建筑工程加固技术范文
时间:2023-10-25 17:25:18
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篇1
摘要:建筑工程加固技术对我国房屋建设有着极其重要的影响,本文就于施工过程中需要进行结构加固的几种情况进行了分析,在此基础上探讨了建筑工程加固技术的方法和技术。
关键词:建筑工程;加固技术;技术研究;方法
随着改革开放的深入,我国的经济水平不断提高,人民的生活水平也得到了改善。经济水平的提高使人们对建筑物的安全性重视起来,在经济许可范围内国民对房屋建筑的要求越来越高,因此也要求了建筑工程技术的不断创新以适应市场的需要。
一、需要使用建筑工程加固技术的情况
1.荷载数量超过规定,功能性建筑于施工过程中需要进行转变,譬如因为某些原因需要将办公室改为资料库,原结构构件截面及其配筋无法满足荷载的改变,必须进行加固才能满足变化后的规范要求。
2.年月长远的建筑在材料、结构及安全方面都达不到现今的要求,随着时间的流逝也开始浮现出不少问题,因为尚未到必须重建的地步,所以可以进行结构加固加大其安全性。
3.改造工程,例如对烂尾楼的翻新改造,在原建筑的基础上增加电梯或扶手电梯等。对建筑进行改造的过程中可能会对横梁、墙等进行拆除、开洞或更换。这些程序免不了会导致原结构的承载体系被破坏,传力途径发生改变等现象的出现。因此,为了让人们更放心使用,必须对结构进行加固。
4.材料使用、操作不当等原因造成的施工错误,如物品堆放超过实际可承受范围;结构被随意改动或因临近施工造成了损伤等对建筑安全有所影响的情况下需要对其进行加固。在建筑安全得到保障的情况下,可只对局部进行修补。
二、混凝土结构加固方法
建筑物的寿命、结构的负荷能力、裂缝等方面都受到混凝土强度的影响,如果混凝土的强度不足,将会对其产生不利的影响,严重者会导致人员的伤亡。混凝土结构的加固可分为直接加固和间接加固两类,同时两者又可细分成不同的方法,因此可以就混凝土强度的不足程度采取不同措施进行相应的处理。
(一)直接加固法
1.增大截面加固法
增大截面加固法是最为常用的传统加固方法,主要是用于对柱、梁、墙壁、地板等一般的构造物的混凝土进行加固。这种方法已经经过时间的考验,技术方面已经十分成熟,而且质量佳、可靠性强、操作简便,因此能最大限度地满足施工者的正常使用。但此方法仍存在一定的缺点,如构件截面的加大导致其质量及刚度有所改变,因此其固有频率也会发生一定的变化,致使地震或风震时共振现象的产生。
2.外包钢加固法
外包钢加固法主要是以包型钢的方式在构件如混凝土的四周进行加固,其中可分为干式外包钢加固法和湿式外包钢加固法。湿式外包钢加固法又可称为有粘结外包型钢加固法,其优点主要表现为操作简单、受力可靠、较其他加固办法的工作量小,适用于必须混凝土的承载能力必须大幅度提升,但又无法以加大截面的方式进行的结构的加固。其缺点为较大的钢铁使用量,而且必须在有防护的情况下才能在600℃以上的高温场所适用。而且,为了延长其寿命及耐久性,当环境中出现腐蚀性介质时,必须采取可靠的防护措施。
3.粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法即为加大混凝土构件的强度、满足正常的需求使用,将钢板粘贴在混凝土构件的外部。该法主要是用于与正常湿度环境中在静力影响下容易受弯、受拉、受压的构件的加固。这种方法无论对生产还是生活基本上均没有太大的影响,且不会改变原结构的外形和建筑物原油的功能。其缺点在于持续性短、耐久性差,需要有施工者有很高的胶粘工艺与操作水平,而且对四周环境有很高的要求。
4.粘贴纤维复合材料加固法
此法适用于大部分的构筑物如墙体、地板,以及需要进行受力的混凝土的结构构件。纤维复合材料是一种由环氧树脂和增强材料所组成的复合材料。该种材料不但不会改变材料的原有特性,而且具备高创造性,在充分发挥与材料组合后所产生的新特性后,由可根据施工的实际需要进行加固和设计,让其性能达到最大的优化。该法拥有与粘贴钢板相似的优点,同时其对环境的要求也不高,除了耐潮湿、耐腐蚀外,对结构、耐久性及维护费用也几乎没产生任何影响。
5.绕丝法
该法虽然跟增大截面法的操作并不相同,但两者却又类似的优缺点。此法主要用于对承载能力不足的混凝土构件的斜截面的加固,或者某些需要把横向约束力施于受压构件的场合。
(二)间接加固法
1.改变用途法
即结构从重负荷到轻负荷的改变。例如可将某些建筑的高荷载改为一般用房的使用荷载,使荷载下降,从而提高结构的安全性。
2.预应力加固法
该法优点在于可以大幅度降低加固构件的负载能力,加固效果显著的同时能提高结构的整体受力水平。其缺点是在一定程度上对原建筑外观造成影响,即使适用于大跨度重型结构的加固,但湿式外包钢加固法一样无法在600℃以上的温度进行无防护施工。
3.隔震法
为了延长结构的耐久性、保证其安全性及可靠性,可以通过隔震技术减少地震发生时对结构造成的影响,将结构在地面运动强度过大之时所造成的损毁减到最低。另外,还可以采用如重新分布结构刚度等让结构动力特性发生改变的方式,用以降低结构对动力的反映,从而达到间接加固的目的。
3.增加支撑加固法
该法是最简单有效的方法,但容易对原结构的外观及其功能造成不利影响,并且会减少空间的使用范围,仅适合用于加固在条件许可范围内的混凝土构件。
三、混凝土结构加固技术
对于不同的加固工程除了需要选择不同的加固方法外,同时也必须根据实际情况选择合适的加固技术。同时优化加固的方法与技术,可使加工工程能达到短、省、快、平的优点。
1.裂缝修补技术
裂缝出现的起因众多,而且其形状、大小也各不相同。裂缝修补技术可以根据裂缝出现的原因及其严重程度,采用不同的方法进行封护修补,减轻结构的损毁程度,借以提高其耐久性和可靠性。此技术主要用于对各类存于已有建筑物中的裂缝处理,需要注意的是,对于受力性裂缝,在进行修补的基础上,同时需要采用其他相应的加固措施。
2.托换技术
托换技术包括托架接墙、托架拆墙、托架换墙等技术,除了要对结构进行加固、复位、顶升外,还需要运用到拆除废弃构件等技术,是一种综合性很强的技术。此技术较传统技术所使用的时间短、投入成本低、对生产和生活不会造成大影响,但其对施工者的技术要求甚高,必须由技术纯熟的工人来操作,才能确保施工的安全。
3.植筋技术
植筋技术是一项快捷、简便、效果显著的锚固与连接技术,可以植入普通钢筋,同时也不限制螺栓式锚筋的植入。主要用于进行改造工程时对建筑物的加固,譬如房屋加层接柱、对增大截面加固的构件进行补筋等。
4.混凝土表面处理技术
混凝土表层混封技术指的是以各种不同的方法如化学、射水、喷砂等对混凝土表面的污迹、划痕等附着物进行清理,最大限度地恢复混凝土表层原貌。
除了上述几种技术,可以与混凝土结构加固法互相结合使用的技术还有通过对混凝土碱性的恢复阻止其被碳化腐蚀的碳化混凝土修复技术、以涂膜等方式为混凝土防水、防潮的混凝土表层密封技术等其他相关技术。
四、结语
随着社会经济水平不断提高,建筑工程加固技术也会有更大的发展空间,所以今后在进行建筑工程加固设计时应通过合理分析,选择出最符合经济及社会效益的加固技术与方法。
参考文献:
[1]赵子旭,浅析建筑工程加固技术的分析[J],计算机光盘软件与应用,2010(1)
[2]逯鲁东,现代建筑工程加固技术[J],科技信息(科学?教研),2007(3)
篇2
【关键词】碳纤维;加固技术;工程建筑;裂缝;物理学性能
在当前建筑施工日益发展的过程中,各种施工手段和施工措施不断应用的过程中,钢筋混凝土结构是目前常用的建筑结构形式。随着当前建筑工程施工中,各种建筑施工要求和施工技术在发展过程中其相应的处理手段和处理措施也在不断的变化。由于设计施工过程中存在的问题或建筑超过使用年限成为当前建筑工程施工中的主要影响因素和结构构成方式。在当前建筑施工的过程中,是采用相应的技术手段和技术方式进行控制的过程。为了保证结构的正常使用,必须对其进行补强加固。
1.碳纤维加固结构构件技术原理
随着当前社会技术发展过程中,各种建筑施工工艺和施工措施日益完善,碳纤维加固脊柱作为当前建筑施工过程中的主要处理和维修方式,其在施工的过程中是通过在混凝土结构外部粘贴纤维增强复合材料片材,通过两者在施工过程中的共同协调受力特点来达到当前需要的加固目标。碳纤维作为当前建筑施工处理的主要方式,其具有着各种先进的优势是当前普通混凝土施工过程总所无法满足和具有的,弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。在加固维修的过程中维修措施和方式不断的提高。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍,而且在施工的过程中能够良好的将各种弹性模和钢材进行严格的控制与设计,保证其在施工过程中的质量管理控制措施、且施工性能与耐久性良好,是一种很好的加固修复材料;配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂,前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量,而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体,并且共同工作,提高结构构件的抗弯、抗剪承载力,达到对结构构件进行加固、补强的目的。
2.采用碳纤维布加固具有的优点:
采用碳纤维布加固结构具有高强高效的优点。由于碳纤维材料优异的物理力学性能,在当前建筑施工和设计的过程中,其能够弥补了混凝土修补过程中凝固时间缓慢的缺陷,更是在当前的施工处理过程中形成的系统化管理和加固方式。在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延展性,改善其受力性能,达到高效加固修补的目的。在碳纤维技术的施工处理和加固中,施工便捷,工效高,无湿作业,不需大型施工机具,而且施工所使用的场地很少,避免了在施工的过程中造成对周围各个影响,成为当前人们施工加固技术应用的前提关键。根据有关统计资料,同为粘贴加固工法,粘贴碳纤维材料是粘贴钢板施工工效的4-8倍。具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性。试验表明,碳纤维材料加固混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性,可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀。适用面广。粘贴碳纤维材料加固修补混凝土结构可广泛适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固修补,且不改变结构形状,这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。尤其重要的是,对于一些大型桥梁桥墩、桥梁、桥板以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等,采用旧的加固手段几乎无法实施,而采用该项加固技术都能顺利解决,施工质量易保证。由于碳纤维材料是柔性的,即使被加固的结构表面不是非常平整也基本可以达到100%的有效粘贴率,而粘贴钢板则很难达到100%的有效粘贴面,相应的验收标准也只要求其达到70%就可以了。碳纤维材料质量轻且薄,粘贴后每平方米重量不到1.0kg,粘贴一层的厚度仅1.0mm左右,加固修补后基本不增加原结构自重及原构件尺寸。
3.碳纤维材料在结构加固方面的运用
3.1 碳纤维材料结构加固适用范围
碳纤维材料适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补,如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、烟囱、筒体、壳体等结构;另外,砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。具体说来可以但不限制于:利用碳纤维加固公路桥敦结构、对既有钢筋混凝土烟囱的加固;构件抗弯加固、梁柱构件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿断裂加固、砌体的抗震加固、承载力不足加固、楼宇增层加固、框架柱轴压比超限加固、楼板开裂加固、剪力墙开洞加固、楼面荷载增大加固、桥梁断裂、旧桥大修加固和水塔加固等等。
3.2 碳纤维片材加固修复混凝土结构规范
采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴在一起,使碳纤维片材承受拉力,并与混凝土变形协调,共同受力。
3.3 碳纤维片材可采用下列方式对混凝土结构构件进行加固:
在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固,纤维方向与加固处的受拉方向一致;采用封闭式粘贴、U形粘贴或侧面粘贴对梁、柱构件进行受剪加固,纤维方向宜与构件轴向垂直;采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固,纤维方向与柱轴向垂;当有可靠依据时,碳纤维片材也可用采用其它形式或其它受力状况的混凝土结构进行加固;采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应按国家现行有关标准采用以概率理论为基础的极限状态设计法进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算;钢筋和混凝土材料,根据检测得到的实际强度,按国家现行有关标准确定其相应的材料强度设计指标;碳纤维片材应根据构件达到极限状态时的应变,按线弹性应力应变关系确定其相应的应力;碳纤维片材应取生产厂提供的不小于95%保证率的极限抗拉强度作为抗拉强度标准值;当采用粘贴碳纤维片材对结构或构件进行加固时,应考虑加固后对结构中其它构件或构件的其它性能可能产生的影响;采用粘贴碳纤维片材进行结构加固时,宜卸除作用在结构上的活荷载。如不能在完全卸载条件下进行加固,应考虑二次受力的影响;在受弯加固和受剪加固时,被加固混凝土结构和构件的实际混凝土强度等级不应低于Cl5。采用封闭粘贴碳纤维片材加固混凝土柱时,混凝土强度等级不应低于C10。
篇3
【关键词】房屋建筑;加固技术;方法
随着我国经济水平的不断提高,,在保证房屋安全的大前提下,人们在经济能力力所能及的范围内对房屋装修的要求越来越高,因此也要求在房屋建筑工程的改造中不断的进行技术的创新,现就房屋建筑工程改造中应遵循的原则以及所用到的几种加固技术进行详细的分析。
一、房屋改造装修墙体拆改时应遵循的原则及注意事项
1.1 承重墙不能随意拆改在墙体拆改时,承重墙是不可以随意拆除的,因为这关系到房屋的结构安全。而且如果拆改了承重墙,邻居是有权投诉并要求恢复原状。同时《建设工程质量管理条例》规定房屋建设使用者在装修过程中不得擅自变动房屋建筑主体和承重结构。
1.2 墙体拆改应注意隐蔽工程在房屋改造装修的墙体拆改中除了要遵循以上原则以外,还得注意墙体中的隐蔽工程。一般墙体中都带有电路管线,不要野蛮施工,否则弄断电路的话轻则影响正常使用,重则引发安全事故。同时,在拆之前,也要对电路的改造方向详细考虑。在墙体拆改时也要考虑水路的影响。
二、外包钢加固法的技术要求
2.1 材料
2.1.1 加固用钢板或型钢应采用Q235和Q345结构钢
(1)所用钢材不得使用无出厂合格证、无标志或未经进场检验的钢材。
(2)焊条的型号应与被焊接钢材的强度相适应;并且满足设计要求。
(3)焊接工艺应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18或《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 8l的规定。
2.1.2 结构加固用胶粘剂同下文碳纤维布加固技术要求
2.2 外包钢加固法工艺流程
(1)施工准备一(2)脚手架搭设一(3)表面处理(4)密封边缘(5)配胶(6)注胶(或涂胶)一(7)固定及加压一(8)静置养护一(9)质量检测一(10)粘贴钢丝网(11)防腐处理。
2.3 加固施工的要点及施工步骤
2.3.1 常规粘钢施工要点
粘钢加固的效果主要取决于粘结施工质量。粘钢加固施工应严格按上述工艺流程进行,并由专业化施工队伍施工。
2.3.2 柱子外包粘钢加固施工步骤
(1)实际测量柱子各细部尺寸。
(2)根据加固设计图纸及柱子实际尺寸,进行材料(钢板和型钢)剪裁。
(3)在地面上将各种钢材焊接起来,形成几个部分。
(4)通过定滑轮将各部分安装在柱子上,通过焊工,将各部分型钢焊接起来,形成加固柱子的框架。
(5)由下而上分别焊接地脚板、加力板、拉劲板。
(6)对需要灌界面胶泥砂浆的部分,进行混凝土表面处理,钢板除锈及涂刷界面胶剂。
(7)灌界面胶泥砂浆时,应每焊接一块高50cm钢板就灌浆一次,保证所灌的结构胶泥砂浆密实。
(8)焊接完毕后,对加固的钢结构进行防腐处理。
2.4 外包钢施工检验内容
(1)粘钢混凝土表面清理干净,呈新混凝土表面,无粉尘,无污物。
(2)所粘钢板的抹胶表面,必须打磨出金属光泽。
(3)严格按照A、B组分配胶比例,并进行充分搅拌。
(4)钢板上抹胶应两边薄、中间厚,并100%抹满,对粘贴的混凝土表面凹处抹胶补平,混凝土上钻孔,应灌胶入孔内。
(5)钢板粘贴好后,立即用方木条加压,检验时以钢板两边缘有胶溢出为合格。
(6)在常温20℃时,固化时间大约二十小时,温度越高,时间越短。
(7)粘钢拆模后,检验钢板边缘溢胶色泽、硬化程度,以小锤敲击钢板的有效粘结面积。标准锚固区面积S≥90%,非锚固区S≥70%。
(8)防腐处理应满涂所粘钢板并将钢板溢出胶的范围也包括进去
2.5 质量验收
外包钢完成后,由有资质的检测单位现场检测。出具的检验合格报告为验收依据。验收合格后按设计要求抹灰隐蔽。
三、碳纤维布加固技术要求
3.1 碳纤维布的选择原则
(1)碳纤维布的采用满足设计要求。必须是聚丙烯腈基(PAN基)12K以下小丝束连续纤维。单位面积质量300g/m2。
(2)结构加同用胶粘剂采用A级配套胶。必须是免底涂,且浸渍、粘贴与修补兼用的单一胶粘剂,胶粘剂厂商应出具免底涂的胶粘剂证书。结构加固用胶粘剂应进行安全性能指标、湿热老化检验合格;必须通过毒性检验,对完全固化的胶粘剂,其检验结果应符合实际无毒卫生等级要求;必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂。简易鉴别纤维织物(碳纤维布)采用剪下一小块纤维织物用打火机或在煤气炉上点火燃烧,织物立即卷曲或有灰烬出现,判定该产品系用劣质纤维或掺合其他品种纤维制成。
(3)碳纤维布和胶粘剂必须按规定做适配性试验,进场时按规定取样送检,并随产品一道提供相关合格证明文件。
3.2 施工工艺
3.2.1 表面处理
(1)混凝土表面处理应平整、清新、干净、无杂物、油污并打磨除去碳化层,用丙酮擦拭保持混凝土表面清洁、干燥。
(2)对混凝土表面的裂缝、凹陷应采用修补胶修补填充找平。进行糙化处理。
(3)碳纤维布转角粘贴时,对梁、柱、板的棱角应用机械打磨成圆弧角,进行圆化处理。
3.3 碳纤维布粘贴方法
(1)碳纤维布粘贴应采用湿法铺层和常温固化。
(2)应采用滚筒将树脂均匀涂抹于混凝土表面,指触干燥后进行找平,找平层指触十燥后尽快进行碳纤维布粘贴。
(3)粘贴碳纤维布用手轻压贴于需粘贴位置,采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压,挤出气泡,使浸渍树脂充分浸透纤维布,密实结合;滚压时不得损坏碳纤维布。
(4)对粘贴空鼓的确认和处理按《混凝土结构加固设计规范)GB 50362009相关条款执行。
(5)多层粘贴时,在碳纤维织物表面指触干燥后立即进行,若超过40min,则应等12h后,再行涂刷粘渍胶粘贴下一层。
(6)沿梁长方向粘贴纤维布,在截断处、支座和集中荷载处设横向压条;梁斜截面粘贴同定粘贴纤维布宜采用织物压条。
3.4 碳纤维布加固的施工程序
(1)施工准备一(2)表面修补一(3)修补找平一(4)定位、下料一(5)粘贴碳纤维布一(6)表面防护一(7)检验、验收。
3.5 质量检验及验收标准
1、施工开始前,应确认碳纤维材料和粘结剂、底层树脂、找平材料的产品合格证、质量检验报告。
2、施工质量检验及验收标准见下列要求:
1)碳纤维片粘贴位置与设计要求位置相比,中心线偏差≤10mm钢尺测量全部。
2)碳纤维片粘贴量≥设计数量根据测量计算全部。
3)粘贴质量:单个空鼓面积
4)粘结剂厚度板:2mm±1.0mm;钢尺测量每构件3处;织物:
3、粘接质量不符合要求需割除修补时,应沿空鼓边沿,将空鼓部分的碳纤维割除,以每边向外缘扩展100mm大小之同样碳纤维材料,用同样粘结剂,补贴在原处
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【关键词】房屋建筑;防震性能;加固技术
引言
从震惊世界的汶川大地震到目前的雅安地震,还有破坏性极强的日本9.0级大地震, 有人通过资料对世界上一百多次伤亡巨大的地震灾害进行了统计,发现超过95%的伤亡是由于建筑物倒塌而造成的。中国是个明显的例子,而我国房地产事业经历了速度飞快的发展,各种大型、高层的建筑如雨后春笋般崛地而起。但现今的这些建筑,它们防震能力真有这么差吗?由于地震强度的差异,不同建筑的结构也会造成建筑受影响损坏的程度不同。总结前面的地震对我们的房屋建筑受损的综合情况来看,由于历史因素及设计规范的局限性,受损的房屋建筑从防震和减灾技术方面均存在着不同程度的缺陷。因此,需要认真思考我们目前房屋建筑的防震加固技术,只有不断加强和改善房屋建筑的防震加固技术,才能在地震灾害中把人员的伤害和损失降到最低,取得最大的综合效益。
一、地震对房屋建设破坏的主要原因
1.结构不合理
一方面是结构丧失整体性,受地震影响下,构件间的连接薄弱,支持不足数量的建筑,虽然各部分组件及主要承重结构没有受破坏,但由于局部结构点间的强度、延性不够好或锚固连接很差,导致房屋倒塌。另一方面是承重结构强度不够,受多向性地震力的作用下, 对抗震设防、设防不足的建筑物结构,构件不仅承受的内力量突然翻倍,受力方式也会发生改变,导致构件因强度不够而遭破坏。
2.平面布局不合理
房屋建筑在垂直和水平壁出现不同程度的水平和斜向贯通裂缝,门窗洞口墙体会出现八字型及水平裂缝。单位式住房面积大小及形状不一,垂直和水平墙布置不拉通,被地震作用力的影响后,房屋建筑墙体突凸部位的拉裂较多,因此,这是地震受破坏的薄弱环节。对房屋建造、端角处会议室布置、库房等大开间房屋设计,其端角的部分受到地震影响后,抗震能力会变差;而密集型小房屋建筑则是具有更好的抗震性能。
3.结构形式的原因
在我国大部分地区,房屋建筑都是砖砌体结构。由于所用材料性质脆性的砖砌体结构房屋,抗拉、抗弯和抗剪方面能力都很低,因此,在地震发生时抵御灾害的能力不理想,特别是没有经过抗震设计的多层砌体房屋在受地震破坏时后果更为严重。在地震力反复作用下,房屋裂缝会不断发展、增多和扩宽,最终导致墙倒塌,顶部塌落,房屋被毁。当房屋建筑顶部本身较重、刚度差或砌体强度差时,就容易使底部倒塌,导致房屋建筑整体破坏。
4. 所用建筑材料质量低劣
目前,社会上建筑豆腐渣工程频出,为节省建筑过程中经费在房屋建筑时所使用的砖、水泥等材料质量低劣,在地震发生时,由于房屋建筑本身强度不足而造成屋檐外闪、强体鼓包或砌体开裂、倒塌。
5. 施工质量不符合要求
在房屋建筑中,所用砂浆标号不够,不润砖,在垂直和水平壁直槎砌筑施工通道时堵砌不认真。在钢筋使用方面量不足, 在搭接方面少或根本没有搭接,焊接时出漏焊、少焊或以点焊代替焊等,这些方面施工质量差的房屋建筑物在地震发生时往往出现支撑结构脱落,屋盖下掉,房屋倒塌。
6.地基失效
在受地震影下,可能会造成地基承受力下降甚至丧失。因造成的断层错开和开裂,导致建筑物被毁坏。此外,由于含饱和水和砂层的地基,当地震发生时会导致地面开裂、水喷雾带砂、砂土液化、滑坡和塌陷等地质灾害,造成房屋不均匀沉降、倾斜等破坏。
在地震作用下,可能引起地基承载力下降,以至丧失。地震造成的断层错开、开裂,造成建筑物的毁坏。另外,由于地基含饱和水和砂层,地震时还会造成地基开裂、砂土液化、喷水冒砂、滑坡、塌方不均匀沉降等地质灾害,使房屋倾斜破坏。
二、防震加固技术
为了避免在地震中房屋建筑容易出现房屋倒塌,保证房屋建筑结构安全及满足建筑使用功能需要。以下就对房屋建筑的一些加固工程技术方法进行探讨分析。
1.房屋建筑加固工程的总体技术要求
1.1进行建筑加固工程施工企业必须有相应的资质等级、技术设备及专业技术人员。
1.2建筑加固工程除了按照施工图纸和施工组织设计方案进行施工,还必须符合当前国家颁布的相关标准和相关规范。
1.3 在建筑加固时对结构构件不能破坏原有结构构件及未进行加固的结构构件。
1.4 建筑加固过程中加固施工企业应对临时安全措施、临时设施及文明施工措施应该进行综合考虑并统一管理。
1.5 加固工程中所用的材料进场时应依规定进行检验,根据程序及时报审和抽样检验,通过相关检验合格后方可投入使用。
1.6 加固工程中所用的材料必须符合施工合同、设计文件及现行国家规范、标准的有关要求。
1.7 加固工程中的加固结构构件一定要按照有关规定进行检测,同时提供相关的合格检验报告。
1.8 加固工程中采用加固方法要符合设计要求及保证加固后建筑安全可靠,满足加固后的建筑物的使用功能。
2.可采用的抗震加固技术
加强房屋的抗震强度措施主要表现在两个方面:一是加大抗侧力构件面积,这方面例如添加抗震墙和增加柱等;二是增强抗侧力构件的强度,这方面例如在原来的抗震墙中采用砂浆或钢筋网砂浆进行抹面,喷射混凝土,压力灌浆及带孔洞墙增加钢筋混凝土进行支撑,增加钢筋混凝土构造柱等。目前,有人把当前屋房建筑防震工程加固措施总结为扶壁柱、包角柱、钢拉杆、圈梁、支撑太夹板墙这六大法宝。
2.1墙体的加固技术
一般有两种墙体。一种是承重墙,而另一个种则是非承重墙。应该首先考虑采用纵、横墙同时承重的结构体系。使用相同的结构类型在同一结构单元,而不要使用类型为“混合”的结构。墙体的布置应符合地震作用的实际传递途径。采用横向应该结合合理强度和刚度进行分布,避免由于局部削弱或突变导致出现薄弱部位,从而产生塑性变形集中或应力集中。对于那些有出现的薄弱可能的部位,应及时采取措施来提高其抗震能力。
2.2 楼盖与屋盖的加固技术
在以前我国部分城镇造成的房屋建筑主要是以砖木、砖石结构为主。预制板遭破裂了,可采用水泥砂浆重新进行填实。而预制板坏了,可以采用板面钢筋加厚的办法进行维修。在梁裂缝和板移动方面可采用铁管支顶及加砌砖垛的办法进行修补。如果上层暴露,则可用工字钢梁结合铁管柱来支撑。屋顶移动了的,可以添加底部增设圈梁的屋顶,加强住房表面稳定性。对于一些砖木结构的房屋,可采用扒钉来加强木屋架与檩条间的联接。木屋和木柱之间最好加斜撑方面使位结牢靠,因为斜撑可用木夹板钉在梁与木柱的两侧。
2.3建筑物突出部分的加固技术
经过多次地震损害调查得出结果,屋顶烟囱或附墙烟囱、高门脸、女儿墙、出屋顶的楼梯间、水箱间等这些房屋的突出部分,是最容易受损坏的部位。轻则裂缝错位,重则造成倒塌脱落。此外,一些体型结构复杂的建筑高低错落,突出部分也是很容易受到损坏的。对此,一般平民住房应尽量去除或降低女儿墙、高门脸高度。要注要屋顶本身的重量,尽量减轻其重量,避免出现头重脚轻现象。平房空间过高的,在加固同时可降低其高度,突出部分受破坏的可进行局部拆除,以增强房屋建筑本身的抗震能力。
三、结束语
目前,全球地震频繁发生,防震和抗震问题倍受全球各界人士所关注。如何尽可能加强房屋建筑本身抗震能力,确保人民生命和财产安全已成为住房建设的严格门槛。我们要认真总结好每次大地震中的惨痛教训,发现并掌握地震中房屋建筑物容易受损的薄弱环节和造成危害的的主要原因,在未来设计和施工的建筑结构中,除了严格按照抗震规范计算出房屋建筑的强度、刚度及稳定性,也要定期分析结构的薄弱环节及时进行加固,以达到更好地、有效抵地抗地震灾害的目标。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准 建筑抗震设计规范[S].
篇5
关键词:结构检测;回弹法;超声法;钻芯法;加固技术
Abstract: With the transformation of government functions, especially the deepening of the reform of scientific research system and enterprise reform, supervision mode and the adjustment of government engineering quality, engineering quality detection becomes more and more important. Structure detection is the important basis of quality assessment of buildings, is the fundamental basis for building construction and evaluation. Structure reinforcement and reconstruction for processing structure problems, including construction design and construction operations, is the full set of advanced technology, scientific and reasonable verification stage. This paper does some research on the architectural engineering structure detection and reinforcement technology.
Key words: structure detection; rebound method; ultrasonic method; core drilling method; reinforcement technology
中图分类号:[TU761.6]文献标识码:A文章编号:
建筑业作为国民经济的支柱性产业,其重要地位不言而喻,建筑业的发展直接影响到国民经济的发展速度。建筑工程质量检测是建筑业的一个重要组成部分,其作用是非常大的。
一、结构检测技术
建筑结构检测是为评定建筑结构工程的质量或鉴定既有建筑结构的性能等所实施的监测工作。
1、混凝土结构
混凝土结构的检测可分为原材料性能、混凝土强度、混凝土构件外观质量与缺陷、尺寸与偏差、变形与损伤和钢筋配置等项工作。我主要分析混凝土强度的检测。
目前,关于混凝土强度及缺陷的检测技术已得到了广泛的应用和持续的发展,主要分为非破损检测技术和局部破损检测技术。非破损法是以混凝土强度和某些物理量之间的相关性为基础,检测时在不影响结构或构件混凝土性能的前提下,测试这些物理量,然后根据相关关系推算混凝土强度标准值。使用这种方法时,混凝土表面和内部的质量应该一致。如果表面受冻害或者火灾等,是不应采用这类方法的。非破损检测技术具有适用性强、可连续大面积测试、不破坏结构且能获得破坏试验不能获得的信息等特点,所以一般情况下,均采用非破损检测技术(但检测结果的精确度较差)。而局部破损法是直接钻取芯样进行破坏性实验的,所以它会造成结构物的局部破坏,需进行修补,所以不宜用于大面积检测。到目前为止,关于混凝土强度的非破损检测技术已有回弹法、超声法,局部破损检测技术有钻芯法、拔出法和灌入法等,还有由上述基本方法组合而成的超声回弹综合法、钻心回弹综合法等。我们主要介绍一下回弹法、超声法、钻芯法和超声回弹综合法。
回弹法是通过回弹仪测定混凝土表面硬度,继而推断其抗压强度的方法。优点:使用方便,测试速度快,试验费用低。监测人员可以到一线随机取样,通过监测可以及时掌握真实的混凝土强度、强度的分布状态以及混凝土浇筑的整体水平,还可以避免施工单位弄虚作假,同时检测人员还可以直观的看到混凝土的浇筑质量,从而获得混凝土质量真实而全部的技术指标。缺点:与其他方法相比,其精度相对较差,且需借助一定的测强曲线,对有些特殊成型工艺或特殊部位混凝土则需借用专业的测强曲线才能检测。
超声法是混凝土无损检测技术中一项十分重要的检测方法,检测范围非常广泛,既可以检测混凝土的强度,又可以检测混凝土的裂缝、混凝土均匀性等。探测距离可以达到20m,这是其他检测方法所无法做到的。缺点:才用超声法测强时,由于影响声速的因素很多,因此超声法很难准确地测定混凝土的强度。
钻芯法的基本原理是在有代表性的混凝土结构中钻芯取样,做必要的整理加工后,进行抗压强度测定。优点:它是一种直接可靠并能较好的反映混凝土实际情况局部破损检测法。对于无损检测法很难准确测定的各种强度等级的混凝土,钻芯法可以比较准确地测定其强度。缺点:劳动强度大,对结构会造成局部损伤,检测费用高,取芯时结构物钢筋不能太密太多,有钢筋时无法进行钻芯。
超声回弹综合法是采用超声仪和回弹仪,在结构混凝土同一测区分别测量声时值和回弹值,然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土的强度。优点:可以弥补单一参数法的不足,而且测试精度高、操作较便捷,准确性也很高。
2、 砌筑结构
砌体结构的检测可分为砌筑块材、砌筑砂浆、砌体强度、砌筑质量与构造以及损伤与变形等项工作。我们来介绍一下砌筑强度的检测方法。
砌体的强度,可采用现场检测法和间接测试法,现场测试法有推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种检测方法,需要从墙体上截取试件,比较困难,且试件稍经搬动,强度就会受到影响,所以应用较少。间接测试法是通过检测砖和砂浆的强度,然后依据现行规范直接确定砌体强度。砖的强度检测通常可以从砌体上取样按常规方法进行检测,方法比较简单。砂浆强度检测方法有冲击法、点荷法、回弹法、筒压法、射钉法和剪切法等。
3、钢结构
钢结构的检测可分为钢结构材料性能、连接、构件的尺寸与偏差、变形与损伤、构造以及涂装等项工作。与混凝土结构和砌体结构相比,工程建设中钢结构的数量相对较少,其检验测试技术发展之路基本是借鉴学习国内其他行业的先进方法,如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗透探伤方法等。
二、结构加固技术(一般方法)
一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害(如火灾、腐蚀、冻害)或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象,所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发(如加大载面法等)减小截面的应力,或者直接改变结构的受力体系,改变其传力途径(如增加支撑法等)从而降低结构构件的受力,最终达到加固的目的。一般方法如下:
1、直接加固法
直接加固法是通过一些加固措施,直接提高构件截面承载力等。
1.1 加大截面加固法
采用同种材料,对原构件进行加固。
1.2 外包加固法
采用异种材料(高强度材料,如钢材等)对原构件进行加固。
1.3 预应力加固法
采用异种材料(如钢筋等)通过预应力使其与原构件共同受力。
1.4 辅助结构加固法
采用异种材料进行体外加固。如直接用型钢或钢构架与原构件形成组合结构,采取措施使其共同工作。
1.5 外部粘钢加固法
用结构胶把钢板粘结在原构件的表面。
1.6 FRP(Fiber Reinforced Plastic)加固法
用结构胶把FRP(纤维增强塑料)粘结在原构件的表面。
2、 间接加固法
间接加固法是通过一些措施,减少结构传力途径,减少荷载效应。
2.1 增设构件加固法
在原有构件之间增加一个新构件,减少原有构件的受荷面积。
2.2 增设支点加固法
在梁、板、柱等构件上增设支点,减少计算跨度(长度)。
2.3 增加结构整体性加固法
通过支撑等构造措施使多个构件形成整体,整体的破坏概率小
2.4 改变结构钢度比加固法
改变钢比度,调整结构的内力分布。
在混凝土结构加固、砌体结构加固和钢结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。如:钢混结构目前常用的加固方法通常有:加大截面、增补钢筋、预应力、改变传力途径、改变受力体系、粘钢、包钢、粘贴碳纤维等。 混凝土结构目前常用的的方法通常有:对有裂缝的混凝土构件应先进行裂缝修补和化学灌浆,是否另外做加固补强,应根据实际情况,应根据实际承载力而定!
篇6
关键词:建筑工程;混凝土结构;加固技术
Abstract: This paper summarized the characteristics of carbon fiber reinforced concrete structure, and then for the case of the application, to explore and described the application of carbon fiber materials in the building structure reinforcement done.Key words: construction; concrete structures; reinforcement technology
中图分类号:TU377文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
一、建筑工程混凝土结构加固技术特点综述
(1)碳纤维材料加固法通常以混凝土板、梁、柱、桥面板、桥墩以及隧道衬砌为对象进行构件的杭弯补强、抗剪补强以及防止混凝土开裂、剥落等。
(2)抗腐蚀性能和耐久性好。建筑工程用的碳纤维材料复合材料不仅能经得起水泥碱性的腐蚀,而且当应用于经常受盐害侵蚀等腐蚀性环境时,其寿命较长,有很好的防水效果。
(3)碳纤维复合材料具有很高的材料抗拉强度,且自重小,即比强度高。如用纤维复合材料对房屋结构进行加固,可基本不考虑纤维复合材料对原结构附加的荷载。
(4)具有很高的比刚度,高弹模碳纤维材料的弹性模量可达到钢材的2~3倍,弹性变形能力强。
(5)抗疲劳能力强,在纤维方向加载时,与普通钢筋混凝土相比,粘贴碳纤维材料加固混凝土的抗疲劳性能有了很大的提高。
二、建筑工程混凝土结构加固技术应用
2.1 工程概况
某高层混凝土建筑设计为框架结构,设计总层数13层,地下1层,建筑面积38910m2,一至三层做商场超市等商业用房使用,混凝土结构基础设计采用独立基础,基础底面为1950mm×1950mm,框架柱截面为550mm×550mm,纵向框架梁截面为300mm×300mm,横向框架梁截面为350mm×900mm。在该建筑工程主体工程建设完成交付使用后5年开始观测其沉降,不断发现有梁板出现裂缝,而且裂缝在不断的发展。在持续观测2年后对其结构进行加固,加固施工工程完工后重新投入使用。
2.2 主要加固施工技术
(1)施工流程
施工准备混凝土结构表面处理配制并涂刷底层树脂配制找平材料并对不平整处进行找平处理配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂粘贴碳纤维材料片材表面防护。
(2)施工准备
混凝土结构表面缺陷及转角处理:必须打磨平整,平整度需达到5mm/m。当绕过转角时,转角必须打磨成半径不小于20mm的圆角,底层不得使用任何溶剂稀释底层树脂及浸演树脂。
(3)基底处理
基底混凝土结构表面各种影响粘结的材料必须用角磨机打磨干净。混凝土结构表面打磨生成的粉尘必须清除干净。如果采用高压水清洗,则必须在混凝土结构表面完全干操后才能进行下一步混凝土结构截面恢复的工作。对于混凝土结构表面的各种缺陷需用专用修补砂浆修复平整后才能进行下一步工作。如果钢筋或有锈蚀得现象存在,则必须先对钢筋进行除锈处理。如果在裂缝处或混凝土接缝处漏水严重,则必须在混凝土结构表面采取相应的措施进行修复处理。
对于混凝土结构宽度小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行混凝土结构表面涂抹封闭,大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝;将混凝土结构表面的残缺,破损部分清楚干净,使其混凝土结构表面平整;严格检查外露钢筋是否锈蚀现象存在,如有锈蚀,需进行必要处理,对经开凿,清除和露筋的构件残缺部分,用环氧砂浆进行修补、复原,达到表面平整;将构件表面凸出部分打磨平整,修复后的接差要尽量平顺,棱角的部位,用磨光机磨成圆角,圆角半径应≥20mm;结构或构件用角磨机打磨除去1~2mm厚表层后,用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉,用酒精清洗,并使表面充分干净。
在低温施工状态下,环氧基材料会引起粘度的增加和硬化的不充分,从而直接影响混凝土结构的加固质量。因此环氧材料适宜在温度为5℃至35℃的环境中进行拌和。把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内,并用搅拌器搅拌,搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。在拌和时必须采用合适的工具,并加以一定的速度来获得正确的混合物,不得使用过期的原料。根据需要控制每次的拌和量,并在合适的时间内使用完。
(4)粘贴加固施工工艺
1.1粘贴加工施工中需注意在环境温度小于5℃、及在雨季或有潮气的天气情祝下,不得进行底层树脂的施工。搅拌应采用电动搅拌器,每次的拌和量应根据施工用量及其有效期决定。不得使用超过有效期的拌和树脂,还必须注意每批拌和物的有效期会因环境温度及拌和量的多少而不同。
1.2在使用其他涂层前,先用刷子或滚筒用渗透性底层树脂涂刷加固部位的混凝土结构表面,随后立即通过完全的重复滚压使底层树脂渗入混凝土结构表层。用专用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土结构表面,厚度不超过0.4mm,并且不得漏刷或有流淌、气泡等不良现象,指触干燥后才能进行下一道工序,树脂的用量取决于混凝土结构表面的粗糙度,底层树脂引起的混凝土结构表面不平整必须用砂轮机或其它工具打磨平整。
1.3仅靠打磨常常难以完全消除混凝土结构表面的凹凸不平,而且混凝土结构表面常常存在凹陷,空隙等缺陷,这样容易导致铺贴碳纤维布时产生气泡和皱折影响使用效果,一般要在打磨的基础上使用豁结腻子等材料对构件表面修补,乳结面的修补工作应当在底层乳胶干燥后进行;将整平腻子的主剂和固化剂按规定的比例取用并置于拌胶板上,用刮刀将其混合均匀,一次混合的总量不得超过0.5kg,严禁使用混合后放置时间超过可使用时限的材料。修补时重点在模板错位造成的高差部位和混凝土浇注时留下的气泡孔洞以及转角部位进行修补,当构件表面存在较大的转角时,所需的整平材料的量较多,为避免出现腻子的流淌现象,应当分层进行修补,等前一层指触干燥后再刮涂下一层。
1.4碳纤维布应按要求进行剪裁处理,剪裁碳纤维材料应在干净、干燥、无障碍的环境下进行,同时做好防尘防水等防护,剪裁后的碳纤维材料应按照规格分类放好,并做好标识。当找平材料在施工完后一周内未进行下一步工序,则其表面还必须用砂皮纸打磨粗糙,而不得使用溶剂擦洗。
篇7
关键词:碳纤维 加固技术 工程建筑
1.碳纤维加固结构构件技术原理
外贴纤维增强复合材料加固混凝土技术是通过在混凝土结构外部粘贴纤维增强复合材料片材,通过二者协同受力,达到加固目的。碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀性好等特点,其抗拉强度是普通钢筋的十倍左右,弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。加固修复混凝土结构所有碳纤维材料主要为两种:碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍,而弹性模量与钢材相当,某些(如高弹性)碳纤维的弹性模量甚至在钢材的两倍以上,且施工性能与耐久性良好,是一种很好的加固修复材料;配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂,前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量,而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体,并且共同工作,提高结构构件的抗弯、抗剪承载力,达到对结构构件进行加固、补强的目的。
2.采用碳纤维布加固具有的优点:
采用碳纤维布加固结构具有高强高效的优点。由于碳纤维材料优异的物理力学性能,在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延展性,改善其受力性能,达到高效加固修补的目的。施工便捷,工效高,无湿作业,不需大型施工机具,施工占用场地少。根据有关统计资料,同为粘贴加固工法,粘贴碳纤维材料是粘贴钢板施工工效的4-8倍。具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性。试验表明,碳纤维材料加固混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性,可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀。适用面广。粘贴碳纤维材料加固修补混凝土结构可广泛适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固修补,且不改变结构形状,这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。尤其重要的是,对于一些大型桥梁桥墩、桥梁、桥板以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等,采用旧的加固手段几乎无法实施,而采用该项加固技术都能顺利解决,施工质量易保证。由于碳纤维材料是柔性的,即使被加固的结构表面不是非常平整也基本可以达到100%的有效粘贴率,而粘贴钢板则很难达到100%的有效粘贴面,相应的验收标准也只要求其达到70%就可以了。碳纤维材料质量轻且薄,粘贴后每平方米重量不到1.0kg,粘贴一层的厚度仅1.0mm左右,加固修补后基本不增加原结构自重及原构件尺寸。
3.碳纤维材料在结构加固方面的运用
3.1碳纤维材料结构加固适用范围
碳纤维材料适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补,如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、烟囱、筒体、壳体等结构;另外,砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。具体说来可以但不限制于:利用碳纤维加固公路桥敦结构、对既有钢筋混凝土烟囱的加固;构件抗弯加固、梁柱构件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿断裂加固、砌体的抗震加固、承载力不足加固、楼宇增层加固、框架柱轴压比超限加固、楼板开裂加固、剪力墙开洞加固、楼面荷载增大加固、桥梁断裂、旧桥大修加固和水塔加固等等。
3.2碳纤维片材加固修复混凝土结构规范
采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴在一起,使碳纤维片材承受拉力,并与混凝土变形协调,共同受力。
3.3碳纤维片材可采用下列方式对混凝土结构构件进行加固:
在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固,纤维方向与加固处的受拉方向一致;采用封闭式粘贴、U形粘贴或侧面粘贴对梁、柱构件进行受剪加固,纤维方向宜与构件轴向垂直;采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固,纤维方向与柱轴向垂;当有可靠依据时,碳纤维片材也可用采用其它形式或其它受力状况的混凝土结构进行加固;采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应按国家现行有关标准采用以概率理论为基础的极限状态设计法进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算;钢筋和混凝土材料,根据检测得到的实际强度,按国家现行有关标准确定其相应的材料强度设计指标;碳纤维片材应根据构件达到极限状态时的应变,按线弹性应力应变关系确定其相应的应力;碳纤维片材应取生产厂提供的不小于95%保证率的极限抗拉强度作为抗拉强度标准值;当采用粘贴碳纤维片材对结构或构件进行加固时,应考虑加固后对结构中其它构件或构件的其它性能可能产生的影响;采用粘贴碳纤维片材进行结构加固时,宜卸除作用在结构上的活荷载。如不能在完全卸载条件下进行加固,应考虑二次受力的影响;在受弯加固和受剪加固时,被加固混凝土结构和构件的实际混凝土强度等级不应低于Cl5。采用封闭粘贴碳纤维片材加固混凝土柱时,混凝土强度等级不应低于C10。
4.结语
随着碳纤维加工技术的普及,我国各种应用占碳纤维率需求比例不断上升,从这个角度上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景,也许在未来人类社会在材料应用上会从钢铁时代进入到一个碳纤维材料广泛应用的时代。
参考文献
篇8
【关键词】:剪力墙;结构;设计;加固技术;混凝土
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
1概念:剪力墙设计
剪力墙结构中,墙是一种平面构件,它除承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力。即在轴力、弯矩、剪力同时作用的复合状态下工作,其在受水平力作用时。就似一根底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下,剪力墙除需满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散以及控制结构裂而不倒的要求(即墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏),因此,应注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。实际工程中,剪力墙分为整体墙和联肢墙。整体墙有一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙等形式。整体墙受力特征如同竖向悬臂杆件:当剪力墙墙肢较长时,在水平力作用下法向应力呈线性分布,破坏形态似偏心受压柱,因此,配筋时应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率;为避免斜压破坏,墙肢不能过小也不宜过长,以防止截面应力相差过大。联肢墙是指由连梁连接起来的剪力墙。但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多,墙肢单独作用显著,连梁中部出现反弯点,设计时要注意墙肢轴压比限值要求。剪力墙的计算分析,首先是进行水平和竖向作用下的结构整体分析,在求得内力后再按偏压或偏拉进行正截面承载力以及斜截面受剪承载力验算。当墙体承受较大集中荷载作用时,应增加对局部受压承载力的验算。在剪力墙承载力计算中,对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值:即剪力墙之间的间距;门窗洞口之间的翼缘宽度;墙肢总高度的1/10;剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度由于建筑功能的要求,在高层混凝土剪力墙结构中经常会在结构内部的底层增设局部框架。这些框架一般都不会成榀,不能形成梁柱抗侧力体系;即使局部成榀,也不能有效的抵抗结构的倾覆力矩;同时由于建筑的要求,梁柱中心线也不能重合,形成较大偏心,此时应采取梁的水平加腋等措施,确保节点在地震力反复作用下良好的抗震性能。另外不得将框架梁直接搭在剪力墙的平面外,使墙体承受平面外弯矩,导致受地震力作用时该部为率先破坏。
2墙体最小厚度及配筋量
钢筋混凝土墙的厚度由墙体的轴压比及高厚比决定的,前者是考虑墙的延性要求,后者是考虑墙的平面外稳定性要求,要保证工程质量,使混凝土浇灌密实也是不可忽视的因素,从施工角度看,墙的厚度不能太小建筑抗震设计规范(GB50011-2001)规定,三四级剪力墙的最小厚度为140mm,从有过的6层住宅剪力墙结构实例来看,采用双层配筋的140mm厚的墙体,钢筋容易走位,混凝土不易振捣密实。故不宜在整个建筑中大面积采用,对某些没有门窗洞口的短墙段,作为个别情况尚可考虑,如采用单排配筋,施工无困难。由于单排配筋不利于承受平面外的弯距,不利于混凝土的抗裂,故不宜采用于承重墙体。多层剪力墙结构中采用双层配筋的墙体,最小厚度不应小于160mm,高层剪力结构中,墙体最小厚度不宜小于180mm。在墙体配筋方面,多层和高层住宅剪力墙结构按计算多为构造配筋,理论上讲满足规范规定的最小含钢率要求是可以的,这也是住宅开发商向设计单位提出降低用钢量的根据,此问题涉及到结构安全度的考虑,如从结构的抗震能力、结构的耐久性,从长期的经济效益看,过多的追求降低用钢量指标,在技术经济综合比较中并非合理。
3柱的加固和剪力墙的加固
经结构承载力验算,发现柱的轴压比不满足要求,需进行加固处理。柱采用从内到外包裹1层竖向碳纤维布和1层环向碳纤维布的方式进行加固。高度范围为底层地面到2层楼面梁底部。采用碳纤维片材缠绕加固混凝土柱可以约束混凝土的变形,从而提高混凝土的抗压强度,降低轴压比。柱的抗震加固必须采用封闭式粘贴并有可靠连接,当环向碳纤维布遇墙不能贯通时,应在墙上搭接200mm,并设置宽200mm的压条。剪力墙的加固:剪力墙采用在墙端暗柱粘贴环向碳纤维布的方式增加剪力墙的抗压承载力,采用在剪力墙两侧粘压条贴竖向、水平和斜向交叉碳纤维布的方式增加墙体抗剪承载力。高度范围为底层地面到2层楼面楼板底部。纵向、水平和斜向交叉碳纤维布的宽度均为200mm。
4混凝土的养护
国外由于开发了减少混凝土收缩的外加剂,所以其泵送流态混凝土的收缩变形能得到有效控制。但国内却缺乏类似的外加剂,虽然通过添加UEA等微膨胀剂,可从某种程度上减少混凝土的收缩变形,但由于UEA等的膨胀率指标是在水养14d的情况下获得的,如果养护条件跟不上,到其限制膨胀率会明显降低。实际工程中时常发生添加微膨胀剂后不但对防裂无效,反而使开裂更为严重,并产生后期强度倒缩等情况。如果按控制混凝土的收缩变形值为指标进行换算,则泵送流态混凝土的养护要求要相当于大体积混凝土。但实际上对大体积混凝土一般都能严格按规范规定的要求进行特殊养护,以控制混凝土的内外温差和收缩变形值,但对泵送流态混凝土的养护,通常仍采用过去流动性及预制混凝土的养护要求。这是目前设计和施工人员容易忽视的一个关键因素。
5大底盘结构中建筑部分的嵌固部位
按照现行规范规定当地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍时,可将地下室一层顶板位置作为上部结构的嵌固部位。一般的带有地下室的普通建筑均能满足上下侧向刚度比的要求。但是对于地下一层是大面积的停车库的建筑结构,虽然在进行计算的过程中因为计算公式的限制可以磺足上下侧向刚度比的要求,但如果就此在设计中将地下室顶板作为了上部结构的嵌固部位,对于框架结构,由于本身上部框架的刚度就较小,按照嵌固部位设计的地下室顶板在地震过程中也可以起到相应的嵌固作用;而对于高层部分是混凝土剪力墙的结构,由于混凝土墙本身的刚度很大.地下室部分的墙体又由于使用上的要求往往要开设较大的洞口,致使地下室有效墙体的数量减少,同时车库部分柱间距比较大,这都将导致建筑部分在地下室的局部刚度降低,使建筑不能再满足刚度比的要求。故而地下室顶板对高层剪力墙结构的侧向变形约束降低,使地下一层顶板不能起到嵌固的作用,这种情况下上部结构的嵌固部位就应设在基础顶面另外,由于地下一层有地下车库的存在,往往地下车库顶板上会有较厚的覆土,将使结构在此标高处出现楼板错层。因此对于高层结构的地下一层的墙体也应当有所加强,以保证地震作用下水平力的有效传递。
6剪力墙的延性破坏
剪力墙的延性破坏也可分为两种情况。一种是连梁不屈服,墙肢首先发生弯曲破坏,这种墙在破坏时的极限变形较小。因此,对有抗震设防要求的建筑来说,它虽然是一种延性破坏,但吸收地震能量的能力是较低的。设计中应避免这种情况的发生。延性破坏的第二种是连梁先屈服,最后是墙肢的屈服。当连梁有足够的延性时,它能通过塑性铰的变形吸收大量的地震能量。同时,通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力,对墙肢起到一定的约束作用,使联肢墙保持足够的刚度和强度。这是设计时应首先考虑做到的。为了保证联肢墙的延性要求,对连梁的延性要求是非常高的。因此,在设计建筑剪力墙时,必须十分注意保证连梁的延性要求。
参考文献
[1]闫德楼,赵丽霞.短肢剪力墙结构在设计中的应用[J].职业技术,2006(12).
篇9
关键词:混凝土结构;结构加固;加固技术
1结构加固的常用方法
(1)加大截面加固法:采用钢筋混凝土或钢筋网砂浆层,来增大原混凝土结构截面面积,达到提高构件承载力的目的。优点是工艺简单,适用面广,可广泛用于一般梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固;缺点是现场湿作业工作量大,养护期较长,对生产和生活有一定影响,截面增大对结构外观及房屋净空也有一定影响。加固效果与原结构在加固时的应力水平、结合面构造处理、施工工艺、材料性能以及加固时是否卸载等有关。
(2)增设支点加固法:增设支点加固法是用增多支撑点来减小结构计算跨度,达到减小结构内力和提高其承载能力的加固方法。增设支点加固法简单可靠,但是使用空间会受到一定影响。适用于梁、板、析架、网架等水平结构的加固。
(3)预应力加固法:采用外加预应力拉杆或型钢撑杆对结构构件或整体进行加固的方法,特点是通过预应力手段强迫后加部分拉杆或撑杆受力,改变原结构内力分布并降低原结构应力水平,致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,因此后加部分与原结构能较好地共同工作,结构的总体承载力可显著提高。预应力加固法具有加固、卸载、改变结构内力的三重效果。
(4)粘贴钢板加固法:利用结构胶,将钢板粘贴到混凝土表面,形成混凝土一胶一钢板这样一种复合体系。粘贴钢板加固技术已不是一种新的加固技术。它之所以被广泛地利用是由于高质量树脂的发展,使其具有简单而快捷的施工特性。这种方法对结构外观形状的影响较小。外粘钢板加固是对钢筋混凝土结构内部钢筋强度不足的一种补偿。通过粘贴钢板,减小钢筋应力使其达到允许强度值。
(5)玻璃钢加固法:外贴玻璃钢加固法原理与粘贴钢板加固基本相同。玻璃钢是一种复合材料,它具有与混凝土的线膨胀系数相近、比强度高、优良的电磁绝缘性等特点,可分别在梁底面和侧面粘贴玻璃钢来增强钢筋混凝土梁的抗弯和抗剪能力,并且能改善梁的变形性能。
(6)喷射混凝土技术加固法:喷射混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气和动力,将一定比例配合的拌合料,通过管道输送并以高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。喷射混凝土具有较高的力学性能和良好的耐久性,特别是与混凝土、砖石、钢材有很高的粘结强度,可以在结合面上传递拉应力和剪应力。
(7)碳纤维加固法:碳纤维加固法是九十年代后期逐渐在我国兴起的一种加固方法,它通过使用轻质高强的碳纤维布粘贴结构相应的部位来达到补强加固的目的,而且相对于其他加固方法有着易于施工和不增加截面尺寸等优点。但是碳纤维加固时使用的结构胶属于有机材料,所以也同样存在耐火、耐高温性能较差的问题。耐久性能也有待改善。
(8)高强不锈钢绞线网加固法:近年来,韩国爱力坚公司研制出一种采用高强不锈钢绞线网和渗透性聚合砂浆的新型加固材料。该种材料具有强度高,易于施工,节点处理方便,耐火、耐腐蚀等优点。试验研究表明:采用高强不锈钢绞线网和渗透性聚合物砂浆对混凝土结构进行抗弯及抗剪加固均可取得很好的加固效果,不仅抗弯承载力和抗剪承载力可以得到显著地提高,而且抗弯刚度也能够得到显著地提高。
2 节点加固的常用方法
目前,节点加固的常用方法较少,主要有下面四种:
(1)加大柱截面法;通过加大柱子截面并在新增混凝土内配置箍筋来增强节点的承载能力。其优点是造价较低,但施工周期长,施工时对生产生活影响大,增加了结构自重和体积,并且由于三向节点中梁的影响,箍筋的放置不方便,需打孔或采取其他措施。
(2)灌缝法:把环氧树脂或其它胶质材料利用气压挤人节点裂缝内,填充裂缝。试验表明,这种方法对于节点承载能力的提高作用不明显,但能提高节点的延性和抗震能力。
(3)粘钢加固法:主要是通过在节点表面用特殊的建筑结构胶粘贴钢板或角钢,使其协同工作,利用角钢和钢板对核心区混凝土的约束作用及其自身的承载力来提高核心区承载能力。这种加固方法的优点是对结构外形几乎没有影响,施工工期短,干作业,施工时对生产和生活影响较小。
(4)粘碳纤维加固法:主要是通过在节点表面粘贴碳纤维布,使其协同工作,利用碳纤维布对核心区混凝土的约束作用及其自身的抗拉能力来提高核心区承载能力。这种方法具有不增加结构的自重和体积,便于施工,施工时对生产和生活影响较小,耐腐蚀性及耐久性良好的优点。
3 节点加固的思考
钢筋混凝土建筑物的加固设计经常采用的三种思路是:(1)加固结构的构件提高构件本身的承载力和刚度等,工程中经常采用的加大截面加固法、包钢加固法、粘钢加固法、粘贴CFRP加固法等,都是用在原有结构构件的基础上增加新的受力部件,原有构件或构件的一部分与新加的部分形成组合结构或叠合结构,共同变形、受力,加固后的结构构件能够恢复承载能力甚至承受更大的荷载,达到补强加固的目的;(2)通过增加新的构件、支撑点或者支撑体系来改变结构的整体受力传力体系,如增设支点加固法、增设支撑体系加固法以及增设剪力墙加固法就是按照这个思路进行;(3)加固直接承受结构的地基基础,改变结构与地基的连系方式,如增加隔震橡胶垫。增强结构的整体性与承受地震作用的能力。
框架节点的加固尚有许多问题有待研究解决:
(1)节点核心区的加固方法比较少,目前仅有灌缝、粘钢、粘纤维布、加大截面法四种方法。灌缝法对于节点承载力提高帮助不大,加大截面法由于改变了原结构外形及增加结构自重,需在节点处制作复杂模板,湿作业,工期长等缺点使其应用受到限制。而且对于粘钢和粘纤维布还没有得到大家认可的加固后节点核心区承载能力、刚度、耗能能力等方面的计算公式,不能满足工程中的实际要求,需要探索更加适应于实际工程中的简单有效的加固方法。
(2)在对节点核心区加固后的受力机理分析中,对于钢筋粘结退化对核心区抗剪承载能力的降低分析较少,运用有限元计算软件对节点核心区加固后的受力和变形情况、核心区破坏过程进行的模拟分析尚没有形成统一的认识,而且没有经过大量实践检验的受到广泛认可的加固后节点核心区抗震承载能力的计算公式。
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【关键词】房屋建筑;混凝土结构;加固施工
当前出现的“豆腐渣”建筑严重危害着人民的生命财产安全,减少这类建筑的工作刻不容缓。混凝土结构加固能够提升建筑的整体稳定性,并根据建筑功能进行合理施工,设计出科学的建筑结构。混凝土结构加固能够有效地降低了建筑维修带来的成本,同时还增加了建筑使用寿命,对提升人民生活水平有着重要的意义。
一、房屋建筑混凝土结构需要加固的原因分析
1. 对房屋建筑混凝土结构设计缺乏重视和深入的认识
近几年,我国地震灾害频有发生,这给社会主义以及人们带来了巨大的灾害,特别是在地震频发、灾害强烈、影响范围广泛的地区。但是,目前许多房屋建筑施工单位并不重视对房屋建筑的抗震设计,在进行房屋建筑混凝土结构设计时,并没有科学的认识和设计房屋建筑结构,更没有采取相应的加固措施增强房屋建筑的抗震设计,并且房屋建筑混凝土出现开裂问题时,并没有及时的采取措施进行处理,影响房屋建筑的安全使用。
2. 对房屋建筑混凝土架构的耐久性认识不透彻
房屋建筑在建造施工和使用的过程中,肯定会受到有害化学物质以及其他环境因素的影响,再加上房屋建筑采用材料自身性能的退化,导致房屋建筑混凝土结构各个部分出现不同程度的损坏,影响混凝土结构的耐久性,导致混凝土结构出现问题和缺陷。
3. 房屋建筑施工理念和技术落后
正确的施工理念是房屋建筑施工的指导,房屋建筑的总负责人以及施工人员的正确决策、作业和施工等都离不开理念的指导。但是,现代房屋建筑工程施工中,一些施工单位的领导和相关负责人的创新理念不足,导致整个房屋建筑工程的设计与施工方式相对落后,施工人员对新理念、新技术等缺乏认识,再加上施工企业并不重视建筑技术在创新工作方面的重要性和必要性,导致技术创新的积极性和热情不高,影响房屋建筑工程的质量。
二、房屋建筑混凝土结构加固施工技术
1.现浇加固法
现浇柱混凝土结构是房屋加固的普遍方法,也是目前建筑行业运用最广泛的加固技术之一。现浇加固技术是在施工现场支模浇注混凝土,浇注方案的制定要根据建筑物的具体构造而定,以保证混凝土浇注后能更好地起到加固作用。在建筑技术进步的推动下,现浇加固法的优点更加明显,如造价低、结构安全性能强等。另外,现浇加固法无需使用大型机械设备即可施工,适用于大多数建筑混凝土结构的加固,这不仅降低了建筑加固操作的难度,也为企业节省了资金。
2.直接加固法
直接加固法具有明显的针对性,是根据建筑物结构组成而采取的一类加固方法。对于房屋结构而言,直接加固法可采用增加截面、粘钢加固等手段,对具体的某个混凝土结构
实施加固。
2.1截面加固
考虑到混凝土受弯构件的受力过大,加固时可根据图纸要求适当扩大截面面积,使受弯构件的抗弯强度和抗拉强度变强,如图1所示。根据混凝土构件截面的承载力与截面面积成正比这一原理,通过加大截面的方法对房屋结构进行加固是一种可行的方案。
2.2粘钢加固
粘钢加固法是在构件承载力不足区段的表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力。如在电力房屋结构中,其最薄弱的结构是顶棚。在加固设计中使用钢结构作为支撑体系,通过粘钢加固的方式可以使房屋整体结构更加牢固可靠。
2.3纤维加固
纤维加固采用粘贴的方式将材料固定于受拉范围,如在房屋中可以利用胶结材料将纤维增强复合材料粘贴于被加固构件的受拉位置,从而有效地增强房屋构件的承载能力。
3.间接加固法
间接加固法是根据建筑物的受力情况而采取的另一种加固方法。由于混凝土构件受力不均会破坏房屋的稳固性,通过调整建筑的受力情况,也能起到很好的加固效果。在房屋结构加固设计中,混凝土受弯构件经过预应力加固,可有效限制外荷载形成的弯矩,避免外载荷过大对房屋结构造成的破坏作用。由于减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。预应力水平拉杆加固法是间接加固的常用方式,它利用拉杆传给构件的压力作用,可有效地限制裂缝问题的发生。
预应力水平拉杆加固设计主要是对混凝土结构施加预应力,从而改善房屋混凝土结构构件的抗裂性能,对裂缝的长度、宽度等进行严格限制,有助于改善混凝土结构的抗侵性能,延长房屋结构的使用寿命。目前,预应力水平拉杆加固工艺均使用高性能的建筑材料,在满足结构加固需求的前提下还可达到节能降耗的作用。除此之外,预应力下撑拉杆加固法也是间接加固技术之一,该加固工艺在房屋中多数为卧式组装(见图2),卧式构造具有较强的稳定性、抗压性。
三、混凝土结构加固的改造技术
混凝土结构加固不仅可对现有房屋的钢筋混凝土结构进行加固,还可以对混凝土结构实施加固改造。加固改造能对复杂的建筑结构进行调整,均衡构件之间的受力状态,协调混凝土结构的支撑体系。从国内现有的加固技术看,房屋的结构改造包括托换技术、植筋技术、裂缝控制技术等。
1.托换技术
托换技术由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成。该项技术是对已经建好的房屋进行改造,以此达到结构加固的目的。采用托换技术进行加固改造优势明显,如工期短、费用少、效果好等。但采用托换技术改造房屋时要控制好操作流程,对技术指标的要求也十分严格。
2.裂缝控制技术
行业调查显示,裂缝是破坏建筑结构稳固性的重要因素。房屋加固设计中要对可能出现的裂缝制定预处理方案,如填补法、开凿法、修补法等等,可根据房屋混凝土结构的具体情况而定。另外,也可按照混凝土裂缝的起因、形状和大小,采取支护、修补和加固处理。
3.植筋技术
植筋技术是对混凝土结构进行加固改造较简捷、有效的连接与锚固技术,所植入的钢筋材料及锚固长度要根据房屋结构的性能要求而定。如常规的钢筋、螺栓式锚筋,在房屋结构加固中最好选择材质性能高的钢筋。锚固粘结材料必须使用经检验符合要求的材料。植筋完成后须做好抗拉拔试验确保植筋牢固。这是保证混凝土结构长期使用的基础。
四、结语:
总之,随着经济与社会的快速发展,各种房屋建筑工程如雨后春笋般的出现,并且房屋建筑工程的规模不断的扩大和高度也在不断的增高,这对房屋建筑结构的设计提出了更高的要求。但是,由于房屋建筑工程施工和使用的过程中,不仅会受到各种人为因素和自然环境的影响,还要承受疲劳荷载、地震荷载、风荷载以及雪载荷等因素不利影响,再加上建筑材料的退化和老化,会给房屋建筑工程带来不可逆转的破坏。因此,应该在房屋建筑施工中合理的应用混凝土加固技术,以此保证房屋建筑工程的安全性和稳定性。
参考文献:
[1] 孙宪波.混凝土结构工程加固施工技术[J].建筑工程,2010,8.
[2] 杨志平,等.预应力混凝土连续刚构桥挠度长期观测 [ J].公路,2004,( 8):287-289.
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