建筑物加固方法與分類

              來源:錦達加固      時間:2017-01-17
                從結構加固的方法來分:簡述了加大截面加固法、外包鋼加固法、預應力加固法、輔助結構加固法、外部粘鋼加固法、碳纖維布加固法;從所使用的加固材料來分:簡述了鋼材、砼、軟材料、連接材料的特性。

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              從結構加固的方法來分,可分為直接加固和間接加固兩種。
              一、直接加固法
              直接加固法是通過一些加固補強措施,直接提高構件截面承載力和剛度的一種方法,工程中常用
              以下幾種方法:
              1、加大截面加固法
              加大截面加固法是采用同種材料,即砼和普通鋼筋,對原結構進行加固補強,通過加大砼和鋼筋
              截面的面積和一些構造措施,保證后加固部分與原構件可靠連接,共同工作,達到提高截面承載力和剛度
              的目的。這是一種非常有效的加固方法,可用來提高構件正截面抗彎抗壓承載力和斜截面抗剪承載力以及
              截面的剛度也可以用來修補開裂截面,可廣泛的用于鋼筋砼結構梁、板、柱、墻等構件和一般構筑物的加
              固。
              2、外包鋼加固法
              外包鋼加固法是采用異種材料對原構件進行加固補強,在基本上不改變原構件截面尺寸的情況下,
              大幅度提高結構承載力的一種加固方法。外包方式可分為干式和濕式兩種。當外包材料與原構件間無任何
              連接或雖填塞有水泥砂漿但仍不能確保結合面剪力有效傳遞時,稱為干式外包加固。當以以乳膠水泥粘貼
              或以環氧樹脂灌漿等方法粘貼時,稱為濕式外包加固,干式外包加固是通過原物件變形把荷載轉嫁給新加
              結構,而濕式外包加固法,則是通過粘貼措施使新老材料組合成一體,共同工作,共同受力。該方法適用
              于使用上不允許增大構件截面尺寸,而又需要大幅度提高承載力的軸心和偏心受壓構件的加固。當采用化
              學灌漿外包加固時,外包材料表面溫度不宜高于60度,還要有可靠的防腐蝕措施。
              3、預應力加固法
              預應力加固是采用異型材料(高強鋼筋或型鋼),通過施加預應力迫使后加材料與原材料共同受力,
              達到對結構進行加固的一種方法 該加固方法具有能夠克服被加固構件截面力超前,減小原構件裂縫寬度
              和撓度等優點。適用于要求提高構件承載力、剛度和抗裂度以及加固后占用空間小的砼受彎構件和受壓構
              件,此加固方法不適用于溫度高于60度環境下的砼結構,也不適用于砼收縮、徐變大的結構。
              4、輔助結構加固法
              輔助結構加固法是一種采用異種材料進行體外加固的一種方法,它是直接用其他材料制成簡單或
              復雜的構架分擔原構件荷載,形成一個組合結構。通過原構件變形把荷載轉嫁給后加結構,達到共同工作
              提高承載力的目的。輔助結構加固法訊息工期方便,結構自重增加小,能夠大已此為榮提高承載力,適用
              于原構件損傷較嚴重。甚至破壞,需大幅度提高承載力和剛度的砼受彎構件,但對外結構應做好防腐措施。
              5、外部粘鋼加固法
              外粘鋼加固法是用建筑膠把加固材料粘結在受彎構件砼表面上,起到增加截面受拉、受壓和斜截
              面抗剪的作用,達到提高被加固的結構構件正、斜截面承載力和限制裂縫發展的目的。該方法施工簡單,
              設置靈活,是一種非常有效的加固方法。選用于承受靜荷載作用的一般受彎、受拉構件。正、斜全部或局
              部加固,由于加固材料是用環氧水泥等粘結劑與構件粘貼,使其形成整體,共同工作的,因此環境溫度不
              應大于60度,相對濕度不應大于70%,且無化學腐蝕影響,否則應采取防護措施。
              6、碳纖維布加固法
              一般規定:
              (1)采用粘貼碳纖維片材加固修復混凝土結構時,應通過配套粘結材料將碳纖維片材粘貼于構件
              表面,使碳纖維片材承受拉應力,并與混凝土變形協調,共同受力。
              ( 2)碳纖維片材用于混凝土結構的加固形式主要有:
              a 在梁、板構件的受拉區粘貼碳纖維片材進行受彎加固時,纖維方向應與加固的受力方向一致。
              b 采用封閉式粘貼、 U 形粘貼或側面粘貼對梁、柱構件進行受剪加固時,纖維方向宜與構件軸向垂直。
              c 采用封閉式粘貼對柱進行抗震加固時,纖維方向應與柱軸向垂直。
              d 當有可靠依據時,碳纖維片材也可用于其它混凝土結構構件和受力形式的加固。
              (3)粘貼碳纖維片材加固修復混凝土結構時,應按國家現行有關規范采用以概率理論為基礎的極
              限狀態設計法進行承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的計算和驗算。鋼筋和混凝土材料宜按結構檢測
              得到的實際強度,根據國家現行有關規范確定相應的材料強度設計指標;也可根據鋼筋品種和混凝土的設
              計強度等級,按國家現行有關規范采用相應的材料強度設計指標。碳纖維片材應根據構件達到極限狀態時
              的應變,按線彈性應力應變關系確定其相應的應力。
              ( 4)碳纖維片材取廠商提供產品的不小于95%保證率的極限抗拉強度作為抗拉強度標準值 fcfk。碳纖
              維片材的極限拉應變 取極限抗拉強度標準值 fcfk 除以彈性模量 Ecf。
              (5)當采用粘貼碳纖維片材對結構或構件進行加固修復時,應考慮加固后對結構中的其它構件或
              構件的其他性能可能產生的影響。
              (6)采用粘貼碳纖維片材對結構進行加固修復,必要時宜卸除結構上的活荷載作用。當不能完全
              卸載進行加固時,應考慮二次受力的影響。
              ( 7)受彎加固和受剪加固時,被加固混凝土結構和構件的實際混凝土強度等級應不低于 C15。采
              用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時,混凝土強度等級應不低于 C10。
              二、間接加固
              間接加固是通過一些構件和局部措施,改變原結構的受力途徑,減少荷載效應,發揮構件的潛力,
              達到減少結構失效概率,加固結構的目的,工程中常采用的方法是:
              1、增設構件法
              增設構件法是在原結構的構件與構件間增設一個新的構件(如兩榀屋架間加設一榀新的屋架,兩
              個大梁間增設一個新梁,柱網間加設一個新柱等)。以減少作用在原構件上的荷載,達到加固結構的作用,
              該方法一般適用于單層工業廠房,或增設新構件后不影響使用要求的多層房屋的樓面梁、柱的加固。該方
              法施工時不破損原結構,因此施工安全。
              2、增設支點法
              增設支點法是在梁、板、柱上增設支點以減少結構的計算跨度,達到減少荷載效應,發揮構件潛
              能,提高承載力,加固結構的目的。按支撐結構的受力性能,梁的增設支點加固法分為剛性支點和彈性支
              點法。剛性支點法是通過支撐構件的軸心受壓把荷載直接傳遞給基礎劃其他承重構件,此時,支點的變形
              相對被加固梁的撓度而言非常小,可忽略不計。彈性支點加固法是以支撐構件受彎或桁架作用來間接傳遞
              荷載,此時,支點的變形不能忽略,柱的支點法加固可采用柱間橫向支撐法,增設支點法適用于房屋凈空
              不受限制的大跨度梁、板或高度較高的柱的加固。
              3、增加結構整體性加固法
              增加結構整體性加固法是通過增設支撐使多個構件形成空間整體,共同工作,因為整體破壞的概
              率小于單個構件破壞的概率,因此在不加固當中任何一個構件的情況下提高了結構的可靠度。
              4、改變剛度比值加固法
              在房屋結構中,改變構件的剛度比值,調整原結構的內力分布,改善結構受力狀況,也可以達到
              結構加固的目的,該方法多用于提高結構水平抗力的能力。

              加固工程從所使用的加固材料來分類,可分為四大類。
              一、鋼材
              為了保證鋼骨架連接、型鋼構架連接和預應力加固法采用橫向張拉施工時,有利于鋼筋、型鋼和
              鋼板的焊接,砼結構加固所用的鋼筋宜采用一、二級鋼,型鋼、鋼板、扁鋼和鋼管宜選用3號鋼或16錳鋼。
              對大跨度預應力加固法,也可根據結構的實際情況合理選用三、四級鋼筋、碳素鋼絲或鋼絞線等強度較高
              的材料,宜采用千斤頂張拉。
              二、砼
              為加強構件新、老砼的結合,同時考慮到原結構砼強度一般較低,砼結構加固所用砼強度等級,
              設計時應比原結構、構件的強度高一級,當原構件砼強度較高時,一般也可采用與原構件相同的砼強度等
              級,但應采取技術措施以保證新、老砼間有足夠的粘結強度,為加快施工進度,減少對使用的影響,保證
              加固效果,宜采用早強砼。
              三、軟材料
              軟材料主要以碳纖維布為代表的軟性材料。
              特點是: 1、 性能穩定,一般無腐蝕問題。 2、重量輕,不增加結構靜載。 3、強度高。 4、容易
              手工操作,不需專門機械設備。 5、施工無灰塵和噪聲污染,并可不間斷生產運營。
              采用碳纖維加固鋼筋混凝土短柱,可防止斜裂縫出現或限制斜裂縫開展,顯著提高柱的受剪承載
              力。碳纖維布加固混凝土柱的破壞具有一定的突然性,但破壞前有聲音預兆,使破壞具有可預測性。先包
              碳纖維再加軸力,碳纖維對柱的約束更為有效,對柱的抗剪強度的提高幅度較大。碳纖維加固鋼筋混凝土
              短柱在反復荷載作用下的荷載—位移滯回曲線是穩定的,與普通混凝土柱相比,具有良好的耗能能力及更
              小的強度退化。
              四、連接材料
              當采用化學漿液灌漿連接時,宜采用可灌性好、收縮小、粘結強度高、固化時間可調整、耐久性
              好,且無毒的漿液。漿液固化后與砼的粘結強度應高于被粘結結構砼抗拉抗剪強度。
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