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(珠海市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,廣東 珠海 519000)

引言

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，基礎(chǔ)建設(shè)逐步得到了發(fā)展完善，而且越來(lái)越多的建筑物已經(jīng)進(jìn)入或?qū)⒁M(jìn)入老齡化階段。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)遭受地震等較強(qiáng)外力的破壞，或者由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工失誤、建筑物使用功能變更與增層、老舊建筑設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低、抗震規(guī)范條款變動(dòng)等因素，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、承載力不夠或者抗震性能不高等，將嚴(yán)重影響建筑物或構(gòu)筑物的使用功能及安全性能。因此，在這種情況下應(yīng)及時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)。

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)在建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)方面有了快速的發(fā)展，應(yīng)用范圍有了極大的擴(kuò)展，最初階段建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)只應(yīng)用于單層破舊民居，而目前已在建設(shè)工程的各類結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。在建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)中較為重要的是鋼筋混凝土加固技術(shù)，本文對(duì)其進(jìn)行分析與討論，供參考。

1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法

1.1 增大截面加固法

增大截面加固法通過(guò)在原混凝土受彎構(gòu)件的表面澆上一層新的混凝土，同時(shí)對(duì)其補(bǔ)加相應(yīng)的鋼筋，增加原混凝土結(jié)構(gòu)的截面積，從而起到提高建筑結(jié)構(gòu)承載能力的作用。增大截面加固法在梁、柱、墻、板等通用結(jié)構(gòu)中使用較多，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)中的梁、柱構(gòu)件抗力較小時(shí)，一般可采用該方法進(jìn)行加固。

增大截面加固法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)施工技術(shù)較為成熟、簡(jiǎn)單。

(2)具有較好的質(zhì)量和較高的可靠性。

(3)能大幅度地提高構(gòu)件的剛度、抗力，特別是可極大地增加柱的穩(wěn)定性。

增大截面要分析其整體結(jié)構(gòu)，不能只追求局部加大而引起其他薄弱層發(fā)生重大事故。

在采用加大截面法時(shí)，還應(yīng)考慮該方法存在的不足之處：

(1)加固后的建筑結(jié)構(gòu)固有頻率發(fā)生變化，應(yīng)避免使其進(jìn)入地震的共振區(qū)，防止造成新的破壞。

(2)采用該方法的施工現(xiàn)場(chǎng)具有較多的濕作業(yè)，需要長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)。

(3)增大建筑構(gòu)件的截面，可能會(huì)對(duì)橋梁或房屋及其外觀產(chǎn)生一定的影響。

1.2 外包鋼加固法

通過(guò)在構(gòu)件的四角處外包角鋼，并在各角鋼之間用綴板進(jìn)行連接，來(lái)對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固的方法稱為外包剛加固法。該方法一般可分為干式外包鋼法和濕式外包鋼法。

1.2.1 干式外包鋼法

在干式外包鋼法中，型鋼與其原構(gòu)件之間沒(méi)有任何粘結(jié)。有時(shí)也會(huì)在型鋼與原構(gòu)件之間填充水泥砂漿，但這種方法并不能夠?qū)Y(jié)合面的剪力和拉力進(jìn)行有效傳遞，也不能夠保證型鋼與原構(gòu)件間的整體性。

1.2.2 濕式外包鋼法

在濕式外包剛法中，型鋼與原構(gòu)件之間一般用乳膠水泥或環(huán)氧樹(shù)脂等粘結(jié)，新、舊材料之間可較好地協(xié)同工作，具有較好的整體性。由于其濕作業(yè)較多，與干式方法相比施工更為復(fù)雜，但其承載力提高程度高于干式方法。

外包鋼加固法可在基本不改變?cè)瓨?gòu)件截面大小的情況下，大幅度地提高構(gòu)件的承載力，可有效增大構(gòu)件的剛度和延性，一般用于混凝土屋架、梁、柱及煙囪等結(jié)構(gòu)的加固，特別適用于需要大幅度提高承載力，且不允許增大截面面積的偏心和軸心受壓構(gòu)件的加固。該方法的工作量較小、施工速度快、加固效果好，但需要大量使用鋼材，加固成本較高。

1.3 注漿加固法

通過(guò)采用環(huán)氧樹(shù)脂類粘合劑或密封劑灌漿對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物中的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)及加固的方法稱為注漿加固法。采用該方法加固基本不影響生產(chǎn)生活，又可滿足預(yù)期加固要求，并能延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的壽命，且施工較為快捷，安全又可靠。在對(duì)混凝土建筑物裂縫進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，或?qū)蛄杭拌F路的附屬構(gòu)件如橋墩、橋臺(tái)、橋面及隧道等的修補(bǔ)時(shí)應(yīng)用較為廣泛。

在具體的施工過(guò)程中，該方法具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)由于灌漿速度較慢，為確保樹(shù)脂可深入裂縫的細(xì)微部位，采用附壓延續(xù)灌漿的方法。

(2)容易對(duì)灌漿注入量進(jìn)行控制。

(3)可根據(jù)實(shí)際注入情況及裂縫的大小及時(shí)地對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)整。

(4)可對(duì)整個(gè)注入過(guò)程進(jìn)行方便準(zhǔn)確的觀察。

1.4 碳纖維加固法

碳纖維材料具有強(qiáng)度高、質(zhì)地輕、耐疲勞性及抗腐蝕性較強(qiáng)和溫度穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，用于鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固時(shí)，碳纖維可明顯地阻止混凝土結(jié)構(gòu)的變形，且顯著提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力和延性，可獲得較好的加固效果。

采用碳纖維材料橫向包裹鋼筋混凝土柱時(shí)，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)可對(duì)其內(nèi)部混凝土產(chǎn)生有效的約束，當(dāng)混凝土受壓達(dá)到最大應(yīng)力后，便會(huì)橫向膨脹，導(dǎo)致碳纖維環(huán)相應(yīng)增大，這樣便增加了環(huán)向的約束力，減小了混凝土的應(yīng)變速度，進(jìn)而使得受壓區(qū)混凝土被破壞的速度降低，顯著增強(qiáng)了構(gòu)件的延性。

隨著各項(xiàng)智能技術(shù)的發(fā)展，人們的閱讀方式已由傳統(tǒng)紙質(zhì)化閱讀轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)終端與移動(dòng)設(shè)備閱讀。在此背景下，高校圖書(shū)館服務(wù)對(duì)象、模式、技術(shù)等皆發(fā)生了翻天覆地的變化。就拿服務(wù)模式來(lái)看，傳統(tǒng)高校圖書(shū)館在服務(wù)方面一向秉著以高校圖書(shū)館館員為中心的服務(wù)模式，而當(dāng)大數(shù)據(jù)技術(shù)出現(xiàn)之后，其服務(wù)模式已轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂脩魹橹行?，真正地將用戶放在服?wù)的首要位置，一切服務(wù)以用戶需求為主。除此之外，高校圖書(shū)館服務(wù)類型也隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用而發(fā)生變化。傳統(tǒng)高校圖書(shū)館在為讀者用戶提供服務(wù)時(shí)，通常是以讀者為其提供的信息為基礎(chǔ)，根據(jù)該信息為讀者提供相應(yīng)的服務(wù)。而大數(shù)據(jù)高校圖書(shū)館是以用戶個(gè)性化信息需求為前提，為其提供更加個(gè)性化的信息服務(wù)。

(2)由于碳纖維的抗拉性能遠(yuǎn)優(yōu)于鋼筋，因而相當(dāng)于大大增加了配筋率，使得鋼筋混凝土的抗剪承載力得到有效提高。即使構(gòu)件出現(xiàn)斜裂縫，碳纖維也會(huì)對(duì)其變形進(jìn)行有效的改善。

(3)由于碳纖維材料的橫向包裹作用與受剪鋼筋類似，因此可與鋼筋一起協(xié)同承受剪力。

1.5 化學(xué)植筋技術(shù)

通過(guò)采用高強(qiáng)度的化學(xué)粘合劑，使鋼筋、螺桿等與混凝土產(chǎn)生較強(qiáng)的握裹力，從而起到加固作用的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)稱為植筋技術(shù)。采用植筋施工后可產(chǎn)生較高的承載力，且鋼筋、螺桿等不易被拔出或移位。此外，該方法具有較好的密實(shí)性，不需要進(jìn)行額外的防水處理。由于是通過(guò)化學(xué)粘合劑對(duì)構(gòu)件進(jìn)行固定，因此基材不會(huì)因膨脹而受到破壞，反而會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，其施工過(guò)程較為簡(jiǎn)便，且安全又環(huán)保。因此，在對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更或加固時(shí)，該方法是最為有效的方法。

化學(xué)植筋技術(shù)可用于各類建筑結(jié)構(gòu)變更、增建以及對(duì)剪力墻柱頭、樓板及橫梁等的加固中，甚至還可用于各類機(jī)械設(shè)備等鋼結(jié)構(gòu)的螺桿錨定中。

1.6 改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法

在建筑結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，可通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置支撐或者支座，減小構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的跨度和變形，從而減少直接作用在構(gòu)件上的承重，提高其承載能力和抗形變的能力。這種建筑結(jié)構(gòu)加固方法稱為改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法。該方法應(yīng)用簡(jiǎn)單，效果可靠，一般用于大跨結(jié)構(gòu)建筑的加固。

但改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法也存在著一些缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

(1)支撐或者支座的增加，必然導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的使用空間發(fā)生變化，造成一些負(fù)面影響。

(2)改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法主要是從受力角度著重改變傳力途徑，以達(dá)到提高建筑結(jié)構(gòu)承載力和抗形變的能力，與其他的加固技術(shù)相比，該方法只是分擔(dān)了一部分作用在建筑結(jié)構(gòu)上的外部承載，并未對(duì)構(gòu)件本身進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，因此，對(duì)于一些已經(jīng)受損的構(gòu)件，特別是在反復(fù)荷載作用下已經(jīng)疲勞損傷的建筑結(jié)構(gòu)來(lái)講，該加固方法具有較大的局限性。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的基本原則

2.1 先鑒定后加固

在確定加固方案之前，必須對(duì)已有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性檢測(cè)和鑒定分析，全面深入地了解建筑結(jié)構(gòu)體系及材料性能，并明確結(jié)構(gòu)缺陷或損傷等信息，深入分析建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)前的受力情況，為確定正確的加固方案做好準(zhǔn)備，以避免在建筑結(jié)構(gòu)加固的施工過(guò)程中發(fā)生工程事故。

2.2 結(jié)構(gòu)體系總體效應(yīng)

在針對(duì)危險(xiǎn)構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，還應(yīng)同時(shí)考慮加固后行為對(duì)建筑結(jié)構(gòu)整體的影響，例如對(duì)梁的加固是否會(huì)改變建筑結(jié)構(gòu)整體的受力特性，是否會(huì)產(chǎn)生薄弱環(huán)節(jié)等。因此，應(yīng)從結(jié)構(gòu)總體考慮，全面制定加固方案，不能僅考慮局部效果而忽略其他部位及整體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

2.3 加固方案的優(yōu)化

對(duì)同一建筑的加固方案通常有很多種，應(yīng)根據(jù)最優(yōu)化的原則來(lái)進(jìn)行方案選擇。最優(yōu)的方案應(yīng)滿足施工方便、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可靠等特點(diǎn)，此外還應(yīng)充分考慮已有結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況及加固后建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，保證加固后的結(jié)構(gòu)安全可靠。

除了上述原則外，在混凝土加固中還涉及到加固材料的確定、施工方案的實(shí)現(xiàn)形式、現(xiàn)有損傷構(gòu)件的拆除等具體的問(wèn)題，因此，最終加固方案的確定還需依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于建筑物進(jìn)行鋼筋混凝土加固、維修及改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)自身的具體結(jié)構(gòu)特性及周圍環(huán)境的具體特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，確定合理的改造思路，設(shè)計(jì)科學(xué)的施工方案，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的高度統(tǒng)一。

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