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建筑工程中的加固技术应用

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  [摘要] 随着结构加固技术的发展,结构的改造技术也相应得到了发展,加固技术在结构的改造中发挥了作用。此外,替代结构技术、改变传力途径技术、预应力技术、托梁拔柱技术、结构增层和加层技术,在结构的改造中由广大的科技人员和工程技术人员发明和创造出来。本文主要介绍建筑结构加固技术的应用。
   [关键词] 建筑 工程 加固 技术 应用
  引言
   随着现代经济的飞速发展和生活水平的不断提高,人们对建筑的数量、质量和使用功能提出了越来越多的要求,科学技术的进步也促使各种新型结构、新型材料以及新的施工工艺不断出现。为保证建筑工程的质量,延长建筑的寿命,促使建筑业健康发展,我们应该更加注重建筑结构的加固技术。
  1、建筑结构加固发展历程
   50年来,结构的加固与改造技术得到了相应的发展。除了单层居民住宅的普通修缮外,上一世纪50年代至60年代加固较多的是单层工业厂房中的薄腹梁和混凝土柱。常见的薄腹梁加固方法为体外拉杆方法,拉杆中施加的拉力多采用电热张托法。常见的混凝土柱加固方法有外包钢法和外包混凝土法或称为增大截面法。此外,尚有环氧砂浆修补法,此法常用于掺加氯盐混凝土构件的修复。这些方法目前还在使用,但从理论上和操作工艺上都有了改善和提高。如混凝土柱的外包钢加固方法,初始阶段的计算方法是分别计算混凝土柱和外包钢,外包钢按钢结构计算;当外包装的缀板加密并出现湿式的施工方法时,其计算按整体构件考虑;当缀板施加拉力时,可按约束混凝土进行计算。70年代中后期,砌体结构抗震加固的问题日益突出,特别是砖墙的加固问题。中国建筑科学研究院等单位开发了钢筋网水泥砂浆抹面层(俗称“夹筋墙”)加固技术,该技术至今仍广泛用于砌筑墙体的加固。80年代初,辽宁省建筑科学研究院首先引进了法国混凝土构件加固技术,并用于实际工程。这种技术使混凝土受弯构件的抗弯能力加固得到简化。此后,辽宁省建筑科学研究院还和中国科学院大连物化所研究成功应用于混凝土构件粘钢加固的JGN结构加固胶,使粘钢加固技术得以在国内迅速推广应用。由粘钢加固技术派生出来了锚粘带钢加固技术和劲性外包钢加固技术。前一技术将锚栓固定技术与粘钢加固技术相结合,用于受弯构件抗弯和抗剪能力不足的加固。后项技术将前项技术与钢筋混凝土组合结构技术相结合,用于受弯构件抗弯抗剪能力不足和钢度不足的加固。JCN结构植筋胶的使用,使得锚栽钢筋的推广相当普及,同时带动了混凝土构件裂缝修补技术的发展。90年代初,中国建材院研制出高流动性微膨胀快强浆料,如无收缩高强灌浆料,简称CCM等,使得混凝土构件的局部修补技术得以全面革新,该项新材料面世使得混凝土柱的制约加固技术成为现实。90年代中后期,纤维类材料用于加固的研究掀起了高潮,冶金建筑研究院引进碳纤维加同技术,河北省建筑科学研究院开发了丙纶纤维混凝土加固技术,中国建筑科学研究院开发了玻璃纤维水泥砂浆面层组合砌体加固技术,如深圳海川公司引进了碳纤维改进型芳纶布加固新技术等。国外金属化学锚栓进人中国市场,这一技术在结构的加固与改造中得到应用。近几年,建筑物改造过程中出现局部构件原始人工凿除的做法,逐渐被新型机槿式无损切割方式所取代,无损切割系统可有效解决钢筋混凝土开洞或楼板梁柱拆除,不会对保留构件造成损伤,且安全高效。这一技术越来越广泛地应用于建筑加固市场。
  2.浅析加固理论
   建筑物加固的原因有许多形式,有混凝土结构加固,墙体(彻体)加固,基础加固等等.加固的方法也分为很多种,因加固类型的不同而不同。如混凝土结构加固有:
   加大截面加固法:该法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固。
   置换混凝土加固法:该法的优点与加大截面法相近,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。
   粘贴钢板加固法:该法施工快速,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,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。
   粘贴纤维增强塑料加固法:除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
   绕丝法:该法的优缺点与加大截面法相近,适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需对受压构件施加横向约束力的场合。
   植筋及锚栓锚固法:该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土结构构件的二次锚固。
  3.结构加固技术的应用
   3.1加固能提高结构的承载力
  (1)加固技术应用可满足功能需求及设计要求。沈阳某商场因地下室要求加大库存容量,需对地下室一层梁板进行加固。根据加固设计意图,主要加固方法是楼板粘贴碳纤维布,框架梁粘贴钢板加固及加大梁截面3种加固方法。在混凝土楼板加固时,首先凿除原有粉刷层,直至露出新鲜混凝土面,检查混凝土是否存在麻面、蜂窝及空鼓现象。如有麻面、蜂窝、空鼓现象,应对薄弱位置预先清洗干净待干,并用结构胶修复补平。接着涂刷碳纤维布底胶,如局部不平整采用找平胶补平,后涂刷浸渍胶,压贴碳纤维布时采用专用的滚筒顺碳纤维向进行多次滚压,挤除气泡,使浸渍胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴时重复上述步骤,并在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍胶。
  (2).进行框架梁粘贴钢板。首先打磨梁面混凝土直到露出新鲜面,表面不平时采用高强环氧树脂砂浆修补,钢板打磨时宜粗糙打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直,打磨后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净,然后配胶粘贴。加固施工前,应考虑对预粘框架梁进行卸荷,避免梁加固后出现应力滞后问题。
  (3).框架梁采用加大截面法。加固设计单位考虑到原混凝土强度高,且新旧混凝土结合问题,采用浇筑高强无收缩自密性灌浆料。以上粘贴碳纤维布加固法、粘贴钢板加固法及加大截面加固法在建筑中的综合应用实例,有力验证加固确实能有效提高建筑物的结构承载力,满足建筑物使用的功能要求,经实际应用说明加固的重要作用。
   3.2沈阳地区普遍使用的加固技术
   加固能提高结构的抗震性能,使建筑物符合安全使用要求,结构加固给予建筑物第二生命,能有效延长建筑物的使用寿命。现沈阳地区仍然存在着许多老旧建筑物,有的砖混结构未设置圈梁构造柱的,有的块石堆切墙体,且楼板采用钢筋混凝土筑造的石头房,这些形式在沈阳地区是普遍存在的,砌体结构本身抗震能力差,使得建筑存在严重的安全隐患甚至是危房,很大程度地危及广大人民的生命财产安全,这已经是十分棘手的社会问题。砌体结构加固方法现已广泛应用于达不到安全使用要求的砌体建筑,砌体结构常用的加固方法有以下几种:
  (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。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验,适用于柱、带壁墙的加固。
  (2)钢筋水泥砂浆外加层加固法。该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,提高承载力不如前者。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)增设圈梁加固。当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固。
  (4)增设构造柱加固。当砖混结构未按抗震要求设置构造柱,内外墙转角或交接部位可采用设置构造柱与圈梁、地梁连为一体的做法来提高整体抗震能力。
  结束语
   随着社会的飞快发展,人们越来越重视工程的质量问题。因为工程质量的好坏,与国民经济发展,人民的幸福生活息息相关。因此,建筑工程中的结构加固技术显得异常重要,所以,我们应该更加注重建筑结构的加固技术,为高质量的建筑打下好的基础。
  参考文献
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  [2]卜良桃,王济川.建筑结构加固改造设计与施工[M].长沙:湖南大学出版社,2002.
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  [4]朱三刚.碳纤维加固技术在加固改造工程中的应用[J].山西建筑,2007,33(17):91―92.


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