1.鋼筋混凝土結構加固技術的應用原則
根據《工業與民用建築抗震設計規範》的相關規定,鋼筋混凝土加固施工技術的應用原則可歸納如下:
1.1維修性原則
針對抗震安全系數降低的建築鋼筋混凝土結構,按照原設計標準,將鋼筋混凝土結構的安全系數提高到降低前的水平,通常是通過對削弱原結構性能或降低承載力的局部部位進行加固。該原則可參照標準規範《建築抗震鑒定標準》,適用於按抗震加固設計規範要求建造的建築工程鋼筋混凝土結構。但由於主客觀原因,該建築工程的鋼筋混凝土結構抗震等級有所下降,尤其是使用了40多年的建築鋼筋混凝土結構,需要盡可能使其符合國家現行標準和規範。
1.2推廣原則
對於那些不符合現行抗震設防標準的鋼筋混凝土結構,無論抗震設防等級是否下降。這種抗震加固不能繼續沿用以前的標準,而是基於現行標準對結構抗震等級不同的部位進行加固,特別是那些施工時不嚴格考慮抗震設防問題的建築結構。吊裝抗震加固施工難度較大。加固前,鋼筋混凝土結構已經在壹定的荷載作用下受到應力壓縮或彎曲變形。原來的荷載沒有被去掉,只是新增加了承載力,減緩了荷載的壓縮作用,從而達到了加固的效果。
2.鋼筋混凝土結構加固技術應用的建議措施
鑒於鋼筋混凝土結構加固技術應用的基本原理,本文將重點分析粘鋼加固、碳纖維布加固和粘鋼加固三種方法。在分別了解這些加固方法的原理的基礎上,如何應用這些方法以及這些方法的適用範圍討論如下:
2.1粘鋼加固技術
粘鋼加固法應用的具體原理是在建築鋼筋混凝土結構構件表面找出受拉區域,然後在其上粘貼壹定規格的鋼板。利用鋼板的粘結能力,將原有混凝土構件的拉力和剪力轉移到鋼板上,作為建築鋼筋混凝土結構的壹部分受力鋼筋,以提高建築結構的承載能力。這種加固方法從60年代末開始應用,不僅施工簡單,而且不會影響建築結構的外觀。
(1)粘鋼加固技術主要有四種應用形式:第壹種是在梁或板鋼筋混凝土結構底部粘貼鋼板,以增強結構跨中截面的受彎水平和承載水平;二是在梁結構的梁板上部,或中性軸上方粘貼鋼板,以增強制造部分正截面的彎曲水平和承載水平;三是用U型鋼板作為錨固鋼板,粘貼在梁樓鋼筋混凝土結構上,以增強結構斜截面的抗剪水平和承載水平;四是在鋼筋混凝土結構的框架柱上以搭接的形式粘貼“U”形,將結構的受力部分約束成環形,以提高柱的延性水平。
(2)粘鋼加固技術的應用要求:粘鋼加固要求鋼板與被加固部位的結合面處理好,結合面混凝土的粘結強度較高。我們加固時要控制混凝土的強度等級,原則上在C15以上,鋼板的厚度也要看混凝土的強度,同時確定鋼板的錨固長度。壹般來說,鋼板厚度越大,鋼板錨固長度越長,會明顯影響粘結效果,而鋼板越薄,用膠越多,會增加鋼板防腐的難度。根據施工經驗,作者認為粘鋼加固鋼板有三種最佳厚度。第壹種是當混凝土強度等級小於C20時,鋼板厚度為2-3mm;第二種是混凝土等級為C20-C25時,鋼板厚度為3-4mm;三是當混凝土等級大於C25時,鋼板厚度為4-5 mm..至於鋼板的錨固長度,在滿足計算要求的同時,取決於待加固建築物鋼筋混凝土結構的構造要求。屬於受拉區錨固的,錨固長度至少應為鋼板厚度的200倍,且不小於600mm;如果屬於受壓區錨固,錨固長度至少應為鋼板厚度的160倍,且不小於490 mm,另外,在采用環氧樹脂化學灌漿和鋼筋粘結進行加固的同時,應采用防腐材料進行保護,防止結構膠在高溫下老化剝落。
2.2碳纖維片材加固技術
碳纖維片材的加固方法始於20世紀80年代末。這種加固方法可以有效避免界面粘結強度問題,大大提高被加固構件的抗彎、抗剪、抗扭、抗拉和承載水平,屬於壹種新型的建築結構抗震加固技術。
(1)碳纖維布加固的原理是在待加固的鋼筋混凝土構件上沿豎向包裹碳纖維材料,以增強構件的延性水平、承載水平和抗震耗能水平。碳纖維布自重僅為2N,厚度僅為0.167mm,不會增加原鋼筋混凝土結構的自重和截面積。而且可以人工操作施工,適用於酸、堿、鹽等腐蝕性環境,不需要後期維護,適用範圍廣。
(2)碳纖維布加固技術的應用形式主要有四種:第壹種是在梁或板鋼筋混凝土結構構件的底部粘貼碳纖維布,以提高構件跨中截面的抗彎水平和承載水平;二是在梁鋼筋混凝土結構構件的梁板上部,或構件中性軸以下粘貼碳纖維布,以增強支座正截面的受彎水平或承載水平;三是用U型碳纖維布作為縱向錨固鋼板,粘貼在梁鋼筋混凝土構件上,以增強構件斜截面的抗剪水平和承載水平;第四種是將“U”型碳纖維布搭接粘貼在建築框架的柱箍方向,將結構的抗震加強部分約束成環形,以提高柱的延性水平。
(3)碳纖維布加固施工方法如下:由於碳纖維布的極限拉應變較大,加固後應盡量將鋼筋的拉應力控制在鋼筋抗拉強度設計值以內,並保持外粘時的溫度,保證被加固構件的混凝土強度在C15以上;粘貼前,必須清除鋼筋表面剝落的混凝土和油汙。粘貼時,需要控制碳纖維布與加強件的方向壹致,並保持碳纖維布與加強件的軸向垂直。可以采用多種密排方式來保證防護材料與碳纖維布之間的可靠粘貼。
2.3外粘鋼加固技術
除了上述兩種加固鋼筋混凝土結構的技術方法外,外粘鋼加固技術也有壹定的加固效果,其加固部位主要是鋼筋混凝土結構構件的表面或角落。澆註改性環氧樹脂膠提高結構的力學性能,適用於鋼筋混凝土結構的梁、柱、墻、桁架、框架等部位的加固。施工時用角鋼和綴板配合,所有鋼板焊接,松散的蜂窩、孔洞、裂縫用環氧樹脂填充,使新舊鋼筋混凝土結構的* * *承受相同的力,但所有操作必須在水泥初凝前完成,以保證粘結的緊固。
3.結束語
綜上所述,鋼筋混凝土結構的加固是當前建築結構施工中的重點工作之壹。為了進壹步提高鋼筋混凝土結構的抗震水平,可以堅持加固技術應用的基本原則,結合具體鋼筋混凝土結構的加固需要,選擇合適的加固技術。本文以粘鋼加固、碳纖維布加固和外粘鋼加固作為鋼筋混凝土結構抗震加固的研究重點。通過研究發現,這些加固方法具有明顯的實用性,但具體的應用方法需要在實際工作中不斷總結,以不斷提高這些方法的適用水平。
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