建筑结构工程钢筋混凝土结构加固设计常用方法探讨

2018-03-29 19:27郭成华
四川水泥 2018年4期
关键词:粘贴碳纤维钢板

郭成华

(辽宁建筑职业学院, 辽宁 辽阳 111000)

对于钢筋混凝土建筑工程结构的使用寿命来说,其影响因素是多方面的,包括有钢筋混凝土自身使用材料的特性,结构设计,施工技术等,在建筑完成后的风霜雨雪的等自然条件的损害,都会给钢筋混凝土结构的建筑带来不同程度的影响,例如墙皮脱落,楼板有害裂缝的出现,钢筋外漏等现象。这显然给建筑在外观,使用功能性带来损害,甚至降低建筑的安全性。因此需要对钢筋混凝土结构工程进行及时且必要的二次加固,以延长建筑的使用年限,保障建筑的安全性,实用性,和美观性。

1 工程中钢筋混凝土结构基本加固方法

由于工程中钢筋混凝土结构的受损程度和受损方式的不同,其加固方法也不尽相同,在当今的工程中一些常见的加固方法有:增大截面法,粘贴纤维布法和粘贴钢板法等。

1.1 加大截面法

就简单的物理知识我们可以得出这样的结论,在所承担的总受力强度不变的前提下,增加建筑的受力面积会使得单位受力响度减小。由此,加大界面法即是通过增大混凝土的有效受力面积,来增大其钢筋混凝土构件的承载力,进而提高整体结构的稳定性,增大建筑的使用安全系数。

就这种方法而言,其原理简单实用,施工工艺成熟可靠,对建筑工程安全系数的提高也十分明显,而且其经济效益很好,所需的加固费用低。但由于这种加固方法约等于新增了受力结构单位,增加在建筑外会改变影响建筑的外观,增设在建筑内则必然会减少建筑的使用空间,还有,加大截面法的施工工艺同建造工程工艺如出一辙,其施工时间,施工作业量均应该是采用这种发方法对结构进行加固所必须要考虑的。

1.2 粘贴碳纤维复合材料法

粘贴纤维布法是指在建筑工程中损伤较为明显的受拉构件部分,使用建筑胶结材料粘贴粘贴碳纤维材料,力例如碳纤维不、碳纤维编织布、碳纤维预浸布等。这些碳纤维材料的受拉强度高于10倍的钢筋抗拉强度,可以起到加固钢板,提高钢筋混凝土结构的抗拉性。并且一般的碳纤维复合材料自重较轻,对建筑的负影响较小,其养护费用较低。

但同时由于碳纤维复合材料的自身特性,其防火耐高温能力较差,其弹性模量相对较小,因此很难适用于刚度较高的结构构件。还有,碳纤维复合材料的延性小,一旦钢筋混凝土构件产生较大形变时,碳纤维复合材料会先一步断裂损坏。

1.3 粘贴钢板法

粘贴钢板法顾名思义即是指在建筑结构构件上增加黏接的钢板,来实现结构的补强。通过粘贴上的钢板来传递和分散原结构上的拉力和剪力,让原有构件和增补的钢板相互作用,共同承担建筑结构。其材料组合特点和钢筋混凝土结构中钢筋和混凝土的组合原理相同。此种方法比较常见于桥梁的加固补强中。

就施工工艺而言,粘贴钢板法工艺简单,所需时间短,也随修随用,不影响建筑的正常使用。而且相对于加大截面法,粘贴钢板所占的体积小,安装在内部对建筑外观的影响不大。但其加固费用会偏高,并存在应力泄后的现象。这种加固方法并不能增加钢筋混凝土结构的刚度,耐久性能也并值得称赞。

2 工程钢筋混凝土结构加固设计方案的选择

上文所述的是目前工程中较为常见的三种钢筋混凝土建筑结构可选的加固方案,其特点,效果,经济性,实用性有较大的区别。而就一项实际工程而言,选择一个或几个方案结合使用是钢筋混凝土加固设计成果的关键,因此就需要充分的了解每一种加固方案的优缺点(这在上文已经有所备述)、需要加固建筑的自身特点并最终设计方案满足钢筋混凝土结构加固要求。来实现建筑的保护和改造。

在钢筋混凝土建筑工程结构的加固设计中,首要目的即是根基实际情况对建筑进行分析,并根据建筑所需要的补强程度,建筑环境所能承受的施工工期和施工影响,以及进行加固工程的资金通入情况来综合的考量选出优选的方案,并对该方案的可行性,实施性开展科学的探究,以确保方案一旦实施可以顺利的完成。就工程经验举例来说,当钢筋混凝土建筑工程结构需要增加的原构件不宜尺寸较大,或自重较大时,且不方便大型器械进场施工时,应选用粘贴碳纤维复合材料的方法;再比如说,当建筑环境可以满足较长的施工周期,和较大的施工空间,要求能加固的方案有很强的抗腐蚀性,就可以根据经济条件选择粘贴钢板法,或增加截面法。

3 工程钢筋混凝土结构加固设计的基本原则

实践性,科学性是建筑工程中的最重要要素,因此拥有充足的工程经验是完成钢筋混凝土结构加固工程的重要一环。在考量建筑工程条件和钢筋混凝土加固方法时,以及在加固施工中应遵循以下几个原则;

对建筑工程加固的最主要目的就是延迟建筑的使用寿命,因此加固工程一定要确保钢筋混凝土建筑工程结构的安全稳定性,力求或得符合要求且较高的安全系数。方便建筑的继续使用和进行其他功能上的改造。

(1)在安全的前提下,要根据具体要求考量加固建筑的施工方便,施工质量,加固对建筑外观的影响以及较好的经济性。

(2)对钢筋混凝土建筑加固工程的设计来说,不应该是单纯的只考虑某个构件的安全性,应对整个工程、整个项目由整体的考量。应增加补强加固工程和原有建筑构件间的契合度。

(3)随着施工技术的发展,一些新工艺,新材料的发展和使用,会大大提高钢筋混凝土建筑工程结构加固的效果,譬如有:化学灌浆法,绕丝加固法等。这些技术和材料必然会给钢筋混凝土建筑加固工程带来新的意想不到的成效,当代建筑人在勇于探索的同时,还需要严谨的作风,保证施工的新技术能满足施工规范和相应的检验标准。

今中国建筑事业在近几十年里取得了举世瞩目的成就,各类别建筑在祖国各地蜂拥而其,但明显的一点是建筑的质量,可修复性和使用年限相距发达国家仍有一定距离。因此应对目前我国的情况,发展建筑结构工程钢筋混凝土结构加固技术是一门急需解决和发展的课题,其对我国建筑事业的持续健康发展有着极为重要的意义。就此,本文尝试性的探讨了建筑结构工程钢筋混凝土结构加固设计常用方法,寄希望能为建筑从业人员提供些许参考的意见。

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