----北京环友建筑技术发展有限责任公司
(接上期)
目前实现结构改造与加固的手段:
二、结构加固
通常来说改造与加固是会同时发生的,对构件进行了改造,就会改变该构件及其相关构件的受力情况,有的构件承担的荷载少了,有的构件承担的荷载多了,对于负荷增加的构件就需要进行加固。
加固的主要方式:
1、 粘贴补强材料。可以通过粘贴钢板或碳纤维来实现。这种手段是在构件的截面尺寸满足要求,但是配筋不满足要求的情况下采用的。补强材料之所以能够发生作用,是由于构件受力后产生的变形通过胶层传递给补强材料,从而导致补强材料发挥效应。这就需要所用的补强材料及粘接剂与钢筋混凝土构件的协同工作能力要比较强。此种方式所涉及的加固手段主要有:粘钢加固、包钢加固、碳纤维加固等。
2、增大构件的截面。仅通过粘贴补强材料不可能无限度地提高构件的承载力,在荷载变化后,构件已不能满足基本的构造要求时,就需要增大构件的截面。构件截面的增大可以通过喷射混凝土、钢筋锚固和浇筑混凝土或其他填料(如:CGM灌浆料)等来实现。此种方式所涉及的加固手段主要有:钢筋锚固、喷射混凝土等。
3、增加辅助构件。上述两种方法都是仅围绕构件本身的解决方法,当这两种方法都不能解决问题时,就需要增设辅助构件来分担增加的荷载。例如:增加混凝土构件、增加钢构件等。此种方式所涉及的加固手段主要有:钢筋锚固、螺栓锚固、包钢加固等。
以上几种加固的手段不是单一的、非此即彼的关系,在很多时候需要结合使用。改造与加固是相互关联的,改造的时候就要为加固做好前期准备,不同方案的选择需要统筹考虑。
各种加固手段的基本情况:
1. 粘钢加固:
采用结构胶将钢板粘贴到需加固构件表面的加固施工工艺。是目前广泛采用的一种加固工艺。此工艺包括钢板面和混凝土面的打磨清理、粘贴加压、拆除支撑等施工工序。我们常用的粘钢结构胶主要是羿射2000系列产品。
优点:
a. 坚固耐用,工艺成熟:经过多年来的工程实践,已经证明完全能保证加固工程的质量。
b. 施工工艺简单,施工快速:在保证粘钢加固结构质量的前提下,快速完成施工任务,并能根据业主要求,在不停产不影响使用的情况下完成施工。
c. 简洁轻巧:粘钢加固的施工比较简便,现场无湿作业。完成加固后的结构外观基本不改变,比较轻巧,钢板薄,结构自重增加小,不会导致建筑物内其他构件的连锁加固。
d. 灵活多样:粘钢加固法的适应性很强,能够解决生产上和生活上各种有关问题。粘贴钢板的方案多种多样,灵活巧妙。还可粘贴型钢、加固钢结构及砖砌体结构等。
e. 经济合理:由于施工快,避免或减少停产停用时间,经济效益高。
缺点:粘钢加固施工完成后,所用的钢板表面需要做防锈处理,施工时需要的辅助工具如钢管、支撑等比较多,对操作工人的操作水平要求比较高,对于管线比较多的梁底、板底钢板的安装比较困难。
适用性:粘钢加固可用于补充原结构构件中的钢筋量的不足,增强构件的抗弯、抗剪、抗压能力,对所加固构件的刚度提高也具有一定的效果。在混凝土构件表面粘贴钢板时,增加抗剪螺栓效果更好。(具体可适用于:混凝土标号达不到,提高结构强度加固、加层抗震加固、阳台根部断裂加固、牛腿结点加固、悬挂式吊车梁提高荷载加固、楼面荷载集中力加固、火灾后梁柱砼烧坏加固、混凝土柱子牛腿断裂加固、桥式吊车梁加固、薄腹梁断裂加固、爆炸冲击波破坏梁体加固、提高楼面荷载加固、屋架梁下弦腐蚀严重露筋加固、断梁加固、截柱加固、减震加固、梁柱受化学腐蚀的粘钢加固、旧房改造综合加固、剪力墙开洞加固、桥梁断裂、旧桥维修加固、提高柱子承载力解决柱子轴压比超标加固。)
北蜂窝住宅楼原地下室顶板由于使用功能的改变,需要提高其承载力,由于板跨为7000×9700,加固方法为板底双向粘贴6mm厚200mm宽钢板,并增设工16钢梁两根以降低板的跨度。
2. 包钢加固(后灌注胶的粘钢加固):
也是采用结构胶将钢板粘贴到需加固构件表面的加固施工工艺。所不同的是,包钢加固是先将钢板安装到位,固定好,再封边注胶,适用于在钢板上有焊接作业的加固。常用的包钢结构胶有羿射2000型。
优点:具有粘钢加固的所有优点,并且,包钢加固由于其可以拼装焊接,可用于形状比较复杂的构件的加固。
缺点:对操作工人和电焊工的操作水平要求高,钢板表面也要求进行防锈处理,结构胶用量比粘钢加固要多。
适用性:对于柱子竖向承载力的加固,剪力墙开门洞的加固等等。
3. 碳纤维加固:
将碳纤维采用特制的胶粘贴到结构表面上的施工工艺。虽是一项新兴的施工技术,但目前已经得到广泛的应用。其操作过程为混凝土面打磨、碳纤维清理、碳纤维裁剪、碳纤维粘贴等。碳纤维布厚度分为0.111mm和0.167mm两种,重量为200g/m2和300g/m2。
优点:抗拉强度高,碳纤维的抗拉强度可达3000MPa 以上,施工简便快捷、无需支撑、不增加结构负载、不改变结构外观,加固之后不会生锈,耐久性强。
缺点:碳纤维是单向受力材料,只能承受拉力,对于受压构件的加固只能采取约束混凝土的方法来实现。对于提高结构刚度没有效果。
适用性:用于结构梁、板抗弯、抗剪加固,补足原结构构件钢筋的不足,通过粘贴封闭箍提高柱子轴心抗压能力。
4. 喷射混凝土:
采用压力机械将混凝土喷射到构件表面,以增大构件截面的施工工艺。包括钢筋锚固、钢筋绑扎、混凝土喷射等施工工序。
优点:喷射混凝土可增大构件截面,解决粘钢加固、碳纤维加固都无法圆满解决的结构刚度问题,对于竖向承载力不够、构件刚度不够需增大截面的加固情况十分有效。
缺点:施工过程复杂,湿作业多,工期长,当工程量较小时造价比较高。
适用性:梁、板、柱、墙加大截面,提高承载力,火灾后构件修复,砖混结构中砖墙的加固。
(未完待续)