【摘要】隨著我國改革開放和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展,城市建設(shè)日新月異,各種新型美觀的建筑物不斷展現(xiàn)在人們面前。人們?cè)跐M足建筑物數(shù)量的同時(shí),對(duì)建筑物的造型、安全性、適用性和耐久性也提出了更高的要求。特別是加固改造問題越來越受到人們重視,建筑結(jié)構(gòu)加固已成為建筑行業(yè)的一個(gè)重要分支。本文分析了磚混住宅結(jié)構(gòu)裂縫處理及加固設(shè)計(jì)問題。
【關(guān)鍵詞】建筑物;磚混住宅結(jié)構(gòu);裂縫處理
0.引言
中國建筑科學(xué)研究院對(duì)我國建筑物耐久性的調(diào)查表明,工業(yè)建筑物的破損比較嚴(yán)重,其結(jié)構(gòu)的使用壽命一般不能保證50年,多數(shù)在25-30年左右就必須進(jìn)行大修或維修加固。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國現(xiàn)有的60多億m2的房屋中,40%以上需要分期分批進(jìn)行檢測評(píng)估和加固。這為建筑加固修復(fù)業(yè)帶來了空前的發(fā)展機(jī)遇。
1.國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
近年來出現(xiàn)的一些新加固技術(shù),如粘貼纖維復(fù)合材料加固法、鋼絲網(wǎng)水泥砂漿加固法、纖維材料的嵌入式加固法等,這些技術(shù)從一開始引進(jìn)和出現(xiàn)在國內(nèi),就以它們優(yōu)異的性能、特點(diǎn)和加固效果得到了工程界的關(guān)注和青睞。廣大科研技術(shù)人員在新加固技術(shù)方面開展了大量的試驗(yàn)研究和理論分析,國家也頒布了一些新加固技術(shù)規(guī)范,在工程實(shí)踐中正逐步推廣。預(yù)計(jì)不久的將來,隨著新加固技術(shù)的逐步成熟,一定會(huì)在工程中得到廣泛應(yīng)用。
1.1 碳纖維加固技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
我國在利用碳纖維加固技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚,發(fā)展卻很迅猛。1997年國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心率先開始了“碳纖維材料加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)” 的試驗(yàn)研究開發(fā)與應(yīng)用,并被定為國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。隨后通過采用進(jìn)口的碳纖維材料在北京、上海、遼寧、江蘇等省市進(jìn)行了一些實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)加固,并取得了較好的效果。
。.2纖維復(fù)合材料嵌入式加固技術(shù)
纖維復(fù)合材料嵌入式加固技術(shù)是將加固材料放入結(jié)構(gòu)表面預(yù)先開好的槽中,并向槽中注入粘結(jié)材料使之形成整體。目前國外已經(jīng)有了一定規(guī)模的研究和應(yīng)用,國內(nèi)在國家工業(yè)建筑診斷與改造技術(shù)研究中心開展了這項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)研究,但尚未應(yīng)用于工程實(shí)踐。
2.磚混結(jié)構(gòu)裂縫種類及其產(chǎn)生的原因
。1)干縮裂縫:多發(fā)生在墻面抹灰層內(nèi),一般沿墻面長度方向每隔一段距離形成一條裂縫,這種裂縫開始隨時(shí)間而發(fā)展,以后逐漸穩(wěn)定。另一種干縮裂縫則呈不規(guī)則的龜裂或呈放射狀裂縫,此類裂縫寬度較小。產(chǎn)生的原因有:①抹灰用砂過細(xì)或含泥量較大;②水泥安定性不好;③砂漿過稀,抹灰不實(shí);④抹灰層失水過快,養(yǎng)護(hù)不好等造成抹灰層收縮較大而形成裂縫。
。2)磚墻溫度裂縫:一般有如下規(guī)律:①頂層重,下層輕;兩端重,中間輕;向陽重,背陽輕;且這類裂縫與溫度變化有關(guān)。②磚墻溫度裂縫隨部位不同而呈不同的形狀。產(chǎn)生的原因有:①屋面保溫層,隔熱保溫性能差;②磚墻砂漿標(biāo)號(hào)較低,砌筑質(zhì)量較差;③結(jié)構(gòu)構(gòu)造上處理不當(dāng),如采用半圈梁。
(3)地基下沉裂縫:一般共同規(guī)律是:下層多,上層少;縱墻多,橫墻少;外墻多,內(nèi)墻少;斜向多,豎向少。產(chǎn)生的原因有:①地基不均勻下沉;②房屋過長未留縫,沉降不一;③平面復(fù)雜,轉(zhuǎn)角較多;④ 高低層相差較大,未留沉降縫;⑤荷載與分布不均勻;⑥使用不當(dāng),地基浸水或地下水位上升(多發(fā)生于濕陷性黃土地區(qū));⑦地基承載力有偏差。
3.砌體裂縫的類型和防治方法
砌體結(jié)構(gòu)裂縫的類型有斜裂縫、水平裂縫和豎向裂縫三種。斜裂縫有的發(fā)生在有現(xiàn)澆混凝土挑檐的平屋頂房屋和無保溫屋蓋的房屋頂層縱墻面的兩端,一般長度在1開間~2開間范圍內(nèi),外縱墻兩端有窗時(shí),裂縫沿窗口對(duì)角方向裂開。有的發(fā)生在底層至二層外縱墻的兩端,斜裂縫通過窗口的兩個(gè)對(duì)角向沉降量較大的方向傾斜,裂縫下大上小。水平裂縫有的發(fā)生在平屋頂屋檐下或頂層圈梁下2皮~3皮磚的灰縫位置,一般沿外墻頂部連續(xù)分布,兩端較中間嚴(yán)重。有的發(fā)生在底層至二層窗間墻的上下對(duì)角處,成對(duì)出現(xiàn),沉降量大的一邊裂縫在下,沉降量小的一邊裂縫在上。豎向裂縫發(fā)生在縱墻中央的頂部和底層窗臺(tái)處,裂縫上寬下窄。
根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因,要消除砌體裂縫,必須從根源上進(jìn)行防治。盡可能在夏季或溫暖季節(jié),澆灌屋頂挑檐及圈梁混凝土,一般不要冬季施工。挑檐上最好做保溫層,并達(dá)到規(guī)定的厚度,這樣就能減小鋼筋與混凝士和砌體之間的溫差,避免頂部出現(xiàn)裂縫。根據(jù)建筑物的實(shí)際情況設(shè)置沉降縫、伸縮縫,提高結(jié)構(gòu)剛度和施工質(zhì)量,都能減少裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)然,處理好地基是防止墻體底部出現(xiàn)裂縫最有效的方法。
4.常用建筑補(bǔ)強(qiáng)加固方法
4.1加大截面加固法
加大截面加固法是采用與原有構(gòu)件同類的材料,通過增大截面的面積,提高構(gòu)件的承載能力和剛度,達(dá)到對(duì)原構(gòu)件進(jìn)行加固的目的。
4.2外包鋼加固法
外包鋼加固法是把型鋼或鋼板等材料包在被加固(鋼筋混凝土)構(gòu)件的外側(cè),通過外包鋼與原有構(gòu)件的共同作用,提高構(gòu)件的承載能力和剛度,達(dá)到加固的目的。
4.3外加預(yù)應(yīng)力加固法
外加預(yù)應(yīng)力加固法是采用外設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿或撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法。它通過改變?cè)Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布、降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平來間接提高結(jié)構(gòu)的承載能力。
4.4改變受力體系加固法
改變受理體系加固法法是以減小結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度和變形,間接提高承載能力的一種加固方法。為了減小構(gòu)件的計(jì)算跨度,常采用增設(shè)支點(diǎn)(包括柱支座和彈性支座)和采用托梁技術(shù),從而改變結(jié)構(gòu)的受力體系,使承載能力得以提高。
4.5粘鋼加固法
粘鋼加固法是將鋼板用結(jié)構(gòu)膠粘貼在混凝土構(gòu)件的外部,以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。這相當(dāng)于構(gòu)件的體外配筋。該項(xiàng)技術(shù)目前已趨于成熟。
4.6粘貼纖維復(fù)合材料法
粘貼纖維復(fù)合材料加固方法與粘鋼加固法相似,只是加固用的材料是纖維復(fù)合材料,如玻璃纖維(GFRP)、碳纖維(CFRP)、芳綸纖維(AFRP)等。
5.結(jié)論
裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)有較大的危害,主要表現(xiàn)在如下幾方面:1)冰凍的影響:混凝土有了裂縫,水可滲入,當(dāng)氣溫降到2℃以下時(shí),水分就會(huì)結(jié)成冰,結(jié)成冰的水分膨脹,會(huì)導(dǎo)致裂縫邊緣散裂。凍融循環(huán)每重復(fù)一次,這種散裂現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生一次,裂縫就會(huì)逐漸加寬。2)鋼筋銹蝕:由于空氣中二氧化碳的長期作用使混凝土中性物質(zhì)的堿度降低,喪失保護(hù)作用。當(dāng)碳化到達(dá)鋼筋表面時(shí),若鋼筋上有水溶液、氧和電位差,就會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕,使受力鋼筋截面積不斷削弱。另外,銹蝕的產(chǎn)物大約是鋼筋被侵蝕體積的2~3倍,這種膨脹效應(yīng)足以使外圍混凝土產(chǎn)生相當(dāng)大的拉應(yīng)力,致使混凝土裂縫繼續(xù)擴(kuò)張,影響鋼筋和混凝土的粘結(jié)力。3)破壞結(jié)構(gòu)整體性,降低結(jié)構(gòu)剛度、結(jié)構(gòu)承載力及耐久性,發(fā)生滲漏。4)加快混凝土碳化脫落,降低抗疲勞能力。5)影響美觀效果。
所以一旦建筑物出現(xiàn)裂縫就必須對(duì)其進(jìn)行處理。建筑結(jié)構(gòu)加固方法的不斷進(jìn)步都有利于建筑工程質(zhì)量的提高,延長建筑物的使用壽命,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著積極的作用。 [科]
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