,桁架弦腹桿,也可以適用于加固煙囪和其他混凝土結構。該加固方法的優點是可以在混凝土構件的橫向增加和截面的尺寸小小縱向增加的兩種情況下,使混凝土構件的強度和承載能力大幅增加,結構簡單,現場施工簡便,受力更加可靠。該方法的缺點是粘貼鋼板使用量大,加固和維修的費用相對較高。
2.4粘貼鋼板加固法
該方法的優點是在加固的混凝土構件的外部粘貼鋼板,主要用來有效提高混凝土結構的強度和承載能力,相當于在體外配筋。優點是幾乎不發生形狀和使用空間的改變,對于正常使用的簡單結構,對生產和生活影響不大,合適的期間可以提高承受靜力的結構構件的承載能力和在正常環境的撓曲,但是要求工作環境相對溫度不高于60℃,相對濕度小于70%,工作環境的加固保證構件的本身沒有任何化學腐蝕。
2.5改變水平結構受力體系的加固法
該法是通過增加和減小桿部件的計算跨度和水平結構的受力變形,來大大增強其承載能力,在鋼結構中,這種加固桿部件的方法也經常被廣泛使用,通過增加和降低桿部件的一部分內力,來增強和提高該水平結構的跨度和承載能力,其主要優點是廣泛適用于梁、板、桁架、網架等各種水平結構的加固,簡單可靠,它的主要缺點是容易嚴重損壞水平建筑物的原貌和影響其使用的功能,使用空間變小。
2.6裂縫修補的方法
該法主要通過修補構件的裂縫,恢復構件的使用功能和其耐久性,裂縫修補的方法主要包括常見的表面處理法,填充法和裂縫灌漿法等,裂縫的種類及其產生主要原因和裂縫填充和修補的寬度不同,所需要選用的修補方法也不同,表面處理法對于細小的裂縫可以進行裂縫修補,灌漿法主要適用于裂縫深度深寬度小的裂縫,特別適用的是裂縫受力較大的裂縫。
2.7地基基礎的加固方法
基本上地基加固可分為直接和間接的加固。直接加固方法即加強基礎自身,通常是基礎拓寬、深化和加固;間接加固的方法,即間接地基加固。
2.8粘貼纖維復合材料法
這是類似于粘鋼加固法的另一種方法,但是增強的材料是一種纖維性較強的復合材料,例如玻璃纖維,碳纖維等。目前國內外許多研究有很大的前景。纖維復合材料加固較常規方法具有強度高,重量輕,易于施工,耐腐蝕等突出的優點。用于梁板柱,橋梁,屋架等。缺點是低剪切強度,低耐火性,技術成本高,施工技術不完善。
3結論
建筑結構加固,必須符合監管要求,施工技術應該便于實施,能滿足現場施工的要求。要綜合考慮整個建筑結構安全體系的性能和安全,處理好局部與結構整體的關系,加固的工藝和方法也在不斷的發展和技術上的創新,靈活的選擇和運用各種建筑結構加固的方法,可以事半功倍,使建筑結構更加安全可靠。
作者:李鈺 單位:濟南大學