建筑结构新型加固技术

建筑结构新型加固技术【摘要】随着我国经济的飞速发展，城市面挽日析月异，各种祈型而美观的建筑物不断呈现在人们的面前，人们对建筑物基本功能要求满足的同时，对建筑物的安全性、适用性、耐久性及外珑的要求也越来越高。然而建筑物的正常使用寿命多为五十年左右。因此，建筑物的加固改造就必不可少，并成为建设经济发达国家的重要因素，加固改造技术也越来越受到人们的重视。【关键词】建筑结构加固1、引言随着我国经济的飞速发展.现代建筑结构越来越复杂，而且施工技术和方法也越来越多样化造价高昂。根据有效的数据统。建筑结构的正常安全使用期限一般在五十年左右，如果考虑自然灾难等区素的影响，建筑物的寿命可能会更短，如何保证建筑物的最大使用价值呢？此时建筑加固技术就显得尤为重要了。据现有资抖统计。建筑物改造加固技术己经成为发达国家经济发展的重要保障。因此，加固技术不断的发展将是不可避免的趋势。2、建筑加固原因在我国,结构加固的发展是在建筑结构学盛行之后，从加固的范围上分析主要原区有：(1)施工质量问题造成还未建成的工程；(2）建筑结构使用安全期限达到后需进行加固；(3)因灾害引起的建筑结构损伤而必须加固。如地震、飓风、温差等自然灾害的作用，致使建筑物产生损伤；（4）设计标准的提高或设计规范的修订。或是设计方法不正确或设计基础资料不准确，结构己经封顶但尚未投入使用，此时需对建筑物进行加固改造；(5)原有建筑物因使用功能的改变、结构老化等原困需要对其进行加固改造。3、新型加固方法3.1粘贴碳纤维片材加固技术（1）概念及基本原理纤维复合材(FiberReinforcedPolymer简称FRP)是具有抗拉强度高、重最轻、抗腐蚀、耐久性好及弹性模量和耐疲劳的高新技术化纤材料，最早用于航空航天等高科技领域。目前应用最广泛的还是在棍凝土结构的加固领域.FRP材料加固修复混凝土结构技术是利用树脂类胶结材料将同一方向排列的碳纤维粘贴于混凝土表面，形成复合材料体，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。（2）技术特点1）优点：1、高强度、高弹性模量，加固效果好。2、施工方便，施工效率高，无湿作业，不需大型施工机具和现场固定设施，占用场地较小，施工简便。3、具有较好的耐久性能。4、随形性好，可用于曲面结构;5、材质轻且薄，加固施工层厚度小。2)缺点：1、施工质量受人为因素影响较大。2、气温低时，不宜施工。3、有导电性，因此不能用于要求绝缘的场合。（3）适用范围碳纤维混凝土结构加固技术可以修复、补强、加固结构构件.修复由于设计、施工、使用、老化或受某种侵蚀、灾害造成的损坏；因超载所致的承载力不足；对尚未危及承载力的裂缝与其他损坏，也可用碳纤维片材修复、补强.该技术适用于各种结构类型，如建(构)筑物、桥梁、隧道、涵洞等，各种形状的结构如矩形、圆形、曲面等，以及各种结构部位如梁、板、柱、节点、拱、壳等。（4）施工工艺1）基面处理:将棍凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净达到结构密实部位。对经过剔凿、清理和露筋的物件残缺部分，进行修补、复原。缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。将构件表面凸出的部分(混凝土构件交接部位、模板的段差等)打磨平整。2)基面清洗:用钢丝刷刷去混凝土构件表面的松散浮渣，用气泵吹去表面粉尘，再用丙酮或无水酒精擦拭表面，也可用清水冲洗，但必须待其充分干燥后再进行下一道工序。3)涂底层涂料:先称量主剂，再加人固化剂，用低速旋转的方法搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。底层涂料可使用滚筒或刷子均匀涂抹，硬化后，若表面有凸起部分，用磨光机或砂纸打磨平整。待底层涂料指触干燥后，进人下道工序。4)粘结面修补:用环氧腻子对粘结面进行修补是十分重要的，腻子主剂、固化剂按规定比例称量准确，装人容器，添加次序同底层涂料施工要求，用搅拌器搅拌均匀。对粘结面上的凹陷部位应用环氧树脂填平，修复至表面平整。内角(段差、起拱等)要用环氧腻子填补，使之平顺。腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。5）粘贴FRP片材工序：①用钢直尺与裁刀按设计要求的尺寸裁剪碳纤维片，每段长度一般以不超过6m为宜，片材的下料数量以当天的用量为准；②按产品生产厂提供的工艺规定配制浸渍树脂，并均匀涂抹于粘贴部位；③将碳纤维片材轻压贴于需粘贴的位置，采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压出气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维片，滚压时注意不得损伤碳纤维片，碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上，且该部位应多涂树脂，横向不需要搭接；④多层枯贴时重复以上步骤，并宜在纤维表面的浸演树脂接触干燥后尽快进行下层粘贴；⑤应在最后一层碳纤维片的表面均匀涂抹浸渍树脂。6)养护：碳纤维片粘贴后，应自然养护1-2h，达到初期固化，并应在固化期不受外界干扰和碰撞。为保证达到设计强度，固化期当平均气温约10℃时养护2周左右，平均气温约20℃时养护1周左右。7)外表防护处理:为保证胶的耐久性、耐火性能，可在表面涂抹砂浆或采取其他措施。3.2粘钢、外包钢加固技术（1）基本概念与原理粘钢加固法是利用特制的结构胶(目前多为双组份改性环氧类胶)将钢板粘贴到构件表面(多为构件受拉区)，形成一种“混凝土一胶一钢板”的复合受力体系，使钢板与构件协同工作以增强构件的抗剪、抗拉和抗弯性能.粘钢加固法主要用于梁、往以及框架节点等的加固。外包钢加固法是在钢筋混凝土梁、柱四周包型钢的一种加固方法)，可分为干式和湿式两种。湿式外包钢加固法，是在外包型钢与构件之间采用改性环氧树脂化学灌浆等方法进行粘结，以使型钢与原构件能整体共同工作.干式外包钢加固法的型钢与原构件之间无粘结(有时填以水泥砂浆)，不传递结合面剪力，与湿式相比，干式外包钢法施工更方便，但承载力的提高不如湿式外包钢法有效。在混凝土构件受拉区表面粘贴钢板进行加固，使加固结构成为二次受力的组合结构。由干结构中钢筋的极限拉应变高达0.01，而一般钢板的弹性比例极限为为0.001-0.0025.所以，一般情况下在破坏时加固用钢板都能达到抗拉强度设计值，且钢筋应变仍能控制在极限拉应变之下。但若加固前混凝土应力水平较高(如当结构承载力严重不足而进行的加固).钢板来不及屈服，混凝土便压碎，钢板强度便得不到充分利用。因此，《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006规定，采用枯钢加固法进行结构补强时提高的承载力增盆不应超过原承载力的40%。为保证加固构件的可靠性，除施工中确保枯贴质址外，在承载力计算中时应考虑钢板与泥凝土如何共同工作的问题。（2）技术特点综合考虑加固效果及施工要求，粘钢与外包钢力。固法具有以下几大优点:1)基本不增加构件断面尺寸和重量粘钢及外包钢加固使加固后构件的自重增加较小(主要为新增钢板或型钢的自重)，对原结构体系的影响较小甚至可忽略不计。给设计计算工作带来非常大的方便，且不会导致建筑物内其他构件的连锁加固。2)施工简便，现场操作空间占地小粘钢及外包钢加固法干净利落，施工简便，现场机具使用量小且无湿作业，能够适应各种条件下的施工作业要求，并能根据业务要求在不停产或基本不影响正常使用的情况下完成施工。3)整体性强，对裂缝和变形有抑制作用粘钢及外包钢加固法法是通过一定措施(胶枯剂枯贴或力学锚固)，最终将钢材与凝土构件组合在一起使用，相当于对被加固构件进行了体外配筋，不仅提高了被加固构的强度，还对裂缝开展及挠曲变形均有很好的抑制作用。4)灵活多样，适用面广且经济合理粘钢及外包钢加固法，除应用于RC结构的加固补强外，还可应用于钢结构、砖砌体等结构的加固，具有很强的适用性；使用的加固材料除胶枯剂外均为常规钢材材料，具有较好的经济性。（3）适用范围粘钢及外包钢加固法目前主要应用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固，但不适用于素混凝土构件，包括纵筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定的最小配筋率的构件的加固.被加固的混凝土结构构件其现场实测混凝土强度等级不得低于C15,棍凝土表面正拉猫结强度不得低于1.5MPa，且长期使用的环境溢度不应高于6010、相对湿度不大于70%。3.3钢绞线网片—聚合物砂浆加固技术（1）、基本原理钢绞线网片一聚合物砂浆加固技术将高强钢绞线网片敷设于被加固构件的受拉部位，再在其上涂抹聚合物砂浆，通过聚合物砂浆高猫结性将钢绞线网和聚合物砂浆形成的复合面层与被加固构件良好结合，协同工作，以提高构件的受弯、受剪承载力及其刚度的加固技术。钢纹线一聚合物砂浆加固技术是指被加固构件进行界面处理后，将钢绞线网片敷设于被加固构件的受拉部位，再在其上涂抹聚合物砂浆.其中钢绞线是受力的主体，在加固后的结构中发挥其高于普通钢筋的抗拉强度;聚合物砂浆有良好的渗透性、对氯化物和一般化工品的阻抗性好，猫结强度和密实程度高，它一方面起保护钢绞线网片的作用，同时将其猫结在原结构上形成整体，使钢绞线网片与原结构构件变形协调、共同工作，以有效提高其承载能力和刚度。（2）、技术特点钢纹线网一聚合物砂浆加固技术有以下优点:1）经试验证明，钢绞线网片一聚合物砂浆加固砖墙和钢筋混凝土构件进行效果良好.加固层与被加固构件结合良好.不仅可以原构件提高承载力，而且可以提高其刚度.2)聚合物砂浆为无机材料，不存在结构胶等有机加固川材的老化、不耐高温等问题，对人和环境无污染，是“绿色环保”的加固手段。3)经试验证明，加固后构件具有良好的耐久性、耐高温性能及抗火性能。无须附加的防腐防火面层，可降低结构加固造价，减少后期维护费用4)钢绞线网片和聚合物砂浆全部是在工厂进行生产，且对构件加固面没有平整度要求，使得加固施工快捷方便，后运送到现场进行加固施工对现场环境污染较小。5）由于加固材料自重小，加固层厚度薄，加固后不显著增加结构自重，对建筑物的外观风貌和使用空间及功能没有影响。（3）施工工艺1)剔除被加固构件的抹灰直至坚实结构层。2)将被加固构件表面清理干净。3)钢纹线网片下料.安装固定用拉环。4)在被加固构件表面一端川锚固螺栓安装钢绞线网，并在另一端打人锚固螺栓固定俐纹线网。5)除去加固构件表面浮尘清洗干净后涂抹界面荆。6)趁界面剂未干时开始策合物砂浆抹灰，抹灰需分层进行至设计厚度。4、结束语中国是一个发展中国家，按结构的安全期限，从上佳丝己40革代开始，我国需加固的结构己经逐渐增多.在对老化结构进行加固的同时.也要对某些因功能改变但使用时间并不长的结构进行加固改造。随着材料、技术、工艺的日益成熟，不断开发的新技术、新工艺、新材料.为后人建筑物的加固提供了条件和依据。