钢结构加固

2024-06-29

钢结构加固(精选8篇)

1.钢结构加固 篇一

钢结构工程检测与加固结课论文

钢结构工程事故的分析与处理

摘要:本文从疲劳、失稳、锈蚀在钢结构工程设计、加工制作、安装施工、正常使用、老化阶段中会导致结构的损伤与破坏,从而造成事故。并对事故的类型、原因进行了解剖,以及对事故的处理。

关键词:钢结构;疲劳、失稳、锈蚀、事故、分析、处理

1.事故的一般原因分析

设计阶段存在的问题:结构选型及设计方案不合理;计算简图不当,计算结果错误;荷载取值与受力情况不符;材料选用不妥,不能满足工程要求;结点构造不合理,造成致命缺陷;对施工阶段的特点和使用阶段的特殊要求欠考虑。

制作阶段存在的问题:不按图纸要求制作,任意修改施工图;制作尺寸偏差过大;制作工艺不良,设备落后;缺少熟练的技术工人和高素质的管理人员不能严格遵守施工及验收规范;不按照有关标准规范检查验收;存在偷工减料行为。

安装阶段存在的问题:安装顺序及工艺不当;吊装、定位、校正的方法不正确;临时支撑刚度不足,安装中的稳定性差;现场焊接及螺栓施工质量达不到设计要求防火及防腐做法不达标;存在偷工减料行为。

正常使用阶段的事故原因:使用不当引发过大地基下沉;超载使用;任意开洞、局部改造削弱了构件截面和结构整体性;生产条件改变,但未进行必要的鉴定与加固;生产操作不当,造成构件或结构损坏但未及时修复;使用条件恶劣,又不认真执行结构定期检查维修规定;不可抗力。如战争、火灾、水灾、地震等。[1].2.钢结构的疲劳破坏事故

在反复交变荷载的作用下,在应力水平远低于钢材的极限抗拉强度甚至屈服点的情况下发生的钢结构或构件的破坏现象,称为疲劳破坏。疲劳破坏与钢材的静力强度和最大静力荷载并无明显关系,而主要与应力幅、应力循环次数和构造细节有关。因此,必须从构造细节出发,尽可能地减小应力集中,从而改善结构构件的疲劳性能。在设计过程中,应选用优质钢材,减少材质缺陷;采取合理的构造做法,避免焊缝集中,减少截面突变;在制作、安装过程中,应使缺陷、残余应力的影响减小到最低程度,尽量避免产生附加应力集中;对焊缝进行修补,以缓解因缺陷产生的应力集中。

疲劳砸坏的影晌因素分析。疲劳是一个十分复杂的过程,从微观到宏观,搜劳破坏受到众多因素的影响,尤其是对材料和构件静力强度影响很小的因素,对疲劳影响却非常显著,例如构件的表面缺陆、应力集中等。影响钢结构疲劳破坏的主要因素是应力帽、构造细节和循环次数,而与钢材的静力强度和最大应力无明显关系。应力集中对钢结构的疲劳性能影响显著,而构造细节是应力集中产生的根源。构造细节常见的不利因素如下:钢材的内部缺陆,如偏析、夹渣、分层、裂纹等;制作过程中剪切、冲孔、切割;焊接结构中产生的残余应力;焊接缺陷的存在,如气孔、夹渣、咬肉、未焊透等;非焊接结构的孔洞、刻槽等;构件的截面突变;结构由于安装、温度应力、不均匀沉降等产生的附加应力集中。

如1965年日本为美国建造的Sedeo型半潜式平台在交货途中破损没,1980年Alexan-derkeyland号半潜式平台在北海沉没[3].除了在航空领域,海洋领域多发生疲劳事故外,疲劳失效也频繁发生在铁路公路桥梁和发电站管道上,由于一个鱼眼杆的应力腐蚀裂纹的作用,1967年美国西弗吉尼亚州普莱曾特(pleasant)大桥在完全没有任何征兆的情况下断裂。近年来不断出现的飞机失事的情况,均是由于疲劳破坏而导致结构失效。因此,对结构的疲劳问题进行研究有着重要意义。

3.钢结构的失稳事故

强度与稳定的区别。强度问题是指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载所引起地最大应力(或内力)是否超过建筑材料的极限强度,因此是一个应力问题。极限强度的取值取决于材料的特性,对钢材常取它的屈服点。稳定问题则与强度问题不同,它主要是找出外荷载与结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态,即变形开始急剧增长的状态,从而设法避免进入该状态,因此,它是一个变形问题。如轴压柱,由于失稳,侧向挠度使柱中增加数量很大的弯矩,因而柱子的破坏荷载可以远远低于它的轴压强度。显然,轴压强度不是柱子破坏的主要原因。

钢结构的失稳事故是指因钢结构或构件丧失整体稳定性或局部稳定性而引发的事故。相对于混凝土结构而言,钢结构因强度高而使构件细长,截面相对较小,因此在外荷载作用下更容易失稳。而相对于抗拉破坏而言,钢结构失稳破坏前的变形可能很小,呈现出脆性破坏的特征,而脆性破坏的突发性也使得失稳破 坏具有更大的危险性。

我国的现代钢结构工程起步较晚,许多工程技术人员对稳定概念的认识较为模糊,在钢结构工程设计中普遍存在重视强度问题而轻视稳定问题的错误倾向,这是钢结构工程失稳事故不断发生的重要原因之一。因此,设计人员必须强化稳定概念,在设计过程中应重视支撑体系的布置,结构整体布置必须满足整体稳定性和局部稳定性的要求。加工、制作过程中产生的构件初偏心、初弯曲、焊接残余变形等缺陷将显著降低钢结构的稳定承载力;同时,与混凝土结构、砌体结构不同的是,钢结构在安装、施工的过程中,在形成稳定的整体结构之前,属于几何可变体系,其稳定性很差,必须借助于足够的临时支撑体系以维持安装过程中的稳定性,否则极易发生构件失稳甚至整体倒塌、倾覆事故。因此,钢结构加工、制作及安装企业应通过采用合理的施工工艺,制定科学、合理、严密的施工组织设计,采用合理的吊装方案,布置足够的临时支撑,确保制作及施工阶段的结构稳定性。

如美国康涅狄格州哈特福市中心体育馆该体育馆为正方四角锥网架,屋盖尺寸为91.4mX109.8m,1975年建成。1978年1月,暴雪造成整个屋盖塌落,中间部分像个锅底。分析原因:超载导致压杆失稳。

4.钢结构的锈蚀破坏事故

钢材由于和外界介质相互作用而产生的损坏称为锈蚀(也称腐蚀),按其作用可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两种,大多数钢材锈蚀是电化学锈蚀或化学锈蚀和电化学锈蚀共同作用的结果。按照所处环境的不同,腐蚀又可分为大气腐蚀、淡水腐蚀、酸腐蚀、碱腐蚀、盐类腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、有机非水溶剂腐蚀、高温腐蚀、应力腐蚀等。锈蚀会削弱钢构件的截面,降低承载力,而且锈蚀产生的“锈坑”可能诱发钢结构的脆性破坏,同时严重影响钢结构的耐久性。为防止或延缓钢结构的锈蚀,可根据使用性质、环境介质类型等因素,采用涂料覆盖法或金属覆盖法。如某单位食堂为17.5m直径圆形砖墙上扶壁柱承重的单层建筑,屋盖系统为17.5m直径的悬索结构,悬索由90根直径为7.5mm的钢绞索组成。该建筑于建成20年后突然发生屋盖整体坍塌,90根钢绞索全部沿周边折断,但周围砖墙和 圈梁无塌陷损坏。经调查,事故的主要原因是食堂内空气湿度较大,温度较高,通风不畅,钢绞索长时间锈蚀,截面减小,承载力降低。防治措施:采用耐蚀钢材。如掺铜、铬、镍等合金组合的低合金钢,耐蚀性较好;使用涂层和金属镀层保护;降低大气湿度。降低大气湿度的措施很多,如钢结构构造设计、防止缝隙中存水、除尘、加入吸湿剂、空调等等。5.结语

我们应当从工程事故中吸取经验教训, 做到防范为主, 并遵守以下原则:设计人员应严格遵守规范要求, 不能因为降低造价而随意降低设计指标;应当通过行业协会等积极提高钢结构设计、制造、施工等技术人员的业务水平: 加强设计资质、制作安装资质的管理制.比无证设计、无证施工;开展事故原因分析和预防工作, 建立钢结构事故专家系统。

参考文献

[1].钢结构工程检测与加固.教案.包头:内蒙古科技大学,2014.9.[2].非金属工程材料疲劳特性研究及工程应用.硕士学论文.南京:南京航空航天大学,2005 [3].岗村宏之,李顺林.现行断裂力学入门.李顺林译.南京:江苏科学技术出版社,1981.[4].叶梅新,黄琼.钢结构事故研究.长沙铁道学院学报,2002.[5].王光煜.钢结构缺陷及其处理[M].上海:同济大学出版社,1998.[6].雷宏刚著《钢结构事故分析与处理》北京: 中国建材工业出版社.2003,3.[7].傅伟永.钢结构事故的原因及防止.建筑.2006.[8].周东星,刘全利.钢结构事故类型原因分析及预防措施.中国建筑金属结构.2007.[9].韩国伟.谈钢结构工程事故的原因分析和处理对策.建材与装饰.2008,6

2.钢结构加固 篇二

关键词:结构缺陷检测技术,结构加固

1 磁粉检测技术

当钢铁材料被磁化后, 被检测对象上面将出现磁力线均匀分布。当钢结构出现裂痕等缺陷时, 工件表面的磁力线会发生局部的变形或漏磁, 使用合适的光照就可以看到这些缺陷, 这样就可以达到检测的目的。这种检测方法使用于铁磁性材料的钢结构工件, 比如钢管、铸钢工件和钢板等, 对于这些材料加工而成的工件也可以进行检测。磁粉检测技术成本低、施工方便、检测效率高、检测结果非常直观。但是它只能用于检测铁磁性材料的表面缺陷, 对于检测员的实力要求较高。

2 钢结构损伤检测

(1) 裂缝的检测内容包括裂缝出现的部位、裂缝走向、裂缝的长度和宽度。观察裂缝的分布和走向, 可绘制裂缝分布图。裂缝宽度的检测主要用放大镜观测、裂缝对比卡及塞尺等工具。裂缝长度可用钢尺测量, 裂缝深度可用极薄的钢片插入裂缝内, 粗略测量, 也可以沿裂缝方向取芯或超声仪检测。判断裂缝是否发展可用粘贴石膏法。

(2) 结构变形检测:检测结构变形常用仪器设备有水准仪、经纬仪、锤球、钢尺、棉线等常规仪器以及激光测位移、红外线测距仪、全站仪等。结构受力杆件变形有许多类型, 如梁、屋架的挠度, 屋架杆件倾斜, 钢柱侧移等需要根据测试对象采用不同的方法和仪器。

(3) 钢结构的缺陷:由于人为或自然原因, 致使建筑物出现影响正常使用以及承载力、耐久性、整体稳定性等不足的问题。缺陷表现为具有影响正常使用以及承载力、耐久性、完整性的种种隐藏的和显露的不足。但缺陷往往是产生事故的直接或间接原因, 而事故往往是缺陷的质变和经久不加处理的发展。

(4) 常用检测方法:结构检测工作包括的内容丰富, 有结构材料的物理力学性能测试、钢构件尺寸检测、预埋钢构件位置及厚度检测、钢构件的裂缝和承载变形检测及结构性能荷载实体检测等。有些钢结构构件由于需要知道其整体的承载能力与刚度性能需要检测其整体刚度与承载力, 通过外加荷载等手段, 即所谓实体荷载检测。一些较为重要建筑设施和场所还要进行动力附加测试。其中静力实体荷载检验中的使用性能检验与破坏性检验尤为重要。使用性能的测试主要用来证明钢结构在规定的荷载作用下不会出现较大的质量缺陷问题, 结构本身可以经受住试验荷载, 试验后不影响结构的后续使用功能;破坏性检验主要是来明确结构的实际承载力能力情况, 确保使用中钢结构始终在规定值内使用。由于钢结构材料本身是加工好的一种质地均匀的材料, 各部位的性能一样, 因此具有各方面的性能, 例如强度, 韧性等均能方便地进行测试。但其缺点是:钢材受外部环境影响较大易腐蚀, 不耐高温, 同时钢结构表面出现缺陷较多的结构, 所以钢结构的检测主要是针对材料本身以及表面锈蚀情况与防火涂层厚度的检测。通常较多采用的方法有:超声波无损检测、电磁射线检测、涡流检测、钢材锈蚀检测及防腐涂层厚度检测等。

3 常用结构加固方法

(1) 粘结外包钢加固法:是把坚固的钢材通过强化胶固结在被加固构件的外侧, 一般是在钢板上打孔直径大约6mm的注胶孔洞, 如果需要多个, 间距不要大于400mm。同时, 注意胶使用的时间及配比情况, 从而使外钢材与结构形成一体, 达到提高结构的稳定性, 由于新钢材与原构件结合一体后, 达到共同受力的目的。通过处理后的结构, 因受力区钢材受力面积增大, 而使钢结构截面承载力及强度得到大幅度提高。该法使用干钢柱、屋桁架、钢梁和钢材与混凝土结合受力结构的加固处理, 尤其是用在结构加固处理后, 不能发生提高构件截面尺寸的现象, 但又必须显著提高结构承载能力域刚度的要求。优点:经过处理后的结构部位受力相对均匀, 可以有效分担外部荷载。操作快捷简便, 现场施工便于管理, 同时明显提高构件的承载力与刚度, 并不会造成结构使用空间变化。缺点:由于是在缺陷部位加钢材, 所以导致用钢量较大, 成本费用较高, 处理部位对环境的温度有一定限制要求。

(2) 粘贴加固钢结构:粘贴加固钢结构是利用超强粘结剂将粘贴到钢结构问题部位的受力面, 分担一部分荷载, 通过粘结层传递到结构其他受力部位点, 降低结构损伤部位承担的应力。粘贴加固技术具有明显的优势:承载力和刚度显著提高, 加固后基本不增加原结构的自重和原构件的尺寸;复合材料具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能;柔性的复合材料对于任意封闭结构和形状复杂的被加固结构表面具有特别的优势。密封性好, 减少了渗漏甚至腐蚀的隐患;简便易行、成本低、效率高, 在狭小亦可施工, 特别适合现场修复;施工过程中无明火, 适用于各种特殊环境。

(3) 绕丝加固法:就是在结构构件上安装固定点, 然后用高强钢丝套入后, 然后加固固定点, 与外固定结构固定牢靠。用的较多的例如钢绞线绕丝加固, 该法的优势与劣势与加大截面法相同。适合用于结构构件截面承载力与抵抗剪切不足的构件, 还有结构本身承受横向荷载作用的受力场合。在绕丝加固处理部位要进行刷漆等防腐处理手段, 或是材料本身采用镀锌处理过的钢线和防腐胶与钢线组成的复合整体对构件进行加固处理, 但是他们之间在加固后的构件中起着完全不同的作用, 防腐高强钢丝起到抱箍结构作用, 防腐胶起到锚固钢材和保护的作用, 使其形成整体后达到共同整体受力的目的, 以显著提高构件的承载力与刚度。这种方式即是构件外加固方式, 通过提高构件的外箍整体, 达到强化内部刚度, 从而提高构件的承载能力, 因此被广泛地用在钢筋混凝土建筑物的加固处理中。

(4) 增设支承加固法:是通过增设结构承载构件, 提高部位的承载力, 例如钢柱可以在周围加设钢支撑, 提高钢柱原有的尺寸, 加大受力面积, 从而提高承载能力。因减少在原构件上的荷载作用, 降低原构件的承载风险。使用于对构件所处环境条件和外观尺寸要求不高的地方。该法施工简单可靠, 受力部位明确, 易拆卸更换, 能够保持构件原来的尺寸外观。缺点是改变了原建筑物的形象和空间形状。

(5) 预应力加固法:是一种采用外加预应力钢拉杆或撑杆等构件来加强构件整体刚度, 通过预应内力, 是结构内部结合更加紧密, 从而达到加固的效果。预应力加固法适用于钢筋混凝土梁、板等受弯构件, 通过支撑预应力构件本身, 具有比较广泛的使用前景。优点:此法在加固中效果优越, 缺点是增加了预应力的工序和设备, 提高了成本。

(6) 钢结构裂缝加固:如果裂缝只是单纯表面细缝, 不是贯通裂缝, 可能只是由于外部环境出现的裂缝, 可以采用在裂缝两侧焊接钢板。如果是在外力的作用下, 产生贯通缝, 只能在重新焊接钢构件来取代旧构件。同时, 要重新进行无损检测试验, 符合标准后方可投入使用。

4 结束语

钢结构作为未来建筑发展的大趋势, 完善它的检测手段及加固方法将可以有效提高施工便捷度。同时, 可以为钢结构安全的使用提供技术支持。作为检测机构与施工企业也应加大对检测手段与加固方法的投入力度, 只有这样才能在未来的竞争中利于不败之地。

参考文献

3.钢结构加固 篇三

[关键词]混凝土结构的加固;砌体结构的加固;钢结构加固

一、结构设计与计算方面的问题

1.设计构造方面的问题

①框架节点核芯区箍筋配置应满足要求对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求,绝大部分设计人员都能给予足够的重视,但对于《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10、0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%,0.4%。”设计中经常被忽视,尤其是柱轴压比不大时,常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施,应严格遵守。

②底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中规定:“底层柱的下端不小于柱净高的1/3”,设计中应重点说明

③框架梁的纵向配筋率应注意

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中规定:“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,梁箍筋最小直径的数值应比表6.3.3中规定的数值增大2mm。”在目前设计中,这一规定常被忽视,造成梁端延性不足。

2.计算方面的问题

①设计基本地震加速度值

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中规定:抗震设防烈度为7度时,设计基本地震加速度值分别为0.1g和0.15g两种,抗震设防烈度为8度时,设计基本地震加速度值分别为0.2g和0.3g两种。

②梁刚度放大系数

SATWE或TAT等计算软件的梁输入模型均为矩形截面,造成结构的实际刚度大于计算刚度,算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全。因此计算时应将梁刚度进行放大,放大系数中梁取2.0、边梁取1.5为宜。

③独立梁箍筋计算结果需复核

《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中规定:对集中荷载作用下的独立梁,应按公式进行计算,且集中荷载作用点至支座间的箍筋,应均匀配置。但SATWE软件计算梁箍筋时,未考虑独立梁这一情况,都按公式进行计算,有时会造成计算结果偏小,设计中若遇到有独立梁存在的情况,应对梁箍筋的计算结果进行手算复核。

二、混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类

(一)直接加固的一般方法:

1、截面加大加固法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。

在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固。

2、置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

3、有粘结外包型钢加固法

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般應采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。

4、粘钢加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力,且施工方便,适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。该法适用于混凝土强度等级为C20-C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

(二)间接加固的一般方法:

1、预应力加固法

2、增加支承加固法

三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有

1、托换技术

系托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。

2、植筋技术

广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋。

3、裂缝修补技术

根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施——内部修补法。

内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中,结硬后起到补缝作用,并通过其胶结性使原结构恢复整体性,该方法适用于裂缝宽度较大,对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响,或有防水防渗等要求的裂缝的修补。

4、碳化混凝土修复技术

系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。

5、混凝土表面处理技术

系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

6、混凝土表层密封技术

系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。

7、其它技术

如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。

四、砌体结构加固

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

(一)适用于砌体结构的直接加固方法:

1、钢筋混凝土外加层加固法,该法属于复合截面加固法的一种。

2、钢筋水泥砂浆外加层加固法

适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3、增设扶壁柱加固法

承载力有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。

(二)适用于砌体结构的间接加固方法:

1、无粘结外包型钢加固法

该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。

2、预应力撑杆加固法

适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在60℃以上的环境中。

(三)砌体结构构造性加固与修补

1、增设圈梁加固

2、增设梁垫加固

3、砌体裂缝修补

五、钢结构加固

钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

2、加大构件截面的加固

3、连接的加固与加固件的连接

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复。在修复前,必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换。

结束语

总之,设计钢筋混凝土框架结构时要注意多方面细节问题,只有熟练地掌握规范,并具有良好的结构概念,才能设计出既安全又经济适用的建筑物。

参考文献

[1] 赵震洋.老化混凝土的断面特征与损伤描述研究.

4.房屋建筑结构加固设计的论文 篇四

使用寿命在房屋建筑工程中是一个非常重要的问题,多数房屋在使用过程中因为受到使用功能的改变、火灾、地基不均匀沉降、超载等不同因素的影响,寿命缩短的很严重,而结构加固技术的使用正好可以有效延长建筑的使用时间。

1.2增强房屋建筑耐久性

房屋建筑在使用过程中,因为受到多种因素的影响,其耐久性受到了严重的影响,结构加固技术的使用可以从结构上使建筑物耐久性得到加大。

1.3提高房屋建筑抗震性

作为一种自然灾害,地震的发生为社会发生造成了严重影响,近年来我国地震频现,因此在房屋建筑使用过程中应该对抗震性给予充分重视,结构加固技术的使用可以使既有房屋建筑稳定性得到大大加强,有效提高建筑的抗震能力,进而更好的与现代社会发展的需要相适应。

2我国房屋建筑施工加固设计的使用现状

2.1房屋建筑施工加固技术体制不合理

目前我国的施工技术与管理方式比较粗放,同时密集化与专业化的`程度也不高,尚未形成相应的技术创新体系。在房屋建筑施工过程中应该在技术人才培养机制上进行不断的创新,同时对房屋建筑施工技术体系进行不断的完善与创新,进行体系建设。正因为房屋建筑行业存在一定的特殊性,因此不能完全依靠传统体制,这样会使产业升级技术的更新换代受到影响,或者产业升级速度太慢等问题的存在都会对市场创新受到影响,加上房屋建筑施工技术在创新上存在一定的滞后性,需要进行大量的创新实践和运用,这样才能对施工进度与施工质量进行有效保证。值得一提的是,建筑施工技术创新很容易会不适应实际的市场需求,加上一些新的技术成果容易受到相关政策的影响,进而不能及时进入到建筑施工之中。

2.2建筑施工技术与理念非常落后

科学的理论与正确的理念是行动的先导,在建筑行业中也是如此,企业领导、项目负责人以及施工人员在工作中都离不开科学的理论与正确的思想作指导。从目前房屋建筑施工中来看,很多企业领导者、项目负责人不重视施工技术、材料的创新性,严重忽视了施工过程中的创新理念,在这种情况下,整个工程建设在设计与施工过程中始终沿用着传统的思路,不重视引进先进的理念与技术,在理念与施工上不能与时代要求相适应。施工企业严重忽视了建筑技术在创新工作上的重要性,以上这些因素是造成房屋建筑创新性缺乏的重要原因。

3房屋建筑工程中经常使用的几种加固设计技术

3.1粘贴钢板加固技术

这项技术在建筑加工施工中十分常见,这项技术的优点主要在于加固施工的时间比较短、钢筋混凝土结构不需要加湿、外观损害比较少等,因此不能对建筑物的正常使用造成影响。但是因为加固技术的效果主要由建筑结构胶的质量所决定,所以粘合的材料与施工水平都会随建筑物的加固效果产生影响。因此一般来说这种技术经常在钢筋混凝土构件薄弱部位以及受拉区的静态固件中使用。

3.2增补受拉钢筋技术

这项技术主要是指在房屋建筑主体结构中一些受力集中的地区,使受拉钢筋得到增加,利用这种方法对梁体结构的承载力水平进行改善。在这样的过程中,增补钢筋和既有梁体结构之间的连接可以利用全焊接与半焊接等方式来实现。在二者连接的过程中,可以与实际情况相结合,在干法外包与湿法外包两种方式之间进行灵活的选择。

3.3外包型钢加固技术

这项技术主要是指用型钢外包在钢筋混凝土结构的四角上,这样一来原来的结构构件的承载能力就会得到大大的提高。这种技术主要可以分为干式与湿式两种外包方法,一般来说湿式外包型钢法比较常用,这种方法可以使结构承载力得到有效提高。外包型钢法的受力非常可靠,同时施工方法也非常简单,但是需要用到的钢材量非常大,同时加固施工的成本也非常高,因此,一般房屋建筑的加固不会使用这种方法,而选择将这种技术用在建筑物梁、柱等位置上。

3.4碳纤维加固技术

这项技术主要是指通过树脂胶结合擦聊将碳纤维板粘贴在结构的表面上,通过这种方式促进结构承载力得到提高,这种技术的优点主要在于它的强度比较高、材料的重量比较小,在使用过程中不需要对材料腐蚀等问题进行考虑,此外适用的领域也非常广,施工材料价格比较低,因此成为现代结构加固设计中比较常用的一种加固技术。但是因为这种技术的耐高温性能并不强,一般来说要求在温度环境60℃以内使用,否则就需要采取一些保护性的措施。

3.5预应力加固技术

这项技术主要是指利用施加预应力的钢绞线、钢拉杆等对结构构件承载力进行提高,它是一种集加固、卸载以及改变结构受力于一身的加固方法。因为受到荷载与预应力的双重作用,使拉杆出现了轴向拉力预应力偏心受压的情况,在这种情况下构件的抗弯能力得到了增加,同时外荷载效应得到了减少,最终使结构受弯变形的程度得到了有效控制,同时也大大提高了构件斜截面的承载力。这种技术的缺点在于在加固施工过程中需要专门的施工机具设备与工序,并要求在60℃以内的温度环境中应用,否则就需要采取一些保护性的措施。

4结语

5.建筑结构加固改造技术探讨论文 篇五

关键词:建筑结构;加固改造;技术研究

众所周知,建筑是一个有着使用周期限制的长期消耗品,而且还要受到来自外界环境的持续影响,譬如温度、降雨以及地质灾害等,这些都会影响到建筑的使用周期,进而降低建筑结构的安全性和使用寿命,因此,进行建筑结构安全鉴定,并进行适当加固和改造,可以起到延长建筑结构使用寿命、增强其安全性的效果。

1进行建筑结构加固改造的重要性分析

就建筑物的使用性而言,建筑结构的稳定性至关重要,一般情况下,建筑物的稳固程度会随着使用年限的延长而降低,很多建筑物的建造都是在一些技术条件等限制的情况下完成的,使用至今,很多建筑物自身的各项功能都有不同程度的欠缺,即使在现有的技术条件下,建筑物的修建也无法满足未来功能需求的各种变化,并且一些建筑结构问题很难进行及时有效的解决,在长期的外在环境影响下,建筑物老化,使用寿命缩减在所难免,导致建筑结构受损。因此,若不能及时有效的进行建筑结构的改造和管理,会进一步加剧建筑物各方面的损失。在我国,近年来频繁发生地震灾害,致使大量房屋建筑倒塌,人员伤亡惨重,给人们的生活和社会生产造成巨大冲击,反观日本,经常发生的地震造成的房屋建筑倒塌却相对较少,反而是海啸冲毁了大量房屋。可见,建筑结构是否稳固直接影响着建筑的安全使用,通过改造和维修,借助现代化的科技手段来对建筑进行加固改造,可以提升建筑的各方面性能。

2进行建筑结构加固的原因

(1)对房屋建筑使用寿命理解浅薄。现如今,我国建筑工程已经有了很大的进步,这种进步不仅表现在对于工程建设质量的提升方面,也体现在对于建筑物的全方面认识上,在过去,我国房屋建筑设计的原则多侧重在满足建筑荷载强度的要求,而现如今,房屋建筑设计还要满足更多方面的社会要求,其中建筑使用寿命便是一个重要的方面,而很多设计者的思想还未能从单纯满足建筑荷载强度的局限当中走出来,重视建筑使用寿命的认识。

(2)对于房屋结构的耐久性关注不足。建筑物在建造以及长期使用过程中,会受到各种自然环境的影响以及化学物质的侵蚀,环境影响中,包括风荷载、雪荷载以及地震作用等影响,而且建筑材料还会随着时间的推移,自身的各方面性能也会逐渐减弱,进而造成建筑结构不同程度的出现老化和破损等现象,严重影响到建筑物的正常使用。大量研究表明,建筑物的损害因素当中,施工以及材料只是其中一部分,耐久性设计方面的缺陷也是不可忽视的重要因素。

6.混凝土建筑结构加固技术分析论文 篇六

一、混凝土建筑结构加固技术的必要性

在目前的工业和民用建筑中,存在许多使用年限超过30年的建筑,在当时的时代背景里,受到许多因素的制约,许多混凝土建筑均存在不同程度的安全隐患。另外还有一些建筑物由于设计时、施工时及工程管理上产生的质量问题,危及建筑安全。在建筑物出现以下情况时应当及时对建筑物进行检测、加固。如:建筑结构破损,年久失修;建筑体遭受过地震、海啸、火灾、泥石流等人为或自然灾害;建筑改修时有露筋蜂窝等质量差的问题;设计不合理,没有充分了解该工程的地质水文特点;改造的建筑物改造不正确,任意对墙体开洞,改变建筑物载荷能力;建筑物周围环境的改变,长期受高温、酸碱等腐蚀性材料影响,建筑物结构遭到损毁。及时检测、加固混凝土建筑结构是保障建筑物的安全性,提高建筑物的强度、稳定性能、刚度、耐久性,以满足建筑物的正常使用功能[2],并延长其使用寿命。

二、混凝土建筑结构的检测方法

判断一个建筑物是否需要进行加固需要对其进行检测,一般的检测方法有:钻芯法、回弹法、超声法、拔出法及荷载检验法等检测方法。拔出法操作简便,容易掌握且检测精准度比较高,钻芯法是对建筑物直接进行抗压强度检测的方法,其结果非常精准,但是该方法容易对建筑物局部机构造成破坏。非破损检测法则是包括混凝土回弹法及超声回弹法两种,该种检测方法的检测精度不高,一般都是采用综合法进行检测,也就是将几种方法两两结合进行运用,如钻芯——回弹方法、回弹超声——拔出方法、回弹——钻芯法等。混凝土结构的现场检测方法有两种即工程质量检测和结构性能检测。对工程实行哪种检测方法都有它既定的情况[3],如以下6中情况适合使用工程质量检测法进行混凝土结构检测:1.工程质量的试件及行管材料检验不足时;2.建筑物实体结构质量抽查不合格时;3.对建筑实体结构质量存在异议时;4.发生了工程安全事故时;5.同步制定的相关标准对工程进行第三方检测时;6.相关检查部门要求工程质量第三方检测时。另外有4种情况适合选择结构性能检测方法:1.混凝土结构发生改变时;2.达到建筑物规定使用年限时;3.混凝土结构遭受了自然及人为灾害时;4.需要对其进行可靠性鉴定时。

三、常见的混凝土建筑结构加固技术

1.外包钢加固技术

外包钢加固技术是通过使用乳胶水泥和环氧树脂材料对梁柱外围的包型钢进行灌浆加固,也能够通过对外围的.包型钢焊接,实施加固技术。此种加固技术可以依据施工方法的不同分为干式、湿式外包装法[4]。外包钢法能够使建筑结构更为密实,加大建筑结构的刚度、稳定性能,提升建筑结构的承载力,提高使用性能。采用外包钢加固技术时要注意一些细节问题,如优先考虑采用低强钢材进行加固,低强钢材的运用不会对加固构件产生大的应力,能够对建筑加固构件没有负面影响的情况下,实现建筑构件的加固。同时为了确保包钢与建筑结构的相互结合、融为一体,一般都要对水泥与混凝土的使用性能做严格要求,混凝土应具有微收缩性和微膨胀性,才能确保建筑结构在加固处理后不会出现新的裂痕,降低加固效果。除此之外,还要对混凝土中的外加剂进行严格管控,使用量有度,另外为了提高混凝土和易性降低混凝土的塌落度,应选取对混凝土收缩性影响小、能够提升混凝土耐老化度的外加剂。

2.增加截面加固技术

加大截面加固技术是通过在混凝土受弯结构的承重区域浇筑混凝土现浇层。其能够具有扩大建筑结构受力面积的作用,同时还能提高受力截面的有效高度。能够加强建筑结构的正截面抗弯能力,提高斜截面的抗剪能力,保持建筑结构的稳定性。在建筑物的横截面受拉区域用混凝土对其设置围套,能增加建筑结构的受力截面,提升建筑构件的受力极限,完善使用功能,加大承载能力。此种加固技术工艺简单,历经长时间的发展,技术较成熟,便于施工时对其进行有效管控。这种加固技术较多的应用于梁、板、墙等主要建筑结构的加固中,有明显的效果。

3.粘钢加固法

粘钢加固法是通过胶黏剂对构建外侧的粘贴钢板共同作用力下加强结构的抗弯、抗剪能力。主要运用于正常湿度中,承受静力作用下的受弯构件的加固,提高了建筑结构的安全性能。该种方法具有施工方便、按照要求除锈卸荷即可、现场湿作业较小,加固时间小,一天后便能继续使用,不影响原有的净空,而且材料价格便宜,能够增加构建的承载力。不过也存在一定的缺点,施工技术水平和胶黏剂的质量好坏能够决定加固效果,如若在加固后发现空鼓情况,再补救就为时已晚了。所以应当慎用此法。

4.预应力加固法

预应力加固法是增加原结构的承载能力,在原来的构建中增加预应力结构来分担原有结构所要承受的部分荷载[5]。目前使用较多的是体外预应力加固法,其能较好的加固建筑构件,增加结构整体的承载能力。不过也会使建筑物的外观受到影响,同时需要防止钢筋的生锈现象。此法适用于长期处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固和大跨度、重型结构的加固技术。

5.增设支点加固法

增设支点是指在建筑物梁的中间位置增设几个支点,将多跨简支梁转换成连续梁。此种加固法能够降低计算弯矩,加强建筑结构的承载力,具有简单便利、有比较可观的成效的优点,另外其也存在着一定的缺点,即工作量大,易对建筑物的外观原貌和使用功能造成损坏。除了以上所述的5种常见加固技术外,还有焊接补筋加固法、植筋加固法、喷射混凝土补强法及化学灌浆修补技术等。这些方法都有各自的特点及优势以及相适应的应用范围。总而言之,在施工过程中应结合结构特点,综合考虑各种因素,灵活运用各种加固技术,保障建筑物的安全性,达到对建筑物的加固目的,延长其使用寿命。

参考文献:

7.钢结构加固 篇七

混凝土结构的加固设计是极其重要的, 需要对结构设计的标准和计算方法进行准确的分析, 研究结构设计中的计算标准和设计方案, 提出合理的混凝土结构加固方案, 构建准确的混凝土技术标准, 从而有效的提升混凝土结构设计方案, 确保混凝土的结构坚固的有效性。

一、结构设计以及计算的相关问题

1结构设计问题

在结构规范设计中往往存在较多的设计问题, 需要按照建筑结构设计规范标准进行改善和提高, 确保设计规范的合理性和准确性, 依照建筑规范的设计节点进行准确的分析, 处理建筑结构设计的措施标准, 严格遵守设计配比, 对地层构架的紧密烦谁进行规范, 确定设计中的重要说明内容。按照框架纵向配筋标准进行配置, 确定计算标准。

2计算标准

建筑设计规范中确定抗震烈度等级在7的时候, 设计的抗震加速度在0.15范围内, 抗震烈度等级在8度的时候, 设计地震的加速度等级在0.3范围内。按照计算软件标准对模型进行截面分析, 结构实际的刚性强度如果大于计算刚度标准, 计算出来的地震剪力偏小, 结构偏干, 不具有安全性级别。计算过程中需要对梁刚度进行放大, 确保梁刚系数在2.0范围内, 边梁在1.5范围内。依照集中载荷的作用标准进行独立梁的处理, 确定计算公式标准, 鸡枞集中完善载荷的作用支撑点, 确保均匀配置过程。在设计中如果遇到独立梁存在的问题, 需要对粱箍筋计算, 确定计算独立性的有效核算额符合水平。

二、混凝土加固的种类区别

1普通直接的加固方法

普通直接的加固方法是对钢筋混凝土的受弯构件进行受力分析, 逐步增加截面的受力高度, 增加截面面积, 提高构件正面的抗弯作用, 控制截面的刚度, 确保对加固的补偿效果。在适当的范围内, 对混凝土进行弯构件的截面承载力作用处理, 逐步增加钢筋截面的整体强度, 按照截面的配筋作用大小, 对主筋的强度进行增加和提高, 在原有的配筋不高的条件下, 逐步增加柱配筋的面积, 提高原始构件的正面抗弯作用承载力水平。这种普通的加固方法适用于板、梁、墙的加固处理。

2置换方法的加固处理

按照截面大小进行优势处理和分析, 尽可能的确保建筑物的净空作用不受到影响, 适度的调整混凝土的强度, 防止墙梁面积塌陷, 混凝土结构构件加固出现严重的缺陷问题。

3粘结外包刚结构加固处理方法

外包刚结构的加固是对钢板的外构件边缘进行加固处理, 通常在对钢筋混凝土梁进行外包加固时经常运用湿式外包装加工的方法, 采用树脂灌浆的方法对钢结构进行整体化坚固处理, 确保钢结构面积、受力压力面积的大幅提高, 确保截面的承载能力得到有效的提高;这种加固技术也被称为湿式外包刚加固技术, 这种加固方法的特点是施工工艺简单易于操作, 实际工作量较少受力均匀稳定可靠性高, 缺点就是用刚量大, 不能使用在温度超过600摄氏度的环境条件当中, 比较适用在原混凝土构件的截面尺寸不会发生明显的改变, 又必须使混凝土的承载能力得到一定的提高的状况。

4粘度钢结构加固处理方法

在构件不同的区域存在不同的承载力水平, 需要按照混凝土钢结构弯曲构件标准, 对正截面、外立面、倾斜面的表面粘贴钢板进行处理, 逐步提高钢结构构件的承载力水平, 确保施工方便和有效性, 湿度的完善钢筋承受的静力作用水平, 以正常的湿度环境标准, 逐步完善钢结构构件的加固效果。此方法适用于混凝土高强度的结构改造和加固, 不适用于严重风化或轻质量的结构。

5绕丝加固处理

这种加固方法的的优点和缺点和加大截面加固法基本相同, 多运用在混凝土斜截面承载能力不够的情况来进行行加固, 还适用于横向荷载压力受压的混凝土构件当中。

6锚栓加固法

这种加固方法比较在对C20到C60强度等级的混凝土的承重结构进行加固和改造时比较实用, 不能用在那些风化比较严重的混凝土构件和轻质结构的加固和改造当中。

三、混凝土加固配套使用技术标准

1裂缝修补处理技术

按照混凝土裂缝的形状、大小采用有效的不同处理方法修补, 按照开裂结构和使用时间长短进行区分, 进可能的恢复到原本的结构状态。裂缝修补方法适用于建筑物的各类处理流程, 需要按照受力裂缝水平, 采用有效的修补标准进行加固处理。具体来说成为内部修补方法, 是通过压力泵的胶条连接, 在混凝土裂缝中设置合理的补缝接口, 对结构安全整体进行处理, 分析耐久水平, 另外需要对防水渗透情况进行有效修补。

2托换的处理过程

依照梁体结构进行综合基础处理, 通过加固上部、内部、底部的相关结构, 拆除多余的组成部分, 合理的对建筑结构进行加固处理, 确保施工的时间范围, 降低修补费用成本, 对生活生产产生的质量问题进行调整, 逐步提高技术水平, 提高技术人才的管理, 确保技术安全有效性的提升。

3碳化混凝土技术

通过对混凝土的碱性处理, 增加混凝土阻抗水平, 对钢筋腐蚀程度进行遏制处理, 有效的提高混凝土的连接性和修补作用, 保证混凝土之间的有效衔接, 实现钝化作用。

4密封技术

针对混凝土的密封技术标准程度进行填充和修补, 使用聚合物、涂料进行灌装或填充, 确保混凝土的有效填缝效果, 防止混凝土出现裂缝或渗水问题, 提高混凝土的加固性作用。

四、砌筑的结构加固

按照砌墙体的结构标准进行区分, 可以分为直接加固和间接加固两种方法。按照实际混凝土加工条件, 选择不同的加固方案。直接加固主要是通过对混凝土外层进行加固处理, 是利用钢筋水泥砂浆进行外层的加固处理方法。这种加固方法主要适用于外层的加固, 可以有效的增加墙壁柱的整体承载力作用, 满足基础性抗震效果。间接性加固是使用没有粘黏的钢加固方法, 使用传统的加固方法, 通过受力作用进行固定处理, 确保构建尺寸标准的合理性。如果界面承载强度需求大, 就可以对砌体进行加固, 采用有效的钢结构进行防护, 但是也存在费用高的缺点。例如, 预应力撑杆的加固方法就是利用砌体结构进行加固的。

五、钢结构加固标准

按照钢结构加固的标准进行分析, 逐步减少钢结构所承载的负荷水平, 改变钢结构计算图形标准, 对钢结构面的强度进行连接, 阻止或拓展, 采用有效的加固方法进行处理, 改变现有的钢结构计算图形标准, 增加钢结构的加固面, 对裂纹进行有效的修复处理。按照钢结构的负载水平不同, 选取不同的材料进行构建, 当施工过程中出现裂缝损伤问题的时候, 就需要及时进行修复处理。在修复过程中, 如果产生裂缝, 就需要对裂缝产生的原因进行分析, 针对裂缝结构水平进行加固修补处理, 不应当采用修复加固构件再次加固, 应当拆除后换新。

结语

综上所述, 混凝土土建钢筋结构加固设计过程中, 需要对多方面的加固问题进行规范处理, 应根据现场需要加固的实际条件和情况来选择最科学最合理的加固方法, 确保加固结构的合理性和有效性, 提高钢筋混凝土的安全经济适用价值,

摘要:在经济快速发展今天, 建筑产业结构正处于长期的稳定发展状态。在自然力作用影响发展条件下, 建筑产业结构功能容易产生减弱, 设计工程过程中需要对结构标准情况进行客观程度的分析, 采用有效的方式和方法对安全使用标准水平进行判断, 加强混凝土解饿狗、墙体的布局标准, 逐步改善结构钢结构水平, 确保整体项目构成水平标准, 提出有效合理的结构设计方案。

关键词:混凝土,加固,结构设计

参考文献

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[2]李远富, 薛波, 邓域才.铁路线路方案模糊优化模型及其应用研究[J].系统工程理论与实践.2001 (06)

8.建筑结构加固技术分析 篇八

关键词:结构;加固;分析;技术;提高

中图分类号:TU746.3 文献标识码:A 文章编号:1006—8937(2012)23—0152—02

在长期的自然环境和使用环境的影响下,结构的功能必然减弱,房屋设计者要作好设计的前期工作,同时能对结构的损伤程度和发展规律做出判断,并能够提出有效的措施保证提高建筑结构的安全性。建筑物以混凝土结构为主,因此主要介绍混凝土结构的加固技术。

1 钢筋混凝土加固技术的简介

因为结构功能或使用条件发生改变,建筑物需要进行加固和维护,结构承载力不能满足要求,严重的结构性损坏或需要改进的耐久性评级。对于在建项目,其结构安全受周围环境的影响,新的建设工程的结构或构件已经存在或正在使用,施工时受周边客观条件约束的情况很严重。

原构件清洁和修补,被加固的混凝土构件,首先应清除表面的尘土、浮浆、污垢,对钢筋的处理是为了保证加固后钢筋与混凝土的共同工作,使钢筋不至于在加固后继续腐蚀,影响结构的耐久性。

2 建筑加固技术的基本方法

设计者和施工者根据建筑的损伤程度结合不同的情况,选择合适的方法,提高建筑物的安全性和稳定性,这样才能提高建筑的耐久性,取得经济效益和社会效益。建筑加固的基本方法主要有以下几种。

2.1 加大截面法

又称混凝土外包加固法,主要原理是在原混凝土的构件外部,浇筑新的混凝土,同时增加钢筋,增大构件的截面面积和配筋,提高构件的承载力和刚度、降低柱子的长细比等。增大截面加固法适用于混凝土柱、板、梁等结构构件,根据构件的受力特点、薄弱环节、几何尺寸及方便施工等,加固可以设计为单侧、双侧、三侧或四面增大截面。加配筋为主的加固,为了保证配筋的正常工作,需要按钢筋的间距和保护层等构件要求适当增加截面的尺寸。

采用增大截面加固法,结构可靠性好,构件承载力大,刚度也得到了提高,增加了结构的稳定性。但该方法施工周期长,湿作业,往往需要停产。构件尺寸的增大可能影响使用功能;加固后容易引起地震力的增加和薄弱层的转移,要注意结构自振频率的改变;施工时要注意结合面的处理。

进行加固柱的构造设计及施工时,应特别注意如下几点:当采用四周外包混凝土加固时,应将原柱面凿毛、洗净;当采用单面或双面加厚混凝土的方法加固时,应将原柱表面凿毛。

2.2 混凝土置换加固法

原有结构强度低、韧性差的建筑材料被强度高、韧性好的混凝土材料置换掉,以提高结构的整体强度、刚度和稳定性。这种方法适合承重构件如梁、柱等,受压区部位的混凝土强度偏低,有严重缺陷的情况的局部加固。这种方法的优点是工艺比较简单,占用空间较小,不影响建筑物的使用功能,造价较低;缺点是施工时湿作业时间较长,会影响下一步的施工和建筑的长期使用。

2.3 预应力外加加固法

采用高强度钢板,在外预应力钢筋组件周围进行加固,通过预加应力,增加了结构的外围压力,解决了压应力增加的问题,同时改变了原有应力的分布,提高了加固后体系的承载能力和刚度。这种方法适用于下列场合的梁、板、柱和桁架的加固:原始组件部分尺寸偏小或需要增加其荷载;原始组件需要改善其性能;原始组件高应力、应变状态,很难直接退出的结构荷载。

这种方法的优点是占用空间少,工期短,加固效果好,很大程度上的性能提升是技术要求和施工难度高比较适用的方法。

2.4 外粘型钢加固法

圆形组件,如混凝土柱或两个面包钢作为一个正方形或长方形的柱,大多在四个角处加固处理,与饰面板和侧面形成一个整体的四角。像这样的结构,如护套扁平钢箍的方法。外粘型钢加固法适用于需要大幅度提高承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱、结构加固节点处。这种方法的优点,可以提高结构的承载能力和刚度,不会造成更多的负荷增加,提高了抗震能力,我们可以使用的钢箍,有效地提高了最终的应变和混凝土砖和混凝土约束剪切能力,结构变形能力大大提高;如果是带包钢的框架柱,改变弱柱强梁,容易施工。

2.5 粘贴钢板加固法

在混凝土构件表面用建筑结构胶粘贴钢板,使其如同原构件受拉钢筋一样,参与混凝土结构共同工作,以提高构件承载力。外贴型钢加固,是在原混凝土构件外粘角钢或槽钢等型钢,从而大幅度提高构件承载力的一种加固方法。外粘型钢法多用于柱子加固,也用于梁的加固。粘钢加固法施工简便、快速,增加原结构的重量较小,基本不改变结构外形,不影响建筑使用净空。但打磨混凝土表面时,粉尘和噪声较大,为提高其耐久性,延缓胶层老化,防止钢板锈蚀,粘贴完工后,需在钢板及邻接混凝土表面进行防腐处理。

外粘型钢加固法是在型钢与原构件之间留有一定空隙,并在其间灌填乳胶水泥胶、环氧砂浆或细石混凝土,使二者粘结成整体,协同工作。外贴型钢加固,使原柱子混凝土的横向变形受到型钢骨架的约束。同时,型钢受到混凝土横向变形使的侧向挤压,使型钢处于压弯状态。

3 结构加固实例

3.1 工程概况

某楼房屋为框架结构。经建设工程质量安全检测中心现场抽芯检测,二层柱部分存在混凝土强度等级不足的情况,原设计混凝土强度等级为C30,而检测发现混凝土强度最低的仅为21.9 MPa。设计院对该建筑物进行结构复核计算,复核计算结果表明该建筑物二层的E柱不满足承载力要求,须对其进行加固补强处理,以满足柱的承载力要求,保证结构的安全使用。

3.2 加固方案及效果分析

①将低于C30的构件实测强度输入,采用SATWE程序对原有构件配筋进行复核。复核结果表明墙柱配筋及轴压比基本能满足强度的要求,部分梁的抗弯强度不足。

②对中柱,根据荷载转移法的概念,采用钢支撑将被托换柱子的九层及以上荷载转移到邻近的墙柱和该柱子的六层,选定需要托换的中柱,根据初步的钢支撑布置和所选用的截面,模拟施工时凿除柱子时的受力条件,采用SATWE程序复核支撑的强度、稳定性,以及相关梁的强度和位移,并进行多次试算和优化,取到比较合理结果,根据计算结果,调整支撑并设计节点构造和施加预应力装置,使合力点与柱中心比较吻合,并确保对钢支撑施加预应力后,支撑和节点能够将柱子的上部结构的荷载有效地传递到邻近的墙柱和该柱子的六层,实现柱子在凿除前处于零负荷的应力状态。

③对于边柱,由于柱一侧或两侧有填充墙,为减少对主体结构的影响采用加大截面加固法。原有填充墙位置改为钢筋混凝土,使加大的截面不小于原有柱截面,原有柱仅作为强度储备。为确保荷载的有效和直接传递,对七层的上下各两层柱截面均进行了加固。

④由于抗震墙有一定的长度,托换加固处理时考虑保留中间部分,两侧分批凿除和浇筑混凝土。凿除、重新浇筑部分不小于构造边缘构件的长度,并将中间保留部分作为抗震墙开洞模型输入SATWE程序进行复核。电梯井的构造边缘构件包括有梁搁置部位的暗柱也按上述做法进行处理。

⑤对于梁板结构,经复核,混凝土强度达到C20时,已基本能满足强度要求,但考虑到规范规定“结构混凝土强度应大于C20”的要求,对C20以下的梁予以凿除并采用C25混凝土重新浇筑。

4 结 语

中国拥有一个庞大的建筑市场,大量的钢筋混凝土结构建筑需要加固,随着我国建设包括建筑物的加固和重建标准化过程和实施标准化,结构加固技术在我国也会被广泛使用,同时也必将对我国社会主义现代化建设起到了积极的作用。

参考文献:

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