建筑钢筋混凝土工程结构加固设计常用方法探讨

建筑钢筋混凝土工程结构加固设计常用方法探讨

袁健

湖北明睿建设工程有限公司湖北荆州434300

摘要:随着我国经济水平的不断提高,越来越多的建筑拔地而起,钢筋混凝土以其坚固稳定的结构、防火性的性能、于较低的建筑成本等经济技术特点,在各类工程中有着十分广泛的应用。一般来说,民用钢筋混凝土结构建筑的使用寿命大概为50年,一些大型或相对重要的建筑使用寿命可以达到80年以上,钢筋混凝土其结构维持使用年限相对久远也是其得以普遍使用的原因。就钢筋混凝土的结构特性来说,如果建筑维修保护的好,其结构强度会在很长一段时间内保持稳定,混凝土的强度甚至会在几十年内保持增长的趋势。这就使得建筑结构工程钢筋混凝土结构的维修和再次加固得到可能且有实际意义。

关键词:建筑结构工程;钢筋混凝土;结构加固设计;常用方法

引言

对于钢筋混凝土建筑工程结构的使用寿命来说,其影响因素是多方面的,包括有钢筋混凝土自身使用材料的特性,结构设计,施工技术和施工工艺等,在建筑工程完成后的风霜雨雪等自然条件的损害,都会给钢筋混凝土结构的建筑质量带来不同程度的影响,例如墙皮脱落,楼板有害裂缝的出现,钢筋外漏等现象。这显然给建筑在外观,使用功能性带来损害,甚至降低建筑物的安全性。因此需要对钢筋混凝土结构工程进行及时且必要的二次加固,以延长建筑物的使用年限,保障建筑物的安全性,实用性,和美观性。

1建筑结构加固的必要性

建筑结构的设计,应考虑到整个建筑工程生命周期中遇到的各种风险,但随着时间的推移,材料和结构的损坏,或由于使用功能的变化而导致的使用功能的不满足。采取及时有效的措施进行建筑结构的加固,科学分析退化和破坏,加强建筑工程结构整个生命周期内的安全质量。由于环境因素的影响,使得建筑结构的性能可能会降低,并且建筑结构的使用年限也会随之减少。对建筑物的修复、翻新和加固的投资已经成为一个全新的项目,以保证旧建筑物的正常使用,并延长使用寿命。随着社会经济的不断发展,以及建筑业发展迅速,人们对建筑物的功能要求越来越多,功能的使用已经跟不上时代的变化,给建筑物结构的耐久性和承载能力也带来了问题。根据相关数据显示,本世纪中叶建成的大部分建筑物目前仍在使用,主要是因为钢筋混凝土结构具有良好的抗震性能并得到了广泛应用。目前,我国对建筑工程的实际应用进行了一些研究,对于建筑工程结构加固的改造,理论与实际相结合仍在研究中,实际工程加固施工中的一些加固方法仍缺乏必要的理论分析,因此对钢筋混凝土结构加固的研究具有重要意义。

2建筑工程钢筋混凝土结构加固设计的基本原则

实用性,科学性是建筑工程中的最重要要素,因此拥有充足的工程经验是完成钢筋混凝土结构加固工程的重要一环。在考量建筑工程条件和钢筋混凝土加固方法时,以及在加固施工中应遵循以下几个原则;对建筑工程加固的最主要目的就是延长建筑物的使用寿命,因此加固工程一定要确保钢筋混凝土建筑工程结构的安全稳定性,力求获得符合要求且较高的安全系数。方便建筑的继续使用和进行其他功能上的改造。(1)在安全的前提下,要根据具体要求考量加固建筑的施工方便,施工质量,加固对建筑外观的影响以及较好的经济性。(2)对钢筋混凝土建筑加固工程的设计来说,不应该是单纯的只考虑某个构件的安全性,应对整个工程、整个项目由整体的考量。应增加补强加固工程和原有建筑构件间的契合度。(3)随着施工技术的发展,一些新工艺,新材料的发展和运用,会大大提高钢筋混凝土建筑工程结构加固的效果,譬如有:化学灌浆法,绕丝加固法等。这些新的施工技术和材料必然会给钢筋混凝土建筑加固工程带来新的意想不到的成效,当代建筑人在勇于探索的同时,还需要严谨的作风,保证施工的新技术能满足施工规范和相应的检验标准。如今中国建筑事业在近几十年里取得了举世瞩目的成就,各类别建筑工程在祖国各地蜂拥而至,但明显的一点是建筑工程的质量,可修复性和使用年限相距发达国家仍有一定距离。因此应对目前我国的情况,发展建筑结构工程钢筋混凝土结构加固技术是一门急需解决和发展的课题,其对我国建筑事业的持续健康发展有着极为重要的意义。就此,本文尝试性的探讨了建筑钢筋混凝土结构工程加固设计常用方法,寄希望能为建筑从业人员提供些许参考的意见。

3钢筋混凝土结构加固方法

3.1粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是用建筑结构胶将钢板粘贴到出现开裂需要加固的构件上,产生的粘结力用来传递受拉侧表面的剪力,和固有的钢筋混凝土构件形成组合构件,目的是提高构件的承载力,其原理和钢筋混凝土构件中钢筋与混凝土结合的关系相同。此方法运用较早,具相关资料记载,始于20世纪60年代,不仅仅用于建筑工程,同时在公路桥梁加固中也有广泛的运用。优点(1)施工工艺简单,用建筑胶将钢板粘贴在构件表面,使钢板和构件形成一个整体,就能很好地共同工作。(2)施工所需要的空间和时间都不大,对生产和生活影响比较小。(3)加固效果明显,加固后不仅加强了构件的刚度,同时可以使原构件的混凝土不产生裂缝。缺点(1)构件本身刚度无法增大。(2)耐久性能差,维护费用高。(3)对加固胶的要求高,粘钢存在应力泄后现象,施工质量和粘结剂质量对加固有较大影响。

3.2加大截面加固法

通过增加钢筋混凝土受弯构件截面的有效面积,从而使受力钢筋混凝土构件的截面刚度、抗弯性能和抗剪性能都得到提高,起到加固补偿的作用。在适当情况下,钢筋混凝土构件正截面承载力强度随着主筋面积和混凝土强度的增大而提高,从而提高构件的正常使用安全系数。优点(1)耐久性强,维护保养费用低。(2)构件承载力增大,建筑安全系数提高。(3)施工工艺简便,施工经验成熟,施工质量容易得到保证,适用性强。缺点(1)构件截面面积的增大,对建筑的外观有一定影响。(2)建筑加固后其净空有一定的减小,且结构自重有所增加。(3)现场施工湿作业工作量大,养护期较长,对生产和生活有一定影响。

3.3高强度碳纤维材料加固法

随着我国经济的高速发展,而炭纤维材料作为一种新型材料被广泛运用在各个行业,对建筑结构加固具有明显的成效,被迅速运用于建筑领域。炭纤维材料加固技术具有工期短,易于施工,无空间限制,随意性极强等优点,粘贴碳纤维加固法是在需要加固构件的受拉部位采用环氧树脂材料粘贴碳纤维复合材料,可有效的同原有构件粘结,不需要凿开混凝土,不需要设置锚栓,不破坏原有构件,使其和原构件截面共同受力作用,用于达到提高建筑结构承载力的作用。高强度碳纤维材料主要具有以下特点:①抗拉强度高:碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。②高比模量:碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材。③抗疲劳强度:碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。④耐腐蚀性高,耐潮湿性好。⑤重量轻:约为钢材的五分之一,建筑结构的自重几乎不受影响。经久耐用,维护养护费用低。缺点(1)强度依耐性较差,炭纤维材料强度具有较大的分散性。(2)延性不足,耐冲击性较差。当构件变形过大时,碳纤维布容易出现断裂。(3)自身的弹性模量小,对刚度要求高的构件不合适。

结束语

随着科学技术的不断更新,建筑物的加固补救技术必将不断地涌现,加固补救的方法也会越来越科学。但是对建筑结构而言,最关键还是以防为主,控制为辅,这样才会使建筑结构安全性可靠,使用年限更长,经济性更好。

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