建筑结构加固余建辉

混凝土加固技术在建筑结构的应用作者(山东大学土建与水利学院余建辉土木工程2班201200202152)摘要：通过建筑作为一个长期的消耗品，其使用时间是有周期限制的。并且受到其使用环境的影响，例如外界环境、地质灾害等，都会对建筑结构使用周期造成影响，致使其安全寿命缩短，因此针对建筑需要施行安全鉴定，并针对建筑结构进行适宜的加固和改造。合理、科学的结构加固、改造能够有效延长建筑结构使用周期，提高建筑的安全性能，从而避免了建筑还没到使用周期便被拆除的不利影响。混凝土结构加固业已成为我国建筑业中一个新的发展热点,与之相应的混凝土结构加固技术也成为结构工程中重点研究的领域之一。通过概述混凝土结构加固技术现状,介绍混凝土结构加固的众多方法,分析了各种方法的特点和适用范围;并对混凝土结构加固技术目前需要完善的地方以及发展方向提出几点建议。关键词：混凝土结构；加固；现状；方法Theapplicationoftechnologyinthebuildingstructurereinforcedconcrete(SchoolofCivilandHydraulicEngineering,ShandongUniversityYujianhui201200202152)Abstract:Throughthebuildingasalong-termconsumables,itsusetimeisaweekthroughthebuildingasalong-termconsumables,itsusehavelimitedperiodoftime.Andinfluencedbyitsusageenvironment,suchastheexternalenvironment,geologicaldisasters,etc.,willaffectstructureusingcycle,leadingtothesafelifeexpectancy,soinaccordancewiththeneedofbuildingsafetyappraisal,andsuitableforbuildingstructurereinforcementandreconstruction.Therationalandscientificstructurereinforcementandreconstructioncaneffectivelyprolongthelifetimeofbuildingstructure,improvethesafetyperformanceofconstruction,soastoavoidthedemolitionofabuildingarenotusedtothecycle.Reinforcedconcretestructurehasbecomeanewhotspotofdevelopmentinconstructionindustryinourcountry,thecorrespondingconcretestructurereinforcementtechnologyisalsobecomeoneofthekeyresearchareasinstructuralengineering.Throughtheoverviewofconcretestructurestrengtheningtechnologypresentsituation,thispaperintroducesthemanymethodsofstrengtheningconcretestructure,thispaperanalyzedthecharacteristicsofvariousmethodsandtheapplicablescope;Andtheconcretestructurereinforcementtechnologynowneedstoperfectplace,andputforwardsomeSuggestionsondevelopmentdirection.Keywords:Reinforcedconcretestructure;Reinforcement;Thestatusquo;Methods；E-mail：[e-mail]引言混凝土结构一般在使用30～50年以后会产生明显的劣化与损伤。已有建筑物的鉴定,改造加固已经成为经济发达国家的建设重点之一,由此也产生并推动了加固技术的不断发展。在我国,在经过几十年大规模的基本建设后,已有建筑物的维修、改造和加固必将占据其应有的重要地位。因此,将其视为一个体系加以研究和探讨,已经成为我国对现有建筑物实施管理的一项完整对策。1建筑结构加固改造现状建筑行业的发展推进了房地产行业以及基础经济的发展，而建筑物的安全性能也受到了社会各界的关注，因此建筑结构加固技术以及建筑结构改造技术也随之迅速发展，虽然针对不同的建筑，我国都出台了相关的加固规范，但是其规范仍旧存在诸多不足，由于应用范围以及应用深度无法达到加固改造建筑的需求。在我国针对需要进行加固改造的建筑结构，首先需要进行现场的检定，从而确定建筑结构现状；继而确定加固方案，寻找最适宜的加固技术；在施工中严格依照加固方案以及相关操作规程进行施工；完成结构加固后，需要对加固工程进行验收。2建筑结构加固改造前提首先，建筑在初始建设时，由于设计上的疏忽，或相应建筑规范出现变更等，都会致使建筑的抗震设计以及非抗震设计出现问题，致使建筑结构出现安全隐患。其次，针对使用一段时间的建筑，由于使用年限较长，因而建筑结构受到外界环境、自然灾害以及物理破坏等，而出现一定的损伤，使得建筑结构已经无法满足结构需求，从而埋下了安全隐患，因此需要加固建筑结构，并针对实际状况进行一定程度的结构改造。再者，随着建筑行业的发展，建筑的设计也随着人们的生活需求而改变，传统的设计已经无法同现代人们的生活需求相匹配，因此人们需要依照设计需求对建筑功能进行改造，这种改变势必会影响建筑原本的结构，致使建筑结构安全受到影响，所以针对此类问题就需要对建筑结构进行加固、改造。另外，环境的变化也会影响建筑结构，由于外部环境的转变，建筑结构会出现不同程度的老化、损伤，致使其结构力学性能降低，针对此类问题，采用加固改造的方式可以有效提高建筑结构力学性能。最后，在实际的使用中，为了满足某些需求而对建筑进行了随意的改造，这种改造会严重影响建筑功能结构的根本，因此必须予以加固、改造3传统混凝土结构加固技术应用混凝土结构加固方法很多,常用的有5种:加大截面法、外包钢加固法、预应力加固法、增设支点加固法、粘钢加固法,除此以外,还有植筋加固法、焊接补筋加固法、喷射混凝土补强法及化学灌浆修补法,这些方法都有各自的特点和应用范围。3.1加大截面加固法当房屋材料应用钢筋混凝土时，加大截面加固法是较为常用的一种方法，钢筋混凝土截面存在较高受压位置实施混凝土现浇层。在原有的混凝土受力构件单侧或双侧均浇注上混凝土以便扩大截面面积，而且应用一定量的钢筋使得构件承载力得到提升。此方法在板、梁、柱、墙、基础等构件中具有较高适用性。此方法加固效果较为良好，经济性高、适用面较为广泛，但是施工时具有一定复杂性，而且湿作业工作量较多，工期延长，对于房屋净空及美观性均存在一定影响作用。3.2预应力加固法经外加预应力的钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种)或撑杆对结构实施加固处理。在预应力与新增外部荷载同时作用下，预应力拉杆会形成一定轴向拉力且传递至建筑构件，此时建筑构件出现一定偏心受压作用，由此可以对一些外荷载形成的弯矩进行抵挡，减少外荷载效应，使得房屋建筑构件具有的抗弯能力得到提高。此加固法在应用时需注意温度要求，且应进行一定防护。主要应用到梁、柱、屋(桥)架构件。外加预应力优点为:(1)施工方法简单、成熟;(2)用X射线或其它无损检测技术可以在结构运行期检验;(3)拉杆或绞线可替换。缺点源于结构的外部:易于锈蚀,易燃,易于损坏外观。外部施加预应力系统对外界侵蚀性成分与防火的保护通常用外包混凝土或喷射混凝土。其锈蚀问题可通过使用纤维加筋塑料来解决。但目前对纤维加筋塑料的机械性能并不十分了解,还有待进一步研究。3.3增加支点加固法此方法可以降低构件单位作用力。增加支点能够在建筑物受到破坏时使得构件弯曲承受力明显增加，由此可以使得房屋遭受到的破坏程度明显降低。此方法较为简单可行，但同时具有一定缺陷，当支点增加时会导致建筑物外观、功能及使用均受到一定损坏，而且房屋空间有明显减小现象。此方法在应用时可以使得受力较为明确，得到较为显著效果。主要应用在板、梁、桁、架构件中。3.4粘钢加固法此加固方法主要使用粘贴剂，依据加固施工设计使得钢板粘贴到钢结构上或在混凝土表面，如此能够使得钢板于结构一起形成作用力。当前粘钢加固技术主要有粘钢加固技术、包钢加固技术、混凝土裂缝灌注修补技术和基层修补技术。不同加固技术存在自身特点，所以房屋结构在进行加固时达到的作用存在一定差异。粘钢加固技术在施工较为简便，而且可以快速完成，此技术在应用过程中不会使得建筑结构受到不良影响，此技术通常在房屋建筑施工中的梁、板、柱和桥梁等混凝土建筑结构中得到应用。施工工艺简单、快速，不会使得生产生活受到较大影响。所需环境温度一般不高于60℃、相对湿度不高于70%，并未存在化学腐蚀使用条件，不然则需对其进行合理防护，此加固方法并不适合应用到混凝土强度等级低于C15的构件中。3.5植筋加固法在原有的建筑改造或者续建中，经常使用植筋加固法，这种加固的方法比较便捷，主要是用于混凝土结构的锚固和连接。植筋加固法主要使用的材料是钢筋，在对这种方法进行使用时，首先要做的就是在原有的建筑上的合理位置进行钻孔，并严格的清理钻孔，然后将钢筋填入到钻孔中，在对钢筋的植入角度进行调节时，可以利用锚钉胶，经过一段时间的钢筋稳固后，在进行养护。植筋加固法在建筑中的使用是十分广泛的，主要应用在房屋的变更和增建上，对房屋的建筑结构进行加固。4新型加固方4.1绕丝加固法根据混凝土三向受压可以提高其单轴抗压强度的原理,对于受压柱,可以用Υ4退火钢丝横向缠绕构件,以提高其强度。根据梁的受剪区斜向箍筋受力优于竖向箍筋的道理,可根据需要在梁外进行斜向绕筋或竖向绕筋,以提高其抗剪强度。一般,采用Υ4冷拔钢丝退火后进行绕丝,间距为5～40mm(中-中)。试验证明,这一方法不仅对圆柱、方柱有效,对长方形柱亦有效。为了提高效果可在长方形四个面的中点纵向设置Υ25圆钢,并将四角凿去少许。同济大学加固研究所肖建庄的试验表明,用绕线加固的梁,如果不用钢楔楔紧,混凝土难以与绕丝共同工作,直到加载后期钢丝方才发挥作用,但仍表现出良好的延性。在受压时,钢丝主要超约束作用。4.2粘贴钢筋加固技术粘贴钢筋加固技术是指将钢筋粘贴在构件原有配筋表面或粘贴在混凝土内部的一种加固方法。当钢筋保护层脱落,胀裂或遭腐蚀破坏时,可将加固钢筋直接粘贴在原有配筋表面;当保护层混凝土比较完好或原配筋位置不易测准时,可在混凝土表面切缝(1～2.5cm深)或凿槽,将钢筋粘贴在缝内或槽内,以达到加固目的。粘筋加固主要也是通过结构粘接剂传递应力。粘筋加固具有以下特点:(1)完成加固工作后加固筋处于原构件内部,因此该技术是一项内加固技术;(2)基本不加大原构件的截面外形尺寸和自重;(3)加固筋贴紧或邻近原有配筋,与原有配筋协同工作性好;(4)尽可能少损伤原混凝土构件。由于粘筋加固的上述特点,主要适用于:(1)原构件混凝土遭受碳化或腐蚀,钢筋严重锈蚀;(2)因荷载改变而造成原配筋不能适应受力要求;(3)施工原因造成的配筋位置不当。4.3聚合物浸渍混凝土加固技术聚合物浸渍混凝土是指以普通混凝土为基材,以有机单位为浸渍液渗入混凝土内部并且聚合而成的一种有机——无机复合材料。聚合物浸渍混凝土与混凝土基材的性能试验对比结果表明:聚合物浸渍混凝土对混凝土基材的性能改善是显著的,强度可提高数倍,抗渗性及耐化学腐蚀性也有大幅度提高。由于有机单体渗入混凝土内部,并且聚合后基本填满