浅谈钢筋混凝土结构加固中需要注意的问题及技术措施
摘要:钢筋混凝土结构由于设计不当或自然灾害的损坏造成钢筋混凝土结构质量下降,对其进行加固防护是保证工程质量的重要方式,文章提出了建筑结构中钢筋混凝土加固中配套的几种处理技术,并对加固施工需要注意的问题进行总结分析。
关键词:混凝土;加固技术;问题;措施
中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)21-0061-02
1引言
钢筋混凝土结构是目前建筑中使用最广泛的一种结构,由于施工质量、设计、功能等多种原因,需要进行加固来保证结构安全性和可靠性。钢筋混凝土的加固问题一直是国内外致力研究的一个课题,即使是在科技高度发达的今天,其研究仍处于探索和发展阶段。加固技术的应用涉及的问题很多,不仅要遵循现行的规范、标准,还牵涉到过去的工程做法、标准的材料。因此,合理、有效的开展钢筋混凝土加固技术的工程应用研究,具有重要的经济和社会意义。
2建筑结构加固的原因
建筑结构加固的原因可归结为以下几点:
一是按照极限状态设计法设计的钢筋混凝土结构或砌体结构,必须满足结构强度、刚度、耐久性的要求,但由于种种原因造成结构不能满足上述要求,如:设计不当、设计规范要求提高或施工缺陷而造成的结构物承载力和刚度不足,甚至留有严重的安全隐患;因建筑物改变用途导致其使用功能发生变化,从而出现了与设计初衷不一致的荷载分布和荷载大小,造成了原结构的强度和刚度不能满足要求。由于各种自然灾害如地震、火灾、台风、水灾、冰雪和战争造成了结构物不同程度的损坏。
二是对现有基础设施大量的进行鉴定。对目前我国已有工业和民用建筑及其他基础设施进行技术改造和维修,使之现代化日趋迫切,符合我国国情,这不仅可以节约投资,节约征用土地,缓解日趋紧张的城市用地矛盾,减少某些不可回收利用的建筑垃圾均有着重要的现实意义。建筑物鉴定、加固与改造将面临更多的挑战,其新技术、新方法的研究与开发有着十分广阔的发展空间与运用前景。
3与混凝土结构加固改造配套使用的技术
3.1托换技术
系托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;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;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。
3.2植筋技术
系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
3.3裂缝修补技术
根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。
3.4碳化混凝土修复技术
系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。
3.5混凝土表面处理技术
系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其他附着物的专门技术。
3.6混凝土表层密封技术
系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。
3.7其他技术
如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。
4加固应注意的问题
4.1加固的方法选择
混凝土结构的加固应本着保证结构承载力、预防变形、有较好的耐久性和美观性等原则采取最优的加固方法,从而达到经济与实用,技术与实际完美统一的目的。此外,工程结构的加固费用,不仅包括加固的一次性投资,还应包括以后使用期间的维护费用,应从综合的角度考虑工程结构的加固性能,如加固效果、施工工效、耐久性、对原结构的影响等。合理的加固方案应该达到下列要求:加固效果好;对使用功能影响小;技术可靠;施工简便;经济合理;外观整齐。
4.2方案制定的总体效应原则
在制定建筑的加固方案时,除考虑可靠性鉴定结论和委托方提出的加固内容及项目外,还应考虑加固改造后建筑物的总体效应。例如,对房屋的某一层柱子或墙体的加固,有时会改变整个结构的动力特性,从而产生薄弱层,对抗震带来很大不利的影响。因此,在制定加固方案时,应对建筑总体考虑,不能盲目的加固。
4.3材料的选用和取值原则
(1)加固设计时,原结构的材料强度按如下规定取用:如原结构材料种类和性能与原设计一致,按原设计值取用;当原结构无强度材料时,可通过实测材料强度等级,再按现行规范取值。
(2)加固材料的要求:加固用钢材一般选用Ⅰ级或Ⅱ级钢;加固用水泥选取普通硅酸盐水泥,强度等级不低于32.5级;加固混凝土的强度等级,应比原结构的混凝土等级提高一级,且加固上部结构构件的混凝土强度等级不低于C20,加固混凝土中不应掺入粉煤灰、火山灰和高炉矿渣等混合材料。
4.4荷载计算原则
加固结构承受的荷载,应作实地调查和取值。一般情况下,当原结构按《工业与民用建筑结构荷载规范》TJ9-74或《建筑结构荷载》GBJ9-87取值者,在鉴定阶段,对结构验算仍按原规范取值,一经确定需要加固,则加固验算应按《建筑结构荷载》GB5009-2001规定取值。对于在现行的荷载规范《建筑结构荷载》GB5009-2001中未作规定的永久荷载,可根据情况进行抽样实测确定。抽样数不得低于5个,以其平均值的1.1倍作为其荷载标准值。对于工艺荷载和吊车荷载等,应根据使用单位提供的数据取值。
4.5承载力验算原则
在承载力验算时,结构的计算简图应根据结构的实际受力状态和结构的实际尺寸确定。构件的截面面积应采取实际有效面积,即应考虑结构的损伤、缺陷、锈蚀等不利影响。验算时,应考虑结构在加固时的实际受力程度及加固部分的应力滞后特点,以及加固部分与原结构协调工作的强度,并对加固部分的材料强度设计值进行适当的折减,还应考虑实际荷载偏心结构变形局部损伤、温度作用等造成的附加内力。当加固后使结构的重量增大时,尚应对相关结构及建筑的基础进行验算。
4.6与抗震设防结合原则
我国是一个多地震的国家,6 度以上的地震区几乎遍及全国各地。为了使这些建筑物遇地震时具有相应的安全储备,在对他们作承载能力和耐久性加固处理方案时,应与抗震方案结合提出。
5结束语
在建设中,我们应选择合适的加固方法,同时还应考虑其是否具有良好的施工性、是否经济等方面。随着现代建筑科学技术的不断进步,新型建筑材料不断出现,混凝土结构加固技术会有更大发展,加固方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。
Of Reinforced Concrete Structure that need
Attention Problems and Technical Measures
Zhu Zhou
Abstract:Reinforced concrete structure because of poor design or damage caused by natural disasters, decline in the quality of reinforced concrete structures, its to reinforce protection is an important way to ensure the quality of the project, the article proposes the strengthening of reinforced concrete building structures in supporting several processing technology and Reinforcement issue requiring attention were analyzed.
Key words:concrete; reinforcement; issues; measures