摘要:在現(xiàn)代,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為重要的組成部分,受到人們的高度重視,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要技術(shù)就是加固設(shè)計(jì)技術(shù),然而加固設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)施的質(zhì)量直接決定著整個結(jié)構(gòu)施工的好壞。因此,本文就從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的加固設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析,淺談一下鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)。
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;建筑結(jié)構(gòu);加固設(shè)計(jì)技術(shù)
建筑施工損失的絕大部分都是由于鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)施質(zhì)量低下造成的,因此,在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工中,施工技術(shù)人員應(yīng)該著重注意建筑結(jié)構(gòu)施工中的加固設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用,在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)被廣泛應(yīng)用,在進(jìn)行鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用和實(shí)踐時,需要施工技術(shù)人員注意的問題有很多,筆者就從鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析,淺談鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固。
1 碳纖維加固設(shè)計(jì)技術(shù)
近年來,碳纖維材料以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗腐蝕、耐疲勞及其溫度穩(wěn)定性而受到土木工程界的日益關(guān)注,成為研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究表明:采用碳纖維對鋼筋混凝土柱進(jìn)行抗震加固;可以有效約束混凝土的變形,增強(qiáng)耗能能力,從而使其承載能力及延性能力有很大的提高,可取得良好的抗震加固效果。碳纖維片材由于其強(qiáng)度高,彈性模量大,用于橫向包裹鋼筋混凝土柱時,可以有效提高柱的承載能力和延性性能,其作用機(jī)理體現(xiàn)在兩個方面:一方面,碳纖維片材橫向包裹,其作用類似受剪鋼筋,協(xié)同鋼筋承受剪力。由于碳纖維的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼筋的抗拉強(qiáng)度,相當(dāng)于配筋率大大提高,使其抗剪承載力得以顯著提高,斜裂縫出現(xiàn)以后構(gòu)件的變形性能也得以明顯改善;另一方面,橫向包裹碳纖維,還會對其內(nèi)部的混凝土起到有效的約束作用,當(dāng)受壓區(qū)混凝土達(dá)到峰值應(yīng)力后,具橫向膨脹變形急劇增大,碳纖維環(huán)向應(yīng)變顯著增大,環(huán)向約束力增大,這就使得混凝土應(yīng)力—應(yīng)變曲線的下降變得平緩,極限壓應(yīng)變得以提高,因而推遲了受壓區(qū)混凝土的破壞過程,充分發(fā)揮了縱向鋼筋的塑性變形性能,顯著改善構(gòu)件的延性。
2 增大截面加固設(shè)計(jì)技術(shù)
對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言,增大截面法是通過采用同種材料(鋼筋混凝土)來增大原混凝土結(jié)構(gòu)截面面積,從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。當(dāng)梁、柱構(gòu)件抗力不夠時,常采用增大截面法,其優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)施工技術(shù)成熟,便于施工。
(2)質(zhì)量好,可靠性強(qiáng)。
(3)提高抗力及構(gòu)件剛度的幅度大,尤其對柱增加穩(wěn)定性較大。
增大截面、增加剛度,首先要考慮分析整體結(jié)構(gòu),不能僅為局部加大而加大,這樣會引起整體結(jié)構(gòu)的局部薄弱層發(fā)生重大事故。此外,加大截面法還有一些不利因素,使用時要予以考慮。一是因構(gòu)件質(zhì)量和剛度變化較大,結(jié)構(gòu)固有頻率會發(fā)生變化,因此,應(yīng)避免使結(jié)構(gòu)加固后的固有頻率進(jìn)入地震或風(fēng)震的共振區(qū)域,造成新形式的破壞。二是現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護(hù)時間較長,對生產(chǎn)和生活有一定的影響。三是構(gòu)件的截面增大后對結(jié)構(gòu)的外觀以及房屋或橋梁凈空也有一定的影響。增大截面加固法主要使用于梁、板、柱、墻等一般結(jié)構(gòu)。
3 預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)技術(shù)
預(yù)應(yīng)力加固法是一種采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿(分水平拉桿和組合式拉桿)或型鋼撐桿對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。通過施加預(yù)應(yīng)力強(qiáng)迫鋼拉桿或型鋼撐桿受力,影響并改變原結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布,并降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平,致使一般加固方法中普遍存在的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象的影響能較好的消除。因此,后加部分與原結(jié)構(gòu)能較好地共同工作,結(jié)構(gòu)的總體承載能力可顯著提高。預(yù)應(yīng)力加固法具有加固、卸載和改變結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布的三重效果,適用于大跨度結(jié)構(gòu)加固,以及采用其他方法無法加固或加固效果很不理想的較高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下的大型結(jié)構(gòu)加固。預(yù)應(yīng)力加固法的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
3.1 體外配筋張拉預(yù)應(yīng)力可以起到增加主筋、提高正截面及斜截面的強(qiáng)度,同時也提高了剛度,有效地改善了使用性能且效果好。
3.2 預(yù)應(yīng)力能消除或減緩后加桿件的應(yīng)力滯后現(xiàn)象,使后加桿件有效地工作。
3.3 預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)彎矩可以抵消部分荷載彎矩,減小原構(gòu)件的撓度,縮小原構(gòu)件的裂縫寬度甚至使原裂縫完全閉合。
因此,預(yù)應(yīng)力加固法是一種加固效果好而且費(fèi)用低的加固方法,具有廣闊的應(yīng)用前景。該方法的缺點(diǎn)是增加了施加預(yù)應(yīng)力的工序和設(shè)備。
4 水泥壓漿補(bǔ)強(qiáng)加固設(shè)計(jì)技術(shù)
水泥壓漿補(bǔ)強(qiáng)法是一種用壓力設(shè)備將水泥漿液壓入結(jié)構(gòu)構(gòu)件的蜂窩、孔洞或裂縫中,充填并固結(jié)這些缺陷,以達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)加固的目的。水泥灌漿具有強(qiáng)度高、材料來源廣、價(jià)格低,運(yùn)輸、儲存方便及灌漿工藝比較簡單等優(yōu)點(diǎn),至今仍是應(yīng)用最廣泛的灌漿材料。該法的缺點(diǎn)是需要專門的設(shè)備,主要用于因地震、溫度、沉降等原因引起的磚墻裂縫的修補(bǔ)。
5 增設(shè)支點(diǎn)加固設(shè)計(jì)技術(shù)
增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過增設(shè)支承點(diǎn)來減小結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度,達(dá)到減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力和提高其承載能力的加固方法。該法簡單可靠,但對于使用空間有一定影響,適用于梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。
6 噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固設(shè)計(jì)技術(shù)
噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)法是一種用混凝土噴射機(jī)將混凝土拌和料和水(干噴機(jī))或混凝土濕料(濕噴機(jī))以高速噴射到混凝土結(jié)構(gòu)上,并快速凝固成型的加固方法。噴射混凝土不需要振搗,它借助水泥與骨料之間的連續(xù)沖擊實(shí)現(xiàn)密實(shí)化,也不需要支?;蛑恍璨糠种#┕し奖?、速度快、工期短,噴射凝固層與原結(jié)構(gòu)粘結(jié)力強(qiáng),所以在大范圍加固工程中具有獨(dú)特優(yōu)勢;其缺點(diǎn)是需要專門的設(shè)備,對混凝土的配合比設(shè)計(jì)要求較高。這種方法常用于病弱混凝土的局部或全部更換;在梁、板等構(gòu)件的下面增補(bǔ)混凝土;填補(bǔ)混凝土和磚石結(jié)構(gòu)中的孔洞、縫隙及混凝土墻的麻面。
7 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)技術(shù)
鋼筋混凝土建筑鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)技術(shù)主要是對鋼結(jié)構(gòu)建筑物進(jìn)行加固和對混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等建筑物采用鋼構(gòu)件進(jìn)行加固。建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)技術(shù)要求根據(jù)加固的對象決定采用鋼柱的加固、鋼梁的加固、鋼層架加固、托架加固、吊車系統(tǒng)加固、裂紋的修復(fù)和加固、連接和節(jié)點(diǎn)的加固等,根據(jù)損害范圍選擇局部加固或者全面加固。
8 結(jié)束語
此文就鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)的幾個方面對鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了簡單的分析,同時還著重分析了常采用增大截面法的優(yōu)點(diǎn)以及預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)。在不斷地吸取和積累建筑經(jīng)驗(yàn),對存在的一些問題要進(jìn)行反思,將理論與實(shí)踐很好的結(jié)合起來,而對于國外的一些施工技術(shù),我們要不斷的開拓創(chuàng)新,推動我國建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]黃華. 淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及施工技術(shù)應(yīng)用[J]. 江西建材,2015(8):96-96.
[2]羅文龍. 淺析建筑結(jié)構(gòu)檢測和加固應(yīng)注意的問題[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2015(8).
[3]聶祺,唐曹明,楊韜,等. 某教學(xué)樓板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)性能化加固設(shè)計(jì)分析[J]. 建筑結(jié)構(gòu),2016(5):44-47.
作者簡介:王立,男,1979.02.19,黑龍江省,助理工程師,研究方向結(jié)構(gòu)。
(作者身份證號碼:232126197902193792)