談民用建筑過程中的加固方法

馬旭玲

摘 要：近年來，隨著科技的發(fā)展和產(chǎn)量的提高，纖維及其復(fù)合材料在土木工程中得到了越來越多的應(yīng)用，尤其是應(yīng)用于結(jié)構(gòu)物的修補和加固中。

關(guān)鍵詞：民用建筑；加固原則；加固方法

1 前言

通過對民用建筑加固方法的研究與探索，把需要加固改造的老民用建筑或者變更使用功能的新建民用建筑進行加固改造，使之成為安全可靠、功能合理的民用建筑，是當(dāng)務(wù)之急。本文介紹了民用建筑加固的一般方法，重點總結(jié)了目前主要的加固方法。

2 民用建筑物加固的一般原則

2.1 方案制定的總體效應(yīng)

制定建筑物的加固方案時，除考慮可靠性鑒定結(jié)論和委托方提出的加固內(nèi)容及項目外，還應(yīng)考慮加固后建筑物的總體效應(yīng)。例如，對房屋的某一層柱子或墻體的加固，有時會改變整個結(jié)構(gòu)的動力特性，從而有可能使某些未加固樓層形成薄弱層，會對抗震帶來不利的影響。再如，對樓面或屋面進行改造或維修，會使墻體、梁柱及地基基礎(chǔ)等相關(guān)結(jié)構(gòu)承受的荷載增加。因此，制定加固方案時，應(yīng)全面詳細分析整個建筑結(jié)構(gòu)的受力情況。

2.2 材料的選用和強度取值

首先，加固設(shè)計時，原結(jié)構(gòu)的材料強度按如下規(guī)定取用：如原結(jié)構(gòu)材料種類和性能與原設(shè)計一致，按原設(shè)計值取用；當(dāng)原結(jié)構(gòu)無材料強度資料時，可通過實測評定材料的強度等級，再按現(xiàn)行規(guī)范取值。其次，加固材料的要求。加固用鋼材一般選用I級鋼和II級鋼；加固用水泥宜選取普通硅酸鹽水泥，標號不應(yīng)低于32.5號。

加固用混凝土的強度等級，應(yīng)比原結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級提高一級，且加固上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土的強度等級不應(yīng)低于C20，加固用混凝土中不應(yīng)摻入粉煤灰、火山灰和高爐礦渣等混合材料。加固所用粘結(jié)材料及化學(xué)灌漿材料的粘結(jié)強度，應(yīng)高于被粘結(jié)構(gòu)混凝土的抗拉強度、抗剪強度。一般宜采用成品。當(dāng)工程單位自行配制時，應(yīng)進行試驗、配制，并檢驗其與混凝土間的粘結(jié)強度。

2.3 荷載計算

加固結(jié)構(gòu)承受的荷載，應(yīng)作實地調(diào)查后取值。一般情況下，鑒定階段對結(jié)構(gòu)的驗算按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001的規(guī)定取值，特殊荷載可根據(jù)使用單位提供的數(shù)據(jù)取值。

3 常用的建筑結(jié)構(gòu)加固方法

3.1 加大截面加固法

加大截面加固法是在構(gòu)件外部外包混凝土，增大構(gòu)件截面面積和配筋量的一種加固方法，從而達到提高構(gòu)件承載能力的目的。在我國加大截面法是一種傳統(tǒng)的加固方法，工藝簡單，適用面廣，可廣泛用于梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)的加固。

根據(jù)構(gòu)件的受力特點和加固要求不同，可選用單側(cè)加厚、雙側(cè)加厚、三面和四面外包等。在以加大混凝土截面為主的結(jié)構(gòu)中，為了保證后澆混凝土的正常工作，需適當(dāng)配置構(gòu)造鋼筋；在以加配鋼筋為主的加固方法中，即增加鋼筋截面積，為保證加固鋼筋的正常工作，需按構(gòu)造要求澆灌混凝土保護層。外包材料一般以普通混凝土為主，當(dāng)外包層較薄、鋼筋較密時，可用細石混凝土，配筋除采用鋼筋外，也常用型鋼和鋼板。但這種方法要求的現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護時間較長，對生產(chǎn)和生活有一定影響，而且構(gòu)件的截面增大后對結(jié)構(gòu)的外觀和房屋凈空也有一定影響。

3.2 外包鋼加固法

外包鋼加固法是以型鋼（一般為角鋼）外包于構(gòu)件四角（或兩角）以加強其受力性能的加固方法。外包鋼加固法分濕式和干式兩種情況。濕式外包鋼加固：外包型鋼與構(gòu)件之間是采用乳膠水泥粘貼或環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等方法粘結(jié)，以使型鋼與原構(gòu)件能整體工作共同受力；干式外包鋼加固：原構(gòu)件與外包型鋼之間無任何粘結(jié)，有時雖填有水泥砂漿，但彼此只能單獨受力，承載力提高不如濕式外包鋼加固有效。該方法施工簡便，現(xiàn)場工作量較小，受力較為可靠，適用于在使用上不允許增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度地提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)，主要用于鋼筋混凝土柱、梁、桁架弦桿和腹桿的加固。

3.3 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或撐桿對結(jié)構(gòu)進行加固的方法，即通過施加預(yù)應(yīng)力使拉桿或撐桿受力，影響并改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，從而降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平并提高結(jié)構(gòu)的承載能力。特點是通過預(yù)應(yīng)力手段強迫后加拉桿或撐桿受力，改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除，具有加固、卸載和改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果，后加拉桿或撐桿和原有結(jié)構(gòu)能夠較好地共同工作，結(jié)構(gòu)承載能力能夠得到較大的提高。預(yù)應(yīng)力加固適用于大跨度結(jié)構(gòu)以及采用一般方法無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，但此法不宜用于處在高濕度環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)或混凝土收縮徐變較大的混凝土結(jié)構(gòu)的加固。

3.4 增設(shè)支點加固法

增設(shè)支點加固法是通過增設(shè)支承點來減小結(jié)構(gòu)計算跨度，改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并提高其承載能力的加固方法。梁、板在跨中增設(shè)支點后，減小了跨度，從而能較大幅度地提高承載能力，并能減小和限制梁、板的撓曲變形。適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)中梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。增設(shè)支點加固法優(yōu)點是簡單可靠，缺點是使用空間會受到一定影響。

3.5 粘貼鋼板加固法

粘鋼加固法是在混凝土構(gòu)件表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，使其共同工作、整體受力，以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種加固方法。它實質(zhì)是一種體外配筋，提高原構(gòu)件的配筋量，從而相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等方面的能力。因此，采用此法加固對結(jié)構(gòu)膠的要求較高，結(jié)構(gòu)膠必須具有強度高、粘結(jié)力強、耐老化、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小的特點，并且具有一定彈性。相對于傳統(tǒng)加固方法，粘鋼加固法更為簡單、快速，對結(jié)構(gòu)的外形、凈空等影響較小，其施工過程對生產(chǎn)和生活影響較小，因而在建筑領(lǐng)域和公路橋梁領(lǐng)域中都得到了普遍應(yīng)用。

3.6 粘貼碳纖維材料加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

纖維增強塑料的應(yīng)用，是當(dāng)今世界各國正在積極探索的研究方向。纖維一般具有耐腐蝕、高強度、質(zhì)量輕和非磁性的特點，將纖維和基體組合形成的纖維增強復(fù)合材料能很好地繼承纖維的這些優(yōu)良特性。

參考文獻：

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