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摘 要：随着社会发展的需求,对原有建筑的改建或扩建将日益增多.其中钢筋混凝土结构加固将会越来越多,其对于建筑整体性能的改善有着十分重要的现实意义.本文针对建筑工程中钢筋混凝土结构加固设计的基本原则进行了概述,并对钢筋混凝土结构加固的方法进行了分析.
关键词：建筑工程；加固设计；混凝土结构
中图分类号：TU746.3文献标识码：A文章编号：1674-3024（2016）09-151-02
前言
随着人们生活水平和生活质量的不断提高,其对于居住环境也有了更高的要求,因而,其对于建筑结构的使用功能同样也提出了更高的要求,所以,对钢筋混凝土结构的加固设计进行分析,并不断提高相关工作人员的专业技能和专业素质具有十分重要的现实意义.
1.建筑工程结构加固的意义
结构加固技术,就建设中通过采用各种技术措施提高建筑物的可靠性,满足结构的要求,提高建筑工程安全、耐久性和适用性.主要意义是反映在建筑结构加固,满足结构强度的要求.按照规范,建设建筑设计应按照极限状态设计,混凝土结构需要满足应用程序的需求结构,保证刚度、强度和耐久性满足设计要求.然而,在构建应用程序,可能会改变建筑功能,使载荷分布,和负载值变化和设计冲突,导致建筑结构的刚度和强度不能满足应用需求,或建筑结构在施工过程中由于施工质量不符合设计图纸的要求,存在安全隐患.在自然灾害或人为破坏,容易导致建筑结构的损坏,造成财产损失,甚至造成人员伤亡.要做到这一点,就需要采取加固措施.
2.建筑工程加固的原则
2.1全面考虑
建筑工程加固方案设计时,必须全面地考虑和分析整个建筑的现状及加固的效果,并综合考虑,防止出现局部加固后影响整体的抗力.
2.2结构和构件加固并重
当建筑的部分构件出现安全问题时必须对其进行加固,同时要考虑结构体系的加固.有时某个特定构件加固完成后,其强度和刚度的分布会发生巨大的改变,从而影响整体结构的安全性.另外,构件连接点的加固同样会影响结构的整体性.
2.3局部和整体加固并重
当单个组件钢筋加固不会影响整个结构的安全,可以部分强化.建筑结构的安全发现问题时,需要建筑结构的整体核算,重视结构的完整性.首先评估组件的整体性能,从整体的角度强化设计,确保建设加强整体的安全性.
2.4临时和永久加固区分
建立临时加固效果保持时间短,可以适当减少在设计加固方案的要求.但是对于那些需要永久性加固的施工部位,必须保持一个更高的水平,实现加固耐久性的设计效果.
2.5简易实用、安全可靠
加固应做到简易可行、安全可靠、经济实用和外观规整,有一定的美观效果.
2.6经济合理和趋利避害
加固应考虑经济合理、缩短施工周期,降低影响正常使用时间,保留有用的结构和组件的同时,减少和抵抗不利因素的影响（如高温、腐蚀、冻融、振动、结算等）,保证加固后结构的耐久性.
3.建筑工程加固设计方法
根据加固施工机理不同,混凝土结构加固施工可以分为直接加固法和间接加固两类,在实际工作中要根据现场具体情况选择合适的技术和方法进行加固施工,具体情况如下.
3.1直接加固法
3.1.1加大截面
加大截面加固方法也称为外包增强法,它是增加截面面积等措施,使得增加部分和原来的部分能更好协调工作,最大限度地提高承载力.填补铸造部位在一个变拉区中,为增加的钢筋起到强化保护和粘结效果,一方面,增加了构件等有效高度,使组件的抗剪和抗弯承载力得到提升,同时也增加刚度,加固的效果是非常明显的.我们通常采用植筋锚固对新增添的钢筋结构进行加固.这种加固方法是经济、有效,具有广泛的适用范围,但是施工比较困难复杂,工作量也较大,工期的延续时间长,对房屋的外观、净化会造成一定的影响.
3.1.2粘钢
该方法主要用于建筑物中构建承载力不能满足实际载荷的位置,比如正截面受拉区、正截面受压区或斜截面等处的加固处理.其原理是通过在加固位置表面黏贴钢板的方法来提高构件承载能力,具有施工简单易行的优点.
3.1.3粘贴纤维增强塑料
和钢筋的粘度方法类似,该方法用于加固材料高强度纤维增强复合材料.材料主要由胶水粘合树脂和纤维材料,具有重量轻、强度大的优点,相对于金属板、纤维增强复合材料腐蚀、防潮、耐用,价格低廉.较大的缺陷是很容易燃烧,需要经过专门的耐火处理才能使用,适用于各种混凝土结构构件的力学性能和结构.
3.1.4有黏结外包型钢
有黏结外包型钢,是在加固位置外边缘包覆型钢或钢板,再使用环氧树脂灌浆处理,将钢和需加固的对象密切联系为一个整体,经这样处理的组件,拉伸和压缩面积大大增加,对于正面载荷的承受力同步提高,截面刚度也明显增加.
3.1.5绕丝法
此技术主要用于混凝土构件斜截面承载力低的钢筋的一部分,也可以使用在需要对受压构件施加横向约束力的情况下.
3.1.6锚栓
此技术对需加固对象的钢筋混凝土强度要求较高,一般用于强度等级为C20至C60的混凝土承重结构的改造和加固处理.不能用于轻质结构或风化严重、强度下降的混凝土构件.
3.1.7置换混凝土
该方法具有加固处理后对建筑物净空没有影响的优点,缺点是作业时间较长,主要用于受压区混凝土强度不足或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固处理.
3.1.8碳纤维布
碳纤维布材料,具有耐腐蚀、强度高、重量轻、温度稳定性和抗疲劳性等属性,由专业人士的关注,成为当前研究的热点.实践研究表明：碳纤维布能进行抗震加固的钢筋混凝土结构,可以提高梁抗剪和抗弯承载力,从而达到梁加固和改善机械的结果.碳纤维布强度高、弹性大,横向加固时,可以有效提高结构的伸展性和承载力.其机制主要是以下两个方面：（1）碳纤维布横向包（类似于抗剪钢筋）,和钢筋共同承受剪力.碳纤维具有较强的抗拉强度、比钢的抗拉强度好,这相当于提高配筋率和剪切能力,出现开裂后构件的变形程度也能得到一定程度的改善.（2）碳纤维横包,还能够对内部的钢筋混凝土起到束缚作用,受压部分的钢筋混凝土达到最大值应力后,横向变形将大幅增加,使得环向约束力增大,混凝土的应力应变曲线逐步平缓下降,以减轻混凝土的破坏程度,明显改善部件等的延展性.
3.2间接加固法
3.2.1预应力水平拉杆
使用预应力水平拉杆对混凝土受弯构件进行加固.在预应力和外部载荷的作用下的增加同步效果,在沿轴向张力杆形式,通过杆端锚固力,传递给组件使其受到偏心压缩作用.偏心压缩的影响下,构件所受外部载荷弯矩部分抵消,构件所受净外部载荷下降,提高了安全稳定.
3.2.2增加支承
构件受外部负载力臂长度和负载的大小的影响,通过增加支点,减少杆的长度,从而有效降低组件加载弯矩.增加锚固加固方法的优点是简单和容易使用,缺点是最初的建筑结构,削弱建筑劳动力,减少使用空间.
3.3混凝土结构加固改造配套技术应用
3.3.1植筋技术
该技术用于对混凝土构件进行连接和锚固,方法简便易用,高效可靠,即可使用普通钢筋也可使用螺旋式锚筋,是当前房屋建筑混凝土加固改造工作中的主要方法.
3.3.2托换技术
该技术常见的具体实施形式有托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等几种.技术综合性较高,也是目前常用的钢筋工程的建筑技术之一.
3.3.3裂纹修复技术
该方法针对混凝土结构开裂的问题应当修复技术进行处理.具体的处理,针对混凝土开裂,严重形式的形成原因,采取适当的方法进行修复,保持建筑物的正常使用,保证其使用寿命.裂纹修复技术适用性广泛,对当前建筑混凝土裂缝问题具有很好的效果.
4.结语
建筑工程钢筋混凝土结构加固设计中所涵盖的内容十分丰富,对于设计人员的技术水平有着较高的要求,因此,需要设计人员在全面把握工程具体需求和实际情况的前提下,明确设计目标,对加固对象的原有结构和新增体系进行细致分析,科学规划施工方案,综合考虑方案技术指标和经济指标,最大限度地达到使用要求,实现预期的加固效果.
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