【摘要】據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)在有一大批五、六十年代建造的老房屋,因超過(guò)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期而有待加固,全國(guó)又有大約三分之一的住宅安全儲(chǔ)備不足,且城市的住宅結(jié)構(gòu)逐漸進(jìn)入老齡化,因此有大量的住宅結(jié)構(gòu)需要加固。
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)加固;加固方法
一、建筑物的加固原因
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)在有一大批五、六十年代建造的老房屋,因超過(guò)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期而有待加固,全國(guó)又有大約三分之一的住宅安全儲(chǔ)備不足,且城市的住宅結(jié)構(gòu)逐漸進(jìn)入老齡化,因此有大量的住宅結(jié)構(gòu)需要加固,因此市場(chǎng)前景十分看好。2008年以后,中國(guó)建筑的加固、維護(hù)業(yè)務(wù)將增長(zhǎng)50%。這說(shuō)明建筑加固行業(yè)存在巨大的發(fā)展空間。我國(guó)每年又有一大批因生產(chǎn)規(guī)模及工藝等更新,而需要技術(shù)改造和加層的建筑物,它們因結(jié)構(gòu)超載而需要補(bǔ)強(qiáng);同時(shí),隨著國(guó)家抗震要求,設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的提高和改變?cè)S多地區(qū)現(xiàn)有房屋不能滿(mǎn)足新設(shè)防的抗震要求,從而需要抗震加固;近年來(lái)社會(huì)上大量曝光的因工程質(zhì)量低劣所造成的危房,它們也亟待加固處理;還有很多歷史性古建筑物以及標(biāo)志性建筑物都需要定期維護(hù)和結(jié)構(gòu)加固。
二、建筑物的加固方法
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1.加大截面加固法。當(dāng)梁、柱構(gòu)件抗力不夠時(shí),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(duì)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(huì)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(shí)要予以考慮:(1)因構(gòu)件質(zhì)量和剛度變化較大,結(jié)構(gòu)固有頻率會(huì)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;(2)現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響;(3)構(gòu)件的截面增大后對(duì)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)。
2.有粘結(jié)外包型鋼加固法。外包鋼加固法分干式和濕式兩種情況。(1)濕式外包鋼法是在型鋼與原構(gòu)件之間用乳膠水泥或環(huán)氧樹(shù)脂等粘結(jié),使新舊材料之間有較好的協(xié)同工作能力,其整體性好,但濕作業(yè)工作量大;(2)干式外包鋼法是型鋼與原構(gòu)件之間無(wú)任何粘結(jié),有時(shí)雖填以水泥砂漿,但并不能確保結(jié)合面剪力和拉力的有效傳遞,型鋼與原構(gòu)件不能整體工作,彼此只能單獨(dú)受力。與濕式外包鋼相比,干式外包鋼施工更為簡(jiǎn)便,但承載力提高不如濕式外包鋼有效。該法能在基本上不改變?cè)Y(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的情況下,大幅度提高構(gòu)件承載力,增大延性和剛度,適用于混凝土柱、梁、屋架和磚窗間墻以及煙囪等結(jié)構(gòu)構(gòu)件和構(gòu)筑物的加固。外包鋼加固法特別適用于使用上不允許增大截面尺寸,而又需要大幅度地提高承載力的軸心和偏心受壓構(gòu)件的加固。該法施工速度快,現(xiàn)場(chǎng)工作量較小,加固效果好,但用鋼量大,加固費(fèi)用較高。
3.粘貼鋼板加固法。外部粘鋼加固法是將鋼板通過(guò)粘結(jié)劑,按加固設(shè)計(jì)要求,粘貼于混凝土或鋼結(jié)構(gòu)表面,使之共同工作。采用外部粘鋼加固時(shí),通常是將鋼板粘于梁底受拉區(qū),以提高梁的承載力,當(dāng)在梁側(cè)貼鋼板時(shí)還可以提高梁斜截面承載力。目前,外部粘鋼加固法主要用于承受靜力作用的一般受彎構(gòu)件及受拉構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固,要求環(huán)境溫度不宜超過(guò)60℃,相對(duì)濕度不宜大于70%,并要求無(wú)化學(xué)腐蝕。當(dāng)工作條件不滿(mǎn)足上述要求時(shí),應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的處理措施。
4.其余的方法還有:粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法;繞絲法;錨栓錨固法;置換混凝土加固法。
。ǘ╅g接加固
1.預(yù)應(yīng)力加固法。通過(guò)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?cè)Y(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。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(wú)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:(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(shí)也提高了剛度,有效地改善了使用性能且效果好。(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)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。
2.增加支承加固法。與混凝土結(jié)構(gòu)加固改造配套使用的技術(shù)一般有:(1)托換技術(shù);(2)植筋技術(shù);(3)裂縫修補(bǔ)技術(shù);(4)碳化混凝土修復(fù)技術(shù)(還不成熟);(5)混凝土表面處理技術(shù);(6)混凝土表層密封技術(shù)。適用于砌體結(jié)構(gòu)的直接加固方法一般為:(1)鋼筋混凝土外加層加固法;(2)鋼筋水泥砂漿外加層加固法;(3)增設(shè)扶壁柱加固法。適用于砌體結(jié)構(gòu)的間接加固方法一般為:(1)無(wú)粘結(jié)外包型鋼加固法;(2)預(yù)應(yīng)力撐桿加固法。砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)造性加固與修補(bǔ):(1)增設(shè)圈梁加固;(2)增設(shè)梁墊加固;(3)砌體局部拆砌;(4)砌體裂縫修補(bǔ)。