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混凝土結構加固方法和分析

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來源: 所屬分類:商砼百科 發布日期:2018/8/20


     鋼筋商品混凝土結構距今有100多年的歷史,以設計基準期推算,目前大多數已有商品混凝土結構工程正處于維修加固改造高峰期。隨著我國國民經濟的增長,各種大、中、小型的改造工程日益增多,其中商品混凝土結構加固項目占主要比重。


商品混凝土結構加固技術是一門新興學科,已有40-50年的發展歷史。國外在裂縫修補、工業廠房加固設計構造、商品混凝土結構缺陷修補等方面積累了大量成功經驗,我國也在商品混凝土結構抗震加固、舊房改造等方面進行了大量的工程實踐,下面就商品混凝土結構加固方法進行總結分析:


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1商品混凝土加固技術發展現狀


總的來說,我國商品混凝土結構加固已基本形成了比較系統、配套的技術和工藝,但存在加固技術比較陳舊及技術的配套性不強的劣勢。特別是新型纖維增強復合材料在加固工程中的研究應用、相關設計、施工工藝還有待改進和提高。


2 現有的加固方法及優缺點

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2.1纖維加固技術


2.1.1隨著國內加固行業的興起,便捷、高效、安全、耐久成為選擇加固材料的幾個重要標準。纖維材料所具備的各種特性能夠滿足結構工程加固工期短,施工方便,安全耐久性方面的要求,并且其多樣的材料組合使得加固工作者可以選擇最合適的加固纖維材料。



2.1.2碳纖維片加固技術是以碳纖維為組成,以樹脂為基體,通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復合片材。它質輕高強,抗拉強度比同截面鋼材高7-10倍,能可靠地與鋼筋商品混凝土共同工作,獲得優異的補強效果,而結構物自重的增加幾乎可以忽略其抗疲勞強度高,耐久性能好,耐磨損、抗老化等。



2.1.3碳纖維布加固技術是利用碳素纖維布和專用結構膠對建筑構件進行加固處理。碳纖維布具有高強高效、重量輕、厚度薄和高耐久性的特點,利用碳纖維布極強的抗拉性能,采用高性能的環氧類粘結劑,按照一定的工序將碳纖維布粘貼在梁、柱、板的表面,使商品混凝土與碳纖維布形成一體,共同作用,使上述構件在承受超負荷時的變形被約束在一個有限的范圍內,從而使結構體系不至于破壞。與傳統的加固技術相比:碳纖維布加固商品混凝土技術具有良好的綜合經濟性能,采用碳纖維加固修補商品混凝土結構具有廣闊的應用前景。


2.1.4FRP(纖維增強復合塑料)加固技術用于結構加固,可廣泛用于加固商品混凝土梁、板、柱甚至砌體結構與鋼結構等,FRP加固與傳統的黏鋼加固相比,具有維修費用少、施工方便、對交通干擾小、結構耐久性能好等特點,必將在未來的結構加固領域占據越來越重要的地位。



2.2結構粘貼加固

2.2.1粘貼鋼板加固法,是指用膠劑將鋼板粘貼在構件外部的一種加固方法。該法在建筑、橋梁等工程的加固、補強、修復中的應用較為廣泛。與其他的加固方法比較,堅固耐用、施工速度快,在不停產不影響使用的情況下完成施工。簡潔輕巧,現場無濕作業。完成加固后的結構外觀不改變,不會導致建筑物內其他構件的連鎖加固。靈活多樣,粘鋼加固法的適應性很強,能夠解決生產上和生活上各種有關問題,還可粘貼型鋼、加固鋼結構及磚砌體結構等。粘鋼加固的費用大為節省,經濟效益很高。


2.3 化學植筋技術

植筋新技術是運用高強度的化學粘合劑,使鋼筋、螺桿等與商品混凝土產生握裹力,從而達到預期效果。施工后產生高負荷承載力,不易產生移位、拔出,并且密閉性能良好,無需作任何防水處理。由于其通過化學粘合固定,不但對基材不會產生膨脹破壞,而且對結構有補強作用。施工簡便迅速,安全并符合環保要求,是建筑工程中鋼筋商品混凝土結構變更、追加、加固的最有效的方法。適用于各類建筑結構增建、變更等預留鋼筋固定、橫梁、柱頭、樓板、剪刀墻等加固預留鋼筋固定、各類鋼結構、機械設備、支架等的螺桿錨定。



2.4注槳加固設計

針對鋼筋商品混凝土結構物、構造物,由于各種原因產生的各種裂縫,采用環氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補,在不影響生產運營的情況下可以達到預期的強度,延長結構的使用壽命,施工快捷方便,不需要大型機械作業,加固效果安全可靠。由于其早強、高強、微膨脹和自流等性能特點,已在結構加固修補技術中得到愈來愈多的應用。


2.5增大加固法

增大加固法,是指在原受彎構件的上面或下面澆一層新的商品混凝土并補加相應的鋼筋,從而提高承載能力的方法。補澆的商品混凝土處于受壓區時, 對補加的鋼筋起到錨結和保護作用;當其處在受拉區時,能夠增加構件的有效高度,從而提高構件的抗彎、抗剪承載力,并增加了構件的剛度。


2.6鋼絞線及聚合物砂漿加固法

鋼絞線網和聚合物砂漿加固商品混凝土結構是近幾年由韓國引進的一種新型的加固技術,近幾年引進我國,在立交橋和工業與民用建筑物加固改造中得到廣泛應用。如中國美術館的加固改造、北京三元立交橋加固、廈門鄭成功紀念館的加固等。



已有研究表明其不僅能顯著提高抗彎承載力和抗剪承載力,而且也能夠明顯的增加構件剛度,比碳纖維片材和粘貼鋼板加固效果要好很多。另外其不銹蝕、運輸及施工方便,粘結強度高,耐久性和耐高溫性能優良,適合于水工結構、港口工程、潮濕環境、腐蝕性環境下的工業與民用建筑以及橋梁等加固工程。


2.7預應力加固法

主要包括預應力水平拉桿加固法和下撐式拉桿加固法兩種,預應力水平拉桿加固商品混凝土受彎構件,減少了外荷載效應,提高了構件的抗彎能力,緩解、控制了構件裂縫的發展,提高了斜截面抗剪承載力。


預應力下撐式拉桿加固商品混凝土結構后,形成一個由被加固構件和下撐式拉桿組成的復合超靜定結構體系,提高了構件的承載能力,較大幅度地提高結構整體承載力,但加固后對原結構外觀有一定影響;適用于大跨度或重型結構的加固以及處于高應力、高應變狀態下的商品混凝土構件的加固,但在無防護的情況下,不宜用于商品混凝土收縮徐變大的結構,也不能用于溫度在600℃以上環境中。


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