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混凝土加固

混凝土加固范文第1篇

中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:

我们将要讨论问题是指梁本身承载力不足而采取的加固措施,钢筋混凝土梁作为主要受弯构件,在实际工程中处理这类问题是常见的工作。引起梁承载力不足的因素很多,常见的有施工不利、设计失误、用户使用不当,还有的包括遇到意外事故、改变用途后超出原承载能力和安全保障、耐久性意外失效或寿命终结等。根据近期工程实践反馈,显然还有一些其他因素不容忽视,越来越成为引发工程事故的聚焦点。诸如:(1)地基不均匀沉降使梁产生附加力;(2)采用材料不当或梁本身有内在缺陷导致耐久性不足,如材料或构件表面裂纹或内部微观裂缝,促使混凝土保护层碳化,达到一定程度使梁下部受拉筋受到侵蚀,降低钢筋本身的屈服强度甚至发生脆断事故;(3)不合理的梁构造形式带来的不利影响,如60%~80%的设计荷载作用于薄腹梁时,腹板中部附近出现严重的斜裂缝。(4)其他,如钢筋锚固不足、钢筋搭接长度不够、焊接不牢靠以及荷载的突然作用或瞬间超载等等不再一一列举说明……对于梁因承载力不足的加固需要考虑两个方面内容:正截面加固和斜截面加固。

关于梁的正截面破坏类型,钢筋混凝土理论给出少筋梁(ρ

斜截面破坏有两种情况:一种弯剪产生的,在弯距作用时首先在梁受拉边缘出现垂直裂缝,然后在弯距和剪力共同作用下发展成斜裂缝;另一种是腹剪斜裂缝,首先在梁腹中和轴附近出现,然后呈枣核形向上、下开展。配置箍筋是梁斜截面抗剪的首要措施,箍筋配置的多少决定了梁受剪的破坏形态,此类问题的具体描述请读者参阅相关书籍,本文不再累述。

钢筋混凝土梁的加固方法很多,本文主要介绍的有加大截面法、后加筋法、FRP加固法等,其他常见的还有预应力法、改变受力体系法、粘贴钢板(或外包钢筋)。加固设计具有自身的特点:局限性和特殊性。其局限性表现为受到原有构件的制约,加固方案的选择除了考虑经济和安全因素外,还要考虑构件的实际受力情况、周边环境、可操作性等;其特殊性表现为同一种方法对某些情况有非常不错的效果,而对其他的就不一定适用。

加大截面法。即采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积,用来提高其承载力和满足正常使用的一种方法。具有施工工艺简单、适应性强等特点。在工程实践中在梁的受拉区补浇混凝土层的情况是比较多的,它增加了梁的截面有效高度(),从而增加了刚度,有效地提高了梁的抗弯、抗剪能力。如果补浇区已设置受拉筋,则它对补加的钢筋还起到粘结和保护的作用。综合地看,加大截面法补强的效果是非常明显的。

加大截面的一般施工做法请读者参见施工手册,本文不再详述,值得注意的是选择方案时以要保证梁的新旧混凝土的整体性为优先原则。

截面加大后的梁具有叠合构件的一般特点,即出现混凝土应变滞后和钢筋应力超前等现象,关于这两种现象的定义和图文描述请参见相关混凝土书籍。值得我们注意的是:混凝土压应变滞后使在梁受压边缘的混凝土被压碎,导致钢筋应力、梁的挠度和裂缝都比原设计大得多。

后加筋法,即在梁的受拉区的较大区段补加钢筋的加固方法。目前主要有全焊接、半焊接和粘结法。这些加筋方法比较适合于以下情况:(1)仅仅是弯曲抗拉强度不够,要求梁的截面尺寸已经满足刚度需要并且其抗剪承载力也满足设计要求;(2)增补的钢筋数量不大。全焊接法,是指增补筋在的条件下,依靠焊接参与原梁工作的,即不再补浇混凝土做钢筋的保护层。显然半焊接法是在全焊接法的基础上再补浇或喷射一层细石混凝土或其他胶凝材料,它即起到粘结和保护的作用,又起到增加混凝土粘结力的固结作用,使加固后梁的受力特征与原梁相近,受力也较为可靠。粘结法是增补钢筋完全依靠后浇混凝土或其他胶凝材料的粘结力传递来参与原梁的工作。后加筋法的受力特征:增补筋相对于原筋存在着应力滞后,即增补筋的屈服强度迟于原筋,当增补筋屈服时梁出现较大的变形和裂缝;增补筋相对于原筋存在着偏心距,这导致在焊接处梁内原筋局部弯曲变形和增补筋与原筋的拉力差,其中弯曲变形不但加剧了增补筋的应力滞后同时还使原筋应力在焊点两侧呈不均匀性,从而降低了原筋的利用率。

综上所述,加大截面法和后加筋法代表着混凝土梁加固做法的两大概念,当梁的承载能力出现问题时,我们可以把它归纳成是超筋还是少筋(含适筋)的两个极端方面:属于超筋梁的首先要解决截面刚度问题,属于少筋梁的则要增筋补强。基于这个理念,我们可以把后加筋法、粘贴钢板(或外包钢筋)、FRP加固法看成是增筋补强的同一方法。接下来我们了解一下被称为建筑材料的新兴“骄子”——FRP复合材料。

FRP法。FRP是一种纤维增强复合材料的简称缩写,全称拼写为Fibre Reinforced Polymer (Polymer也可作Plastic)。FRP由纤维和树脂复合而成,根据树脂不同可分成CFRP(碳纤维增强复合材料)、GFRP(玻璃纤维纤维增强复合材料)、AFRP(芳伦纤维增强复合材料),其物理及力学性能参阅ACI 440R-96。用FRP加固混凝土梁时,通过环氧树脂将FRP合成材料粘贴在梁的底部(受拉区),起到增筋的效果。FRP法工艺做法很多,其一般做法:首先将梁底粘贴区的表面凿毛,目的清除薄弱层,露出坚实的混凝土层,有时要求打磨平整,保证与新材料FRP的可靠粘结。FRP材料即可以是预制的,也可以是现场湿粘法形成的板材。FRP法比较传统的粘贴钢板加固法,其优势在于高比强度(强度与重量之比)和良好的耐久性。高比强度的优势是指FRP的强度至少是钢材的2~10倍,重量只是钢材的20%,这不仅提高了施工便捷性,还突破了传统施工方法的局限性。

近年来,采用CFRP(碳纤维布)加固修复钢筋混凝土梁的技术发展迅速。因为它具有高强高效、施工快捷、耐腐蚀性好、自重轻、不增加构件截面等突出优点,因而被广泛地应用于实际工程中,在许多情况下,已经代替了上世纪创造的各种桥梁的加固方法,并取得显著的经济效益和社会效益。因此 ,对此项技术的研究开发具有重要的工程应用价值。

今天的建筑市场上关于混凝土梁的加固问题还是应用的,多于理论研究,笔者认为关于传统和新工艺方法的选用原则,不能因市场上一时冷热而定论和偏废,我们能够清楚地看到传统工艺做法虽然较新工艺显得笨重、性能差、利用率低,但在一些有特殊使用要求和环保要求的某些场合,传统做法比新工艺、新材料的做法更具有优势。因此,我们应该把注意力放在对材料和工艺水平的理论研究上,尽可能地多了解每一种做法对不同工程的适用性和实用性,这样才能更好的设计和应用各种施工技术,做一个冷静的思考者和一名有责任心的工程技术人员。

参考文献:

《建筑结构加固设计》吕西林 科学出版社 北京 2001年2月

《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》编委会 中国建筑工业出版社 2002年3月

混凝土加固范文第2篇

关键词:钢筋混凝土 预应力混凝土 加固

引言

钢筋混凝土结构是目前使用最为广泛的结构形式,尤其是在工业建筑中钢筋混凝土结构所占比重大,但是钢筋混凝土结构在超过使用年限后,会出现明显的损伤。这些建筑物有的由于使用超出建筑物本身的使用极限;有的由于建造质量差;在这种情况下,往往不会因此而拆除重建,结构均需要进行增强,补强,改造和维修。混凝土结构的加固可以分为直接加固与间接加固两个种类,在设计人员设计时可根据实际情况选择合适的方法和施工技术。直接加固的一般方法有:加大截面加固法、置换混凝土加固法、有粘结外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维增强塑料加固法、绕丝法、锚栓锚固法等。间接加固法包括预应力加固法、增设支点加固法等。

一、加大截面加固法

加大截面加固法。在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。加大截面加固法在设计构造方而必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题。试验研究表明,加固结构在受力过程中结合面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂应力,其中关键是剪应力和拉应力。在弹性阶段,结合面的剪应力和法向拉应力主要是靠结合面两边新旧混凝土的粘结强度承担;开裂后及极限状态下,则主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切摩擦力传递。

二、预应力加固法

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构或整体进行加固的方法,通过预应力的施加改变了原结构内力分布和应力水平,致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,因此后加部分和原结构能共同工作,结构的承载能力可显著提高,并可减少结构的变形、裂缝宽度。预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上,在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制,斜截面抗剪承载力也随之提高。由于水平提杆的作用,原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压,因此,加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。

三、粘钢加固法

粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,以提高承载力的一种加固法。混凝土结构加固用胶、强度高,粘结力强,耐老化,弹性模量高,线膨胀系数小,具有一定的弹性,胶本身强度及其粘结强度总是大于混凝土的强度。与其他加固方法相比,粘钢加固技术有其独特的优点,如不减小建筑净空、不影响建筑外立面,不影响上层楼盖结构或屋面防水构造,施工时对生产和冬小麦影响较小,无现场浇注混凝土的湿作业,施工设备简单,可有效的提高梁的抗弯刚度,粘钢加固后几乎不增加结构自重,因此不会引起基础等其它构件的连锁加固。采用构件外部粘钢加法,钢板厚4mm,材质A3,粘结剂采用冶金建筑研究院的YJS结构胶,对于这类梁的加固是在梁底面粘贴钢板,钢板固定起初设计是用的射钉,但是由于钢板较薄和混凝土强度低,所以射钉又无钢质垫圈,锚固不力,而导致钢板剥落,并且易造成钢板翘曲。后来采用了木架板加对头楔顶紧带钢,效果很好,既经济又安全可靠。 采用粘钢技术加固砼梁,技术可靠,工艺简单,不增加结构自重,不会引起基础等其他构件的连续加固,不影响建筑使用功能。施工灵活,不占独立工期,做到了对建筑质量缺陷的处理,不影响施工进度。具有明显的社会效益和经济效益。

该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

四、粘FRP板加固法

粘FRP板的施工工艺分以下几个步骤:首先用喷砂机打磨混表面,去掉1-2mm表面疏松层;然后用喷气机清除混凝土表面的混凝土碎裂屑;环氧树脂和固化剂按一定的比例混合,然后均匀地涂于FRP板的板面和混凝土梁的表面上,粘贴时要赶出气泡并压平;粘贴后对粘贴面施加压力,直到粘结剂养护完成。本文建议粘FRS板加固用的FRP板的厚度取为2―4m,且FRP板与加固的梁等长。从加固的效果出发,进行抗弯加固时,宜在梁的受拉面粘贴FRP板,进行抗剪加固时,宜在梁的底面和侧面粘贴的FRP板以形成U型加固方案,提高试件的延性。为了保证加固梁的FRP板与混凝土在使用过程中粘结完好,还可在FRP的端部采用锚固加强措施。

FRP板直到破坏均表现出线弹性特征,其力学性能与加固纤维的种类和纤维的排列方向有关,因而可通过改变纤维的排列方向得到某一特定方向上最大的材料强度。粘FRP板进行抗弯加固和抗剪加固的效果均与FRP板纤维的布置方向有关。

由粘FRP的抗弯加固和抗剪加固的试验研究可知:在对梁进行加固时,一般可同时提高梁的受弯承载力和受剪承载力,亦即抗弯加固和抗剪加固是相关联的。在进行结构加固时,应针对结构的具体情况,重点进行某一方面的加固。

结束语

由于FRP板应力应变曲线没有屈服平台,存在脆性性能,因而加固梁 的延性问题被提出来了,但只要设计合理,粘FRP板加固梁的延性可以得到满足。且粘FRP板加固对提高随重复荷载的构件(如吊车梁)的正截面和斜截面疲劳强度效果都较好,尤其是对斜截面疲劳强度的提高效果更大。粘FRP板不仅可用于梁的加固,而且可用于桩和砌体的加固;还可用于新结构的设计。通过改进FRP板的材料性能和粘结剂的性能可进一步提高粘FRP板的加固效果。粘FRP板技术是一种有效的结构加固形式。

作者简介:陈景仁,河北丰润人,高级工程师,硕士学历,研究方向:建筑工程。

参考文献:

混凝土加固范文第3篇

关键词:混凝土柱 碳纤维 加固

中图分类号:TU528.571文献标识码: A 文章编号:

钢筋混凝土结构材料是当前人类在营建生活、生产家园过程中使用最为普遍的建筑材料之一。钢筋混凝土结构中的钢筋发生腐蚀的机理主要可以归结为两个方面:内部因素和外部因素。内部因素是与混凝土的结构和液相成分有关,在低碱混凝土(石膏混凝土、石膏火山灰质水泥及其他)、含氯化物外加剂及多孔混凝土中,钢筋是很难被钝化或钝化膜仅仅处于亚稳定状态。内部的诱因可能会在较早的时间促使钢筋腐蚀。外部因素是指受混凝土周围介质的影响,会逐步发生变化而失去保护钢筋的能力,这些外部诱因一般会是物理的、化学的或者物理化学的过程。钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的问题,是材料发生失效破坏最为主要的影响因素。

近年来因碳纤维生产工艺的改进,其生产成本在不断的降低。纤维及纤维复合材料也越来越多地被用于建筑工程方面。一般而言,纤维及纤维复合材料在混凝土和钢筋混凝土等建筑结构材料中的应用方式主要有两种:一种是将短切纤维或长纤维在混凝土拌制时按照一定掺入量和方式加入,得到混凝土与纤维的复合型材料,也叫纤维混凝土;另一种是以纤维和高分子树脂的复合材料用于混凝土的加固补强。在各类纤维当中,碳纤维因其优异性能备受关注。

1、钢筋混凝土柱CFRP加固机理分析 1.1、碳纤维CFRP材料 碳纤维CFRP一般是直径为5μm~20μm的连续纤维,基材由树脂和固化剂组成,用树脂(内加固化剂)浸润碳纤维,待树脂固化后便形成了碳纤维增强塑料(简称CFRP)。其特性:密度小,为普通钢材的1/6;强度高,抗拉强度约为普通钢筋的4~6倍;抗腐蚀性能好,强度不受酸碱腐蚀介质的影响;非磁性,不影响电磁信号的传播;抗疲劳性能优良,疲劳寿命普遍高于钢材;温变系数和混凝土相当;弹性模量和钢材相近;极限延伸率1%。 1.2、钢筋混凝土柱CFRP加固原理 钢筋混凝土柱在承受轴向压力时,构件是由于受到极限值非常小的横向扩张引起的,如能在构件四周创造横向约束,以阻止受压构件的这种横向扩张,从而提高构件抗压承载力和变形能力。 碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱就是在柱混凝土和CFRP增强带之间产生约束作用,(它们之间的相互作用力称为界面约束应力)受横向界面约束应力的作用,塑性区的核心混凝土处于三向应力状态,与单向受力状态相比,混凝土的极限压应变和承载力会提高,在柱弯曲承载力没有明显下降的情况下,并不考虑失稳的影响,加固后钢筋混凝土柱具有较大的延性变形与耗能能力。 1.3、钢筋混凝土柱在CFRP包裹作用下的应力分布情况 1.3.1、由于CFRP对钢筋混凝土柱的横向约束后使CFRP形成轴向拉伸应力,而CFRP的抗弯能力极弱,矩形柱在CFRP包裹约束下其最终极限轴向抗压强度相对圆柱而言大大降低,主要由于侧向约束应力不均匀。矩形柱边中央侧向约束弱,拐角处侧向应力集中约束较大,柱边只有在发生侧向塑性变形时CFRP对钢筋混凝土柱的横向约束应力才能极速增长。 1.3.2、由于CFRP对钢筋混凝土柱的约束为界面约束,只有当混凝土向外横向扩张时(产生塑性变形)CFRP方能对混凝土产生约束应力,因此柱环向外包CFRP在承受荷载时表现出两阶段的受力过程:第一阶段,混凝土轴向压应力较小,横向变形较小,CFRP受力较小;第二阶段,随着荷载的增加,柱混凝土变形增大,CFRP环向应力显著增长,环向约束力迅速增加,直到当CFRP达到其极限拉伸应变时发生断裂。CFRP对混凝土产生约束应力、应变值的提高幅度,与使用CFRP材料的规格、粘贴形式、粘贴层数有关,应通过试验确定。

2、碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱的技术及施工要点

2.1、适用范围及工况要求 CFRP加固钢筋混凝土柱适用于圆柱或小截面矩形柱(截面边长一般小于800mm),在未失稳状态下能大幅提高钢筋混凝土柱的轴压承载能力。加固的前提条件是构件的核心混凝土未被破坏,尚具有一定的承载和变形能力。在江苏省镇江市某教学楼加固工程的实例中,四层砖混结构,建于上世纪90年代初期,根据国家有关要求,校舍必须符合乙类建筑设计标准,并按镇江市八度抗震设防要求进行结构抗震验算。加固后的校舍必须符合《建筑抗震鉴定标准》、《建筑抗震加固技术规程》和《混凝土结构加固设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑工程抗震设防分类标准》等工程建设标准的要求。2.2、CFRP外包钢筋混凝土加固技术 2.2.1、前期准备 钢筋混凝土柱在加固前,需要对构件采取一定量的卸载工作,减少外包CFRP对于混凝土柱表面的应变滞后。构件表面清理,清除表层松动的混凝土,打磨至坚硬层,粘贴面找平处理并清除粘贴面上的油污、浮浆、粉尘。矩形柱还须倒角处理以缓解角部的集中应力,倒角半径不小于20mm。 2.2.2、混凝土表面粘贴CFRP 根据混凝土补强要求和试验情况,可采用单层或多层CFRP箍带间隔加固或全截面外包加固的方法。 CFRP粘贴胶均为特殊设计的环氧树脂,构件加固质量的优劣与粘贴胶有直接影响,因此选择优质的粘贴胶和对粘贴胶施工前的检测至关重要。 2.3、加固施工要点: 2.3.1、钢筋混凝土柱加固前的卸荷,混凝土构件在负荷外包CFRP时,外包CFRP相对于混凝土柱表面存在应变滞后,常发生CFRP尚未被拉断混凝土已被压坏的情况,这种效应使得CFRP的补强效果降低,不能充分发挥CFRP的高强抗拉性能。 2.3.2、混凝土构件表面的修复工作极为重要,其直接影响CFRP对混凝土横向约束效果。矩形柱拐角倒角的半径不得小于20mm,柱侧最好修成外凸面,减轻角部CFRP的集中应力。 2.3.3、必须选择优质的CFRP纤维布和粘贴胶,施工中应进行严格的过程质量控制,并保证纤维布和粘贴胶的配套。 碳纤维加固具有轻质、高强、抗腐蚀、耐老化、耐久性好、物理性能稳定等诸多优点。用碳纤维加固材料修复补强混凝土结构,能达到增强构件承载能力及刚度的目的,对于提高混凝土结构的安全性具有显著作用。该大楼工程采用碳纤维进行补强加固的工程实例,说明采用碳纤维加固的设计方法是合理、可靠的。

3、结论

1)碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱,能使混凝土承受轴向受力状态变为三向受力状态,约束混凝土的承载力和变形能力得到提高,特别对轴压比不能满足抗震设计规范要求的钢筋混凝土柱加固效果比较明显。

2)提高塑性铰区的承载力及延性,钢筋混凝土柱在地震荷载的重复作用下,上下端会首先出现塑性铰区,承载能力及延性迅速下降,用CFRP进行缠绕加固后,塑性铰区核心混凝土受到约束极限强度及变形能力大幅提高。

3)施工工艺简单、技术要求不高、质量易于保证、约束效果好、抗腐蚀能力强,在后期的使用过程中不需做定期维护,因此综合经济效益好。

4)耐高温性能差,对于高温环境及有防火要求的建筑物,必须按照要求选择防火材料并进行防护处理;不规则或大截面矩形柱应有条件使用。

参考文献:

[1] 李俊杰.碳纤维布加固圆钢管轴心受力有限元分析及试验研究[D].兰州理工大学2011

混凝土加固范文第4篇

【关键词】混凝土结构;承载力;加固;应用

引言

钢筋混凝土建筑物、构筑物因功能性改变,如扩建、增加荷载等,或质量问题,如混凝土抗压强度不够、配筋偏小、灾后修补等,都需要进行加固处理。对于需要加固处理的建筑物、构筑物,应根据其不同情况制定不同的加固方案。方案的确定应遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则,加固工程方能收到良好的社会效益和经济效益。

一、建筑结构常用加固方法概述

1. 加大截面加固法

加大截面加固法是指在钢筋混凝土构件外部外包混凝土(一般在钢筋混凝土受弯构件的受压区增加混凝土),增大混凝土构件的截面积及配筋量,增加截面的有效高度,从而提高其正截面抗弯能力、斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固原构件的作用。采用加大截面加固钢筋混凝土构件时,必须遵守现行的《混凝土结构设计规范》的基本规定,并考虑新增加混凝土与原混凝土结构构件的协同工作,对加固构件进行承载力计算并应满足构造要求。当采取混凝土围套进行加固时,需设置封闭箍筋;当采取单侧或双侧加固时,需设置U形箍筋。

加固施工时,在对受力钢筋施焊前应对其采取卸荷或设置支顶等措施,将原构件表面凿毛或打成深度不小于6mm,间距不大于200mm的沟槽,并将原构件混凝土表面用水冲干净,浇筑混凝土前宜涂刷混凝土界面结合剂一道,随涂随浇,以利于新旧混凝土的粘结。

2. 置换混凝土加固法

置换混凝土加固法是指剔除部分陈旧的混凝土,置换成新混凝土,新增混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级,且混凝土强度等级不得低于C20。此方法适用于对钢筋混凝土构件的局部加固处理,有时也用于对受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等钢筋凝土结构构件的加固。

3.粘结外包钢加固法

粘结外包钢加固法是把型钢(钢板)包在需加固构件的外边,采用环氧树脂灌浆等方法把型钢(钢板)与被加固钢筋混凝土构件粘结成整体,使型钢(钢板)与原钢筋混凝土构件整体工作共同受力。加固后的构件,由于受拉、受压区钢材截面积显著增大,从而构件正截面承载力和截面刚度都有较大幅度提高。此方法常用于对原混凝土构件加固后不允许显著增大其截面尺寸,而又要求构件承载能力大幅度提高的钢筋混凝土构件。

4. 粘钢加固法

外部粘钢加固法是在原钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,使钢板与原构件整体工作共同受力,从而提高混凝土结构构件承载力的一种加固方法。此方法的实质是一种构件体外配筋,提高原钢筋混凝土构件的配筋量,从而相应提高构件的抗弯、抗拉、抗剪、抗压和刚度等各方面的性能。外部粘钢加固法适用于构件受静力荷载作用并处于正常湿度环境中的受弯和受拉构件的加固。

5. 粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的需加固补强区域,使纤维增强复合材料与被加固构件截面共同工作,整体受力,从而达到提高构件承载能力的目的。目前较为常用的是粘贴碳纤维复合材料加固法。该方法可用于类混凝土构件和一般构筑物构件。

6. 绕丝加固法

该方法是直接在原混凝土构件外饶上高强钢丝(钢绞线)。常用于构件斜截面承载力不足以及需要对受压构件施加横向约束力的加固。对有较高防腐要求的构件加固时,利用镀锌钢绞线和防腐砂浆共同组成的复合材料对混凝土构件进行加固补强。镀锌钢绞线和防腐砂浆在加固中起的作用是不同的, 镀锌钢绞线起的是抱箍的作用,而防腐砂浆起到保护层和锚固钢丝的作用。

7. 增设支承加固法

该方法是在需要加固的结构构件中增设支承点,以减小受弯构件的计算跨度,从而减少作用在需加固钢筋混凝土构件上的荷载效应,达到提高结构构件承载力的目的。增设支承加固法常用于对外观和使用条件要求不高的一些场所。

二、工程实例

1、工程概况

某大厦于1993年8月设计,施工至第六层后烂尾,2011年重新设计施工。建筑总面积57504.12平方米,总高度99.9米,总层数30层,两层地下室,1~8层为裙楼,层高为转换层设在第八层顶。

2、主要问题

由于建筑功能的改变以及建筑层数的增加,使得原设计的框架柱、框支柱轴压比较大,柱钢筋配筋偏小;建筑立面造型的改变,部分悬挑梁配筋偏小;建筑新设计的核心筒比已建核心筒要大出许多;因为建筑使用功能的要求,部分楼板需要开洞。

3、加固方案选择

以最大限度的减少对原结构的变更、减少加固费用、缩短加固时间为原则,对该建筑进行结构受力计算。根据计算结果及多种加固方法的优缺点比较对该建筑不满足设计要求的构件采取不同的加固处理方法:

1)根据桩基检测报告,首先对基础进行复核,经复核,桩基满足现设计要求;2)框架柱、框支柱加固:为了增加框支柱刚度提轴压比以增强框支柱的延性,对其采用湿式外包钢法进行加固处理,对轴压比满足现行规范要求而抗弯强度不足的柱子采用粘钢板法进行加固;3)凿除原有-2~6层的核心筒,按新建筑图位置从底板开始植筋;4)梁加固:对于实际配筋与应配钢筋相差较小的构件,采用粘钢加固法进行加固;对于配筋偏小的悬挑梁,根据计算采用加大截面加固法处理;5)楼板的加固:对楼板板厚偏小、配筋不足的楼板采用板底加次梁以减小板跨的加固方6)对于承载力计算结果满足设计要求,已出现裂缝的构件且裂缝宽度在0.5mm左右,采用环氧树脂灌缝处理措施;7)对于承载力计算结果满足设计要求,但有露筋、钢筋锈蚀等现象的构件,需先除去钢筋污锈,然后浇灌比原有构件混凝土强度等级高一级的新混凝土。

本方案经有关专家论证通过,并委托专业公司进行加固施工,收到了良好的效果。

三、总结

钢筋混凝土结构房屋的加固改造方法有很多种,根据工程实际的不同情况需采取不同的方法,尽量做到结构安全、经济合理,施工简便。随着建筑科学技术的进步,结构设计理论的日趋成熟以及新型材料的不断出现,加固方案的选择也将有更加广泛的空间。

参考文献:

[1]张剑. 影响钢筋混凝土框架节点抗震性能的因素[J]. 科技信息. 2008(33) .

[2]葛潇,张华. 混凝土框架节点抗震性能研究综述[J]. 山西建筑. 2008(32).

[3]王杰,赖志乐. 碳纤维加固技术在工程中的应用[J]. 河南建材. 2009(02).

混凝土加固范文第5篇

关键词:河堤加固;生态混凝土;护坡

1 概述

河堤的有效加固与广大人民的生活有着密切的关系,也是我国完善现代化公共建设的过程中的关键环节。如今,国家越来越重视水利工程的建设,以达到实现人与自然和谐相处以及水资源可持续利用的目的。由于生态混凝土本身具有的各种优点,将其应用到河堤加固中,能完善河道的生态环境,也能维持生态系统中的物种多样性。

2 生态混凝土的介绍

2.1 生态混凝土护坡的概念

生态混凝土是在1995年,由一个名叫“日本混凝土工学协会”的组织首先提出来的,而生态混凝土护坡又称为无砂混凝土护坡。生态混凝土护坡指的是通过采用特殊的筛选仪器进行材料筛选,再经过特殊的施工工艺制造出的具有多孔隙的护坡。生态混凝土的构件分为单球组合砌块、16球联体砌块和圆孔形砌块三种类型。因为生态混凝土护坡具有的结构特殊性,并且生态混凝土中具有大量连通的或是单独的孔隙,因此它有着良好的透气性能和透水性能,这种混凝土能够完美地与生态环境融合,并且能够降低环境中的负荷,从而有效地保护了生态环境。

2.2 生态混凝土的类别及其施工工艺

2.2.1 现浇式生态混凝土

使用现浇式生态混凝土要求河道的坡面必须平缓,同时,必须具备占地面积较大的施工场地,并且对现浇式的混凝土的养护方法需要根据天气变化的情况来进行相应的调整。由于生态混凝土经过固化之后其孔径最大也只有几毫米,因此,现浇式生态混凝土不适合种植大株的植物生长,只适合液力喷播、铺设草皮等方式对其进行绿化。

现浇式生态混凝土的施工过程分为三个步骤。第一步,浇筑砼格梗,其中包括浇捣混凝土、支模、养护混凝土等环节。第二步,铺设营养土工布,在安装、展开土工布卷前为了避免其受到损坏,必须将其存放在比较平整,并且没有积水的地方,同时,必须在土工布卷上覆盖不透明的材料,从而防止紫外线老化,在完成土工布的铺设后需要对其进行缝合。第三步,浇筑生态砼,其施工方法与普通的混凝土浇筑相同。除此之外,在对其进行播撒草种之前,多孔隙的混凝土表面必须进行中性化处理,再将保水性能较好的土质填入其中。多孔隙的混凝土表面的覆土中也可以添加植物生长必需的营养成分,而在进行了生态凝土护坡的浇筑后应该对其细心养护,并完善防止其遭到暴雨冲刷的措施,这样,只要经过一段时间的养护后,就可以直接进行播撒草种。

2.2.2 预制构建式生态混凝土

预制构件生态混凝土能以施工图纸的施工要求为根据,设计不同种类的预制构件模具来制作混凝土的砌体,进而实现流水化、自动化生产,而将混凝土的砌体砌块成型后,只要经过自然养护,就能够投入运输和使用中。

预制构件式生态混凝土护坡的施工过程可以分为三个步骤。第一步,预先制造生态砼砌体,由于生态砼中不存在细集料,只有粗集料,而这些粗集料颗粒的半径较大,很难构成具有连通、空隙、宏观的多空隙的堆聚结构,因此,必须在粗集料的表面均匀地涂抹上水泥浆体,那么骨料与骨料之间就能够通过接触点的水泥浆体胶而构成一个整体,同时,通过振捣和振动的有机结合,在砌块表面使用人工拍压的方式使之成型。第二步,铺设土工布,预制式生态混凝土的土工布铺设方式与现浇式的土工布铺设方式大同小异。第三步,铺砌生态混凝土的砌块,生态混凝土的砌块应当利用测量放线确定了高程以及方向之后,再对其进行铺砌。而在铺砌生态混凝土的砌块时必须用粘土找平,砌块必须轻拿轻放,同时,使用橡胶锤或木槌将其轻敲、压平,接着将水泥砂浆填灌入生态混凝土的砌体之间的缝隙,直到其中的砂浆达到饱和状态,最后只要经过一段时间的洒水养护后,就能够在砌体上播撒草种。

3 河堤加固中生态混凝土护坡的应用

如今,许多地方的河堤都出现了不同程度的坍塌,因此,为了有效地加固各个地方的河堤,我们必须应用生态混凝土护坡。下面以南昌市溪霞镇溪霞水坝为例,对河堤加固中生态混凝土护坡的应用进行分析。通过查阅实时的调查资料,可以发现溪霞水坝部分位置的装抗性能较差,同时,水坝大部分的水泥护坡在受到强降水的冲击时,常常会出现塌陷和鼓起的现象,并且水坝的堤顶路面还存在裂缝,这些裂缝的平均宽度在3~5cm,这一系列的隐患的存在,很大程度上威胁了河堤的正常使用。针对河堤出现的问题,有关部门应当先对路面存在的裂缝进行灌浆处理,从而达到稳固河堤的目的。

3.1 有机地结合横竖框架梁和稳固桩

在进行河堤加固时,施工人员必须将河堤边坡设置的稳固桩与生态混凝土的横竖框架梁有机地结合起来,两者协同作用,从而实现协调生态平衡和稳固坡的双重效果。利用生态混凝土本身具有的优势,施工人员可以将一部分尺寸大小适宜的钢筋加入到生态混凝土中,并且将加入钢筋的生态混凝造为钢筋混凝土横竖框架梁,这种横竖框架梁具有紧密的结构和极强的抗压能力,因此它可以有效地巩固河堤。

由于稳固桩与生态混凝造成的横竖框架梁间可以通过相互的作用力而紧密地联结在一起,因此,稳固桩与横竖框架梁就形成一种类似重力式的挡土墙的结构,这种结构能够有效地抵挡墙后土产生的压力,从而有效地稳固河堤的边坡。

3.2 填充混凝土

当对堤顶路面的裂缝进行灌浆处理时,首先要铺放、固定好混凝土的输送泵,接着利用混凝土的输送泵对堤顶路面进行灌浆处理,同时将混凝土的塌落度控制在15~25厘米之间,并且应该从最宽的裂缝位置开始灌浆,接着往更窄的裂缝灌浆。除此之外,在进行灌浆处理时,施工人员应当将输送泵的软管插到裂缝中,同时用绳索将该软管固定在裂缝某个位置,从而有效地确保在进行灌浆处理时不会发生混凝土的溢出。

4 河堤加固工程效果评估

河堤加固中应用了生态混凝土护坡之后,不仅使得河堤、生态混凝土与植被三者之间构成了一个有机整体,还在不破坏河堤原本地形地貌的基础上,构建了一个由阳光、水动植物、土壤等物质构成的河道生态系统。同时,生态混凝土护坡不仅能够有效地保障河堤护坡稳定,还为河堤上存在的动植物提供了一个适应生长的空间,从而有效地维护了生态系统中的物种多样性。

5 结束语

生态混凝土不仅能够有效地减少环境的负荷,很大程度上,还能改善社会环境与生态环境之间的协调性,此外,生态混凝土还能有效的调节生态平衡,净化人类的生活环境。将生态混凝土护坡应用到河堤加固中,不仅能够有效地防止河堤出现塌陷状况,还能较好地保护河堤周围的环境,增加河堤坡面的植被面积。

参考文献

[1]束波峰.生态混凝土护坡在河堤加固中的应用[J].水利水电技术,2009(12):12-13+37.