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混凝土结构加固方法和分析

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来源: 所属分类:商砼百科 发布日期:2018/8/20


     钢筋商品混凝土结构距今有100多年的历史,以设计基准期推算,目前大多数已有商品混凝土结构工程正处于维修加固改造高峰期。随着我国国民经济的增长,各种大、中、小型的改造工程日益增多,其中商品混凝土结构加固项目占主要比重。


商品混凝土结构加固技术是一门新兴学科,已有40-50年的发展历史。国外在裂缝修补、工业厂房加固设计构造、商品混凝土结构缺陷修补等方面积累了大量成功经验,我国也在商品混凝土结构抗震加固、旧房改造等方面进行了大量的工程实践,下面就商品混凝土结构加固方法进行总结分析:


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1商品混凝土加固技术发展现状


总的来说,我国商品混凝土结构加固已基本形成了比较系统、配套的技术和工艺,但存在加固技术比较陈旧及技术的配套性不强的劣势。特别是新型纤维增强复合材料在加固工程中的研究应用、相关设计、施工工艺还有待改进和提高。


2 现有的加固方法及优缺点

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2.1纤维加固技术


2.1.1随着国内加固行业的兴起,便捷、高效、安全、耐久成为选择加固材料的几个重要标准。纤维材料所具备的各种特性能够满足结构工程加固工期短,施工方便,安全耐久性方面的要求,并且其多样的材料组合使得加固工作者可以选择最合适的加固纤维材料。



2.1.2碳纤维片加固技术是以碳纤维为组成,以树脂为基体,通过一定的成型方法形成的单向排列的碳纤维的复合片材。它质轻高强,抗拉强度比同截面钢材高7-10倍,能可靠地与钢筋商品混凝土共同工作,获得优异的补强效果,而结构物自重的增加几乎可以忽略其抗疲劳强度高,耐久性能好,耐磨损、抗老化等。



2.1.3碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理。碳纤维布具有高强高效、重量轻、厚度薄和高耐久性的特点,利用碳纤维布极强的抗拉性能,采用高性能的环氧类粘结剂,按照一定的工序将碳纤维布粘贴在梁、柱、板的表面,使商品混凝土与碳纤维布形成一体,共同作用,使上述构件在承受超负荷时的变形被约束在一个有限的范围内,从而使结构体系不至于破坏。与传统的加固技术相比:碳纤维布加固商品混凝土技术具有良好的综合经济性能,采用碳纤维加固修补商品混凝土结构具有广阔的应用前景。


2.1.4FRP(纤维增强复合塑料)加固技术用于结构加固,可广泛用于加固商品混凝土梁、板、柱甚至砌体结构与钢结构等,FRP加固与传统的黏钢加固相比,具有维修费用少、施工方便、对交通干扰小、结构耐久性能好等特点,必将在未来的结构加固领域占据越来越重要的地位。



2.2结构粘贴加固

2.2.1粘贴钢板加固法,是指用胶剂将钢板粘贴在构件外部的一种加固方法。该法在建筑、桥梁等工程的加固、补强、修复中的应用较为广泛。与其他的加固方法比较,坚固耐用、施工速度快,在不停产不影响使用的情况下完成施工。简洁轻巧,现场无湿作业。完成加固后的结构外观不改变,不会导致建筑物内其他构件的连锁加固。灵活多样,粘钢加固法的适应性很强,能够解决生产上和生活上各种有关问题,还可粘贴型钢、加固钢结构及砖砌体结构等。粘钢加固的费用大为节省,经济效益很高。


2.3 化学植筋技术

植筋新技术是运用高强度的化学粘合剂,使钢筋、螺杆等与商品混凝土产生握裹力,从而达到预期效果。施工后产生高负荷承载力,不易产生移位、拔出,并且密闭性能良好,无需作任何防水处理。由于其通过化学粘合固定,不但对基材不会产生膨胀破坏,而且对结构有补强作用。施工简便迅速,安全并符合环保要求,是建筑工程中钢筋商品混凝土结构变更、追加、加固的最有效的方法。适用于各类建筑结构增建、变更等预留钢筋固定、横梁、柱头、楼板、剪刀墙等加固预留钢筋固定、各类钢结构、机械设备、支架等的螺杆锚定。



2.4注桨加固设计

针对钢筋商品混凝土结构物、构造物,由于各种原因产生的各种裂缝,采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补,在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度,延长结构的使用寿命,施工快捷方便,不需要大型机械作业,加固效果安全可靠。由于其早强、高强、微膨胀和自流等性能特点,已在结构加固修补技术中得到愈来愈多的应用。


2.5增大加固法

增大加固法,是指在原受弯构件的上面或下面浇一层新的商品混凝土并补加相应的钢筋,从而提高承载能力的方法。补浇的商品混凝土处于受压区时, 对补加的钢筋起到锚结和保护作用;当其处在受拉区时,能够增加构件的有效高度,从而提高构件的抗弯、抗剪承载力,并增加了构件的刚度。


2.6钢绞线及聚合物砂浆加固法

钢绞线网和聚合物砂浆加固商品混凝土结构是近几年由韩国引进的一种新型的加固技术,近几年引进我国,在立交桥和工业与民用建筑物加固改造中得到广泛应用。如中国美术馆的加固改造、北京三元立交桥加固、厦门郑成功纪念馆的加固等。



已有研究表明其不仅能显著提高抗弯承载力和抗剪承载力,而且也能够明显的增加构件刚度,比碳纤维片材和粘贴钢板加固效果要好很多。另外其不锈蚀、运输及施工方便,粘结强度高,耐久性和耐高温性能优良,适合于水工结构、港口工程、潮湿环境、腐蚀性环境下的工业与民用建筑以及桥梁等加固工程。


2.7预应力加固法

主要包括预应力水平拉杆加固法和下撑式拉杆加固法两种,预应力水平拉杆加固商品混凝土受弯构件,减少了外荷载效应,提高了构件的抗弯能力,缓解、控制了构件裂缝的发展,提高了斜截面抗剪承载力。


预应力下撑式拉杆加固商品混凝土结构后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,提高了构件的承载能力,较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的商品混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不宜用于商品混凝土收缩徐变大的结构,也不能用于温度在600℃以上环境中。


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