浅析建筑物维修加固技术

2022-09-11

1 建筑物维修加固技术的重要性

(1) 已有建筑物的耐久性, 使用不当, 管理不当, 年久失修结构有损伤破坏, 不能满足目前使用要求或安全度不足时, 需要进行鉴定和加固。由于对混凝土性能认识不足, 在建筑物的设计, 施工质量控制, 原材料的选用等方面只注重于混凝土的力学强度和结构稳定性, 未提出耐久性要求, 使建筑物存在不少问题和隐患。集中反映在混凝土结构和钢筋混凝土结构的耐久性上, 严重影响了建筑物的寿命。主要是:混凝土碳化问题普遍存在;沿海地区钢筋混凝土结构受氯离子侵蚀而引起钢筋严重锈蚀;寒冷地区混凝土裂缝和冻融破坏;混凝土表面的冲磨破坏、机械磨损和磨蚀破坏, 以及化学腐蚀、碱骨料反应破坏等。由于缺乏对建筑物正确管理、检查、鉴定、维修、保护和加固等常识所造成的建筑管理和使用不当, 致使不少建筑物在未达到设计使用年限时, 出现早衰。 (2) 由于灾害性事件 (如地震、水灾、火灾、风灾和爆炸等) 的影响, 结构产生开裂和破坏时, 需要对原结构进行鉴定和加固。 (3) 当对建筑物进行改建、扩建、加层, 或装修中需对结构构件布置有所改变而影响原结构受力体系时, 需对原结构进行鉴定和加固。

2 混凝土结构加固探讨

2.1 直接加固的一般方法

(1) 置换混凝土加固法。适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土加固, 且加固后不影响建筑物的净空, 但存在施工时湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。 (2) 粘贴钢板加固法。特点是施工快速、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, 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。 (3) 加大截面加固法。施工工艺简单、适应性强, 并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固。 (4) 粘贴纤维增强塑料加固法。具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点, 适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。 (5) 有粘结外包型钢加固法, 也称湿式外包钢加固法, 受力可靠、适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸, 但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。 (6) 锚栓锚固法, 适用于混凝土强度等级为C20C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

2.2 间接加固的一般方法

(1) 预应力加固法。该法能降低被加固构件的应力水平, 不仅使加固效果好, 而且还能较大幅度地提高结构整体承载力, 适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固。 (2) 增加支承加固法。该法简单可靠, 但易损害建筑物的原貌和使用功能, 并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

3 砌体结构加固方法

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类, 设计时, 可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

3.1 适用于砌体结构的直接加固方法

(1) 钢筋混凝土外加层加固法。该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强, 砌体加固后承载力有较大提高, 并具有成熟的设计和施工经验适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长, 对生产和生活有一定的影响, 且加固后的建筑物净空有一定的减小。 (2) 钢筋水泥砂浆外加层加固法。该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近, 但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固。 (3) 增设扶壁柱加固法。该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近, 但承载力提高有限, 且较难满足抗震要求, 一般仅在非地震区应用。

3.2 适用于砌体结构的间接加固方法

(1) 无粘结外包型钢加固法。该法属于传统加固方法, 其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少, 受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸, 又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;缺点为加固费用较高, 并需采用类似钢结构的防护措施。 (2) 预应力撑杆加固法。该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力, 且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。

4 钢结构加固的主要方法

4.1 改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件, 增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法;改变结构计算图形的一般加固方法: (1) 对结构可采用下列增加结构或构件刚度的方法进行加固: (1) 增加支撑形成空间结构并按空间结构验算; (2) 加设支撑增加结构刚度; (3) 增设支撑或辅助杆件, 使结构的长细比减小以提高其稳定性; (4) 在排架结构中重点加强某一列柱的刚度, 使之承受大部分水平力, 以减轻其它柱列负荷; (5) 在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索, 以加强结构的刚度。 (2) 对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固: (1) 改变荷载的分布; (2) 改变端部支承情况; (3) 增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构; (4) 调整连续结构的支座位置; (5) 将结构变为撑杆式结构; (6) 施加预应力。 (3) 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固: (1) 增设撑杆变桁架为撑杆式结构; (2) 加设预应力拉杆。

4.2 裂纹的修复与加固

结构因荷载反作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时, 应设法修复。在修复前, 必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性, 有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施, 对不宜采用修复加固的构件, 应予拆除更换。

5 结语

建筑物维护、改造与加固, 作为建设行业的一个新兴领域, 体现了现代新技术、新产品、新工艺、新设备的最新成就, 对促进旧城改造、提升城市景观、建设资源节约型、环境友好型社会等具有重要意义。我国的建筑加固业也随着市场的需求迅速发展起来, 预计今后相当长的一个时期, 对既有建筑物结构的改造加固工程的发展潜力非常大。

摘要：建筑物维修和加固改造问题的研究已成为国内外工程界关注的重要课题.文章介绍了建筑物维修和加固改造的重要性, 及其发展的必然趋势, 对目前工程界常用的钢筋混凝土结构的加固方法进行了介绍和分析。

关键词：建筑物,维修,加固,技术