钢筋混凝土结构加固新技术应用
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目前由于建筑物的使用功能的改变,需要对原有的现浇板和梁进行结构加固处理,一般对梁加固是采用粘碳纤维、粘钢板和在原有结构梁外侧增加“U”形梁等方式进行,对结构板的加固是将原结构板的底部混凝土保护层剔除,下面采用植筋等方式增加钢筋并浇筑混凝土来提高结构板的承载力。
这需要在原有的结构板底搭设支撑架和安装模板。
若采用这些传统的施工工艺将投入大量的支撑钢管、扣件和可调顶托,故造价较高。
特别是在一些高大空间进行加固施工时需要的支撑钢管、可调顶托和扣件数量会更多。
结构加固施工的建筑物多半是已经竣工验收投入使用,支撑钢管、可调顶托和扣件自重较大,人工搬运困难,增加了结构加固施工的周期。
为减少结构加固的施工周期和降低结构加固的施工成本,本文在该类型的施工中,使用了无支撑模板施工工艺,大幅缩短了施工周期,减少了不少劳动力成本,同时也降低了施工的安全风险,取得了较好的经济效益和社会效益,值得推广。
1、工程概况綦江时代广场项目位于重庆市綦江区綦江东高铁站,该项目属于綦江东站的配套工程,建筑总面积40万 ㎡。
本次由于站前广场需要增加飞行影院,对已经施工的站前广场约510 ㎡的钢筋混凝土结构梁和板进行加固处理。
需要进行结构加固区域的下部是公共客运中心停车场,停车场地面金刚砂耐磨地坪已经施工完成。
结构加固层层高7 m。
建设单位要求尽量减少施工期间对板底空间交通影响时间。
2、施工工艺适用范围无支撑模板施工工艺适用于各种钢筋混凝土板底加固施工,特别适用于高空间大跨度结构板加固的模板施工。
采用本施工工艺可以减少现场支撑钢管、扣件和可调顶托的使用量,也可以减少支撑体系的搭设和拆除工作,提高了施工效率,缩短了施工工期。
3、施工工艺特点3.1 无支撑模板体系不设支撑立柱和横向拉杆本施工工艺主要用于结构加固施工,利用原钢筋结构作为模板和施工荷载的受力支撑点。
这样不用从地面设置支撑立柱和横向的拉杆。
在模板体系安装完成后还不影响下部的通行。
3.2 无支撑模板体系安装和拆除简单由于无支撑模板体系无支撑立柱和横向拉杆,在施工时不用按常规的模板支撑体系搭设支撑架。
碳纤维加固法在钢筋混凝土柱补强施工中的应用发布时间:2021-12-31T07:06:28.215Z 来源:《建筑实践》2021年第8月22期作者:朱磊[导读] 本文解析了钢筋混凝土柱结构补强的技术特点、施工工艺朱磊云南国土资源职业学院云南昆明650000摘要:本文解析了钢筋混凝土柱结构补强的技术特点、施工工艺,并紧密结合自己在工程中的实践经验,介绍了钢筋混凝土柱结构补强的施工技术、施工工序质量的控制措施。
关键词:碳纤维加固结构补强实践应用随着社会经济的高速发展,建筑行业市场对现代建筑物的使用要求越来越高,钢筋混凝土柱由于具有承载能力高、抗震性能好等优点,已逐步在现代建筑施工得到广泛应用。
在工程实践中,当钢筋混凝土柱承受荷载超出其自身承载极限时柱体就会发生损伤变形,及时进行结构补强是确保建筑结构安全的重要手段,现结合在一综合楼项目中钢筋混凝土柱结构补强的施工实践进行分析。
一、碳纤维加固结构补强的原理钢筋混凝土柱是建筑结构中重要的受力构件,属于压弯构件,主要承受轴力,这种受力状态决定其延展性小,当钢筋混凝土柱不能满足安全性、耐久性和适用性要求时,就须进行结构加固补强。
碳纤维布加固法作为钢筋混凝土柱常用的结构补强方法,补强效果具有耐腐蚀性、耐渗性、减震性能好等特点。
碳纤维布加固法的原理是用粘合剂将碳纤维布粘贴在柱构件的表面,碳纤维的包裹对柱产生环箍作用,在一定程度上提高了柱的轴心抗压强度,碳纤维对柱产生的横向约束作用还可显著提高柱在水平荷载下的延性,满足轴压比的延性要求。
二、钢筋混凝土柱碳纤维加固法的应用实践1、工程概况某学校教学楼,建筑面积9120m2,结构形式为钢筋混凝土框架结构,6层,总高22米,混凝土标号C30。
该教学楼使用年代久远,经第三方机构进行房屋鉴定后需对该建筑结构进行补强加固,由设计单位对钢筋混凝土柱承载力和延性的核算,确定对钢筋混凝土柱采用碳纤维布加固法补强,即采用沿整个柱高范围包裹3层碳纤维布,经碳纤维加固后将有效提高柱的抗剪承载力和延性,以确保建筑物的使用安全。
国内外抗震加固新技术的比较与应用随着科技的不断发展和人们对安全的需求提高,抗震加固技术成为了建筑领域备受关注的话题。
在国内外,各种新的抗震加固技术层出不穷,它们在改善建筑物的抗震能力、减少地震灾害造成的损失方面发挥着重要作用。
本文将就国内外抗震加固新技术进行比较,并探讨其在实际应用中的效果和前景。
1. 钢筋混凝土结构加固技术国内外都在积极研究和应用钢筋混凝土结构的加固技术。
通过在混凝土结构上增加钢筋、外包钢筋混凝土、加固节点等方法,来提高建筑物的抗震能力。
在国外,一些先进的钢筋混凝土加固技术已经相对成熟,如西方国家常用的FRP加固技术(玻璃纤维增强聚合物加固技术),相对轻便、施工方便并且经济效益明显。
国内也在积极推广FRP加固技术,通过应用纤维增强材料、碳纤维等,来提高混凝土结构的抗震性能。
钢结构是一种轻量化的结构体系,具有较好的韧性和延性。
钢结构加固技术在国外得到了较为广泛的应用,如对钢框架的加固技术、钢管混凝土柱的加固技术等。
钢结构加固技术在国内也得到了较多的研究和应用,通过加固梁柱节点、增加钢板、加固钢管等方法,来提高钢结构的抗震性能。
3. 隔震技术隔震技术是近年来国内外广泛研究的一种抗震加固技术。
通过在建筑底部设置隔震装置,使建筑可以与地面进行相对独立的振动,从而减小地震作用传递到建筑上的影响。
隔震技术在国外应用较为广泛,如日本的基础隔震技术和新西兰的橡胶隔震技术等。
国内也在积极推广隔震技术,并在一些地震频发的区域应用取得了良好的效果。
4. 预制装配式抗震结构技术预制装配式抗震结构技术是一种将建筑结构预先制作成标准构件,再进行现场拼装的技术。
这种技术可以提高建筑的施工效率,减少对现场环境的影响,并且可以有效减小建筑物的自重,提高抗震性能。
国外一些发达国家如美国、日本等都在积极研究和应用预制装配式抗震结构技术。
而在国内,这种技术也逐渐得到了重视,并在一些地区得到了推广应用。
二、抗震加固新技术在实际应用中的效果抗震加固新技术的应用可以有效提高建筑物的抗震能力,减小地震造成的破坏。
钢筋混凝土结构碳纤维加固补强施工工法钢筋混凝土结构碳纤维加固补强施工工法一、前言钢筋混凝土结构是建筑物和桥梁中常见的结构形式,但随着使用年限的增加和外部荷载的不断改变,结构往往会出现疲劳、腐蚀和裂缝等问题,使其承载能力下降和安全性受到威胁。
为了提高结构的承载能力和延长使用寿命,钢筋混凝土结构碳纤维加固补强工法应运而生。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点钢筋混凝土结构碳纤维加固补强工法具有以下特点:1. 轻质高强:碳纤维具有轻质高强的特性,可以提高结构的抗弯、抗剪和承载能力;2. 灵活性:碳纤维可以按照需要进行构件加固和薄壁板弯曲加固,适用于不同形式和要求的结构;3. 耐久性:碳纤维具有优异的抗腐蚀性能,能够延长结构的使用寿命;4. 施工方便:加固材料轻便易携带,施工过程简便快捷,既能够在运营中进行,又能够在停工期间进行;5. 经济性:相对于传统加固方法,碳纤维加固的成本较低且施工周期较短。
三、适应范围钢筋混凝土结构碳纤维加固补强工法适用于以下结构:1. 梁、柱、板、墙等混凝土构件的加固;2. 梁、板、墙等混凝土构件的薄壁板弯曲加固;3. 结构出现裂缝或疲劳损伤的修补。
四、工艺原理钢筋混凝土结构碳纤维加固补强的工艺原理是通过将碳纤维布或碳纤维板粘贴在结构表面,并使用特殊的环氧树脂胶进行粘结,形成一个新的整体结构。
碳纤维材料具有很高的强度与刚度,可以在结构中承担一部分的荷载,通过与原结构的协同作用,提高结构的承载能力和抗震性能。
五、施工工艺钢筋混凝土结构碳纤维加固补强的施工工艺主要包括以下几个阶段:1. 表面处理:清理结构表面的杂物和污垢,修补和加固结构表面裂缝;2. 准备碳纤维材料:根据设计要求,将碳纤维布或碳纤维板切割成需要的形状和尺寸;3. 粘结处理:使用环氧树脂胶将碳纤维材料固定在结构表面,确保胶层和碳纤维之间的紧密粘结;4. 压实与固化:使用专用的压实工具对碳纤维材料施加压力,使其与结构表面牢固连接,并等待环氧树脂胶完全固化;5. 后续处理:根据需要进行加固区域的涂漆等后续处理。
钢筋混凝土结构加固设计的方法与实践案例分析目录1. 内容概括 (2)1.1 钢筋混凝土结构加固的重要性 (2)1.2 加固设计的目的和内容 (3)1.3 文档结构概览 (5)2. 加固设计理论基础 (6)2.1 材料特性与加固方法评价 (7)2.2 结构损伤诊断与评估 (8)2.3 加固设计的数学模型与计算方法 (10)3. 常见加固设计方法 (11)3.1 增加外部支承 (13)3.1.1 加设框架或剪刀墙 (14)3.1.2 底卸荷等方法 (15)3.2 增强构件强度 (16)3.2.1 加固混凝土或增大截面 (17)3.2.2 植筋或粘钢加固技术 (19)3.2.3 碳纤维增强材料的应用 (20)3.3 提升梁板结构和抗震性能 (22)3.3.1 增配抗震钢筋 (24)3.3.2 增设抗震支撑 (25)3.3.3 加固节点和连接部位 (27)4. 加固设计与施工技术 (29)4.1 设计与施工结合的技术要点 (30)4.2 加固材料与工艺设备的选择 (31)4.3 加固现场施工的质量控制 (33)5. 钢筋混凝土结构加固案例分析 (34)5.1 实际加固项目概述 (35)5.2 加固设计过程与关键参数构成 (37)5.3 施工细节与质量检验 (38)5.4 加固前后的性能对比与总结 (40)5.5 加固效果与长期监测研究 (41)6. 加固设计的现代化趋势与技术创新 (43)6.1 智能化无损检测技术 (45)6.2 物联网在结构健康监测中的应用 (46)6.3 预应力与高性能混凝土的研究进展 (47)1. 内容概括本文档旨在探讨钢筋混凝土结构加固设计的方法与实践案例分析。
首先,概述钢筋混凝土结构加固的必要性和重要性,包括常见的加固需求原因以及加固对结构寿命和安全性能的提升作用。
阐述现阶段常用的钢筋混凝土结构加固设计方法,涵盖内加固、外加固、地基加固等多种形式,并对每种方法的特点、适用范围以及设计要点进行详细介绍。
建筑物加固改造技术的发展与应用摘要:随着城市建设的不断推进,越来越多的建筑物需要进行改造和加固。
传统的加固方法存在成本高、施工难度大等问题,而新技术和新材料的应用,则为建筑物加固提供了更为有效和可靠的解决方案。
本文将从炭纤维布加固技术、化学植筋和结构粘钢加固技术等多个方面入手,探讨建筑物改造加固的新技术和新材料,以期为相关行业提供参考。
关键词:建筑工程;加固改造;技术应用与发展引言:本文介绍了建筑物改造加固的新技术和新材料,重点探讨了炭纤维布加固技术及其分类、优点,以及化学植筋和结构粘钢加固技术的优点和应用方法。
同时,通过南京市市政管理局办公楼加固工程等案例,详细介绍了这些新技术在实际工程中的施工步骤和效果,对建筑物加固行业的发展具有一定的参考价值。
一、国内外建筑加固技术改造的应用现状及发展前景建筑加固技术改造是指对已有的建筑进行加固处理,提高其抗震、抗风、抗震等能力,延长使用寿命,保障建筑安全的一种技术手段。
随着现代社会的发展,城市化进程加快,建筑加固技术改造越来越受到人们的重视。
我国建筑加固技术改造已经得到了广泛的应用,尤其是在地震多发区,政府大力推进地震安全鉴定和加固工程。
在2013年的雅安地震后,四川省政府对受损房屋进行了全面的安全鉴定和加固改造。
此外,在城市更新、老旧小区改造等方面,建筑加固技术改造也得到了广泛应用,尤其是在受到自然灾害冲击的地区,政府和社会各界都在积极推动建筑加固技术改造的发展。
建筑加固技术改造的发展前景非常广阔,随着经济和社会的发展,城市化进程加快,建筑加固技术改造将会得到更广泛的应用。
二、旧建筑物改造及加固的新技术和新材料旧建筑物改造及加固的新技术和新材料是为了延长建筑物的使用寿命、提高安全性能和减少能源消耗而发展出来的一系列技术和材料。
(一)旧建筑物改造及加固的新技术当前,我国旧建筑物改造及加固常用的新技术如下:第一,钢结构加固技术。
这种技术是通过在原有结构上添加钢结构的方式来提高建筑物的抗震和抗风能力。
钢筋混凝土桥梁上部结构加固技术与应用摘要:本文对现有部分钢筋混凝土桥梁上部结构加固技术进行了综述,对部分加固方法的设计要点及施工工艺进行了详细的论述,并介绍了近几年刚刚出现的新的加固技术。
关键词:桥梁上部结构加固技术施工工艺1、前言桥梁是公路的主要组成部分,维护桥梁的使用状态是确保公路畅通、行车安全的关键。
然而,由于受到超限车辆、大交通量以及各种环境因素的作用和影响,公路桥梁在设计使用期内会产生一系列病害,如钢筋混凝土板裂缝、钢筋锈蚀混凝土材料的劣化等病害,同时,随着时间的推移,大量的钢筋混凝土桥梁将步入“老龄化”,这些因素对桥梁结构的安全性、适用性、耐久性都产生了较大的影响,不同程度地造成桥梁承载力降低,甚至危及到桥梁的安全运营。
结合桥梁加固项目的实施,许多新材料、新工艺、新方法在工程中得以推广应用,并总结出许多工艺简单、造价低廉、施工方便的实用技术,显著提高了危旧桥梁的加固维修水平,增加了桥梁改造技术的科技含量。
随着大量公路桥梁加固工程的实施,不但对传统桥梁加固技术做到了灵魂运用,也提出了一些具有创新意义的新的加固方法。
下面就近几年对钢筋混凝土桥梁上部结构加固方法的施工技术进行介绍。
2、桥梁上部结构加固技术方法2.1粘贴钢板加固法:2.1.1粘贴钢板加固法采用粘结剂和锚固栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其他薄弱部位,使钢板与加固混凝土结构形成整体,以提高构件的抗弯、抗剪能力,提高原结构的刚度,限制裂缝的发展,改善钢筋与混凝土的应力状态。
当粘贴钢板拟提高梁的抗弯强度时,钢板粘贴在构件底面,此时钢板和混凝土作为整体受力考虑,以钢板和混凝土的局部剪切强度控制设计;当提高梁的抗剪强度时,钢板可粘贴在构件侧面,并与原构件内抗剪钢筋方向一致。
钢板的规格宜薄而且要宽,厚度一般在4.5-6mm;宽度板底为20cm,板侧一般为10cm左右。
粘贴钢板补强加固的合理设计应控制在钢板发生屈服之前,混凝土不出现剪切破坏。
1、什么是结构粘钢加固结构粘钢加固是一种建筑结构工程的加固新技术。
用特制的结构胶粘剂,将钢板粘贴在钢筋混凝土结构的表面,能达到加固和增强原结构强度和刚度的目的。
2、结构粘钢加固有什么优点结构粘钢加固方法,与其他的加固方法比较,有许多独特的优点和先进性,主要有:1、坚固耐用: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,结构的强度和刚度都能满足设计的要求。
2、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,并能根据业务要求,在不停产不影响使用的情况下完成施工,受到用户的普遍赞扬。
3、简洁轻巧:与其它加固方法比较,粘钢加固的施工,干净利落,比较简便,现场无湿作业。
完成加固后的结构外观不改变,比较轻巧,钢板薄,结构自重增加极微,不会导致建筑物内其他构件的连锁加固。
4、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。
5、经济合理:由于施工快,避免或减少工厂停产时间,节约加固材料,与其它加固方法比较,粘钢加固的费用大为节省,经济效益很高。
3、结构粘钢加固在什么情况下应用(1)钢筋焊接点断裂加固(2)施工中漏放钢筋加固(3)混凝土标号达不到,提高结构强度加固(4)加层抗震加固(5)阳台根部断裂加固(6)牛腿接点加固(7)悬挂式吊车梁提高荷载加固(8)楼面荷载集中力加固(9)火灾后梁柱砼烧坏加固(10)混凝土柱子牛腿断裂加固(11)桥式吊车梁加固(12)薄腹梁断裂加固(13)爆炸冲击波破坏梁体加固(14)提高楼面荷载加固(15)屋架梁下弦腐蚀严重露筋加固(16)断梁加固(17)截柱加固(18)减震加固(19)梁柱受化学腐蚀的粘钢加固(20)旧房改造综合加固(21)生命线建筑物抗震加固(22)剪力墙开1.6M以下的圆洞加固,开1M X 2M以下的门洞加固(23)桥梁断裂、旧桥维修加固(24)提高柱子承载力解决柱子轴压比超标加固“壁可”法和钢板贴合法在危桥加固中的应用1.应用前景随着我国公路建设的加快,公路运输能力逐年提高,这就要求公路桥梁承载力相应加大,但目前我国“文革”及其以前的公路桥梁设计承载力普遍偏低,且年久失修,其实际承载力已大大下降,我国仅重庆地区就已有八座大中桥梁已处于危桥状态,加固补强技术有着广阔的应用前景。
钢筋混凝土梁粘钢结构加固施工工法钢筋混凝土结构是我国工业与民用建筑中广泛应用的一种结构。
随着人们对结构安全性、适用性和耐久性要求的不断提高,对现有混凝土结构的维护、维修和加固也越来越受到关注和重视。
目前国内常用的混凝土梁加固方法有加大截面法、混凝土置换法、粘贴纤维复合材料加固法、预应力加固法、增设支点加固法等。
然而,这些方法都存在一些问题,如施工时间长、施工复杂、施工费用高等。
XXX在总结多年类似工程施工经验的基础上,利用科技创新手段,完成了“钢筋混凝土梁粘钢结构加固施工技术研究”课题。
该技术通过粘钢板、粘U型箍板,植负弯矩加强筋、植螺栓固定等措施的综合应用,很好地解决了XXX处负弯矩承载力不足引起的质量缺陷。
该成果于2010年7月通过XXX组织的技术鉴定,达到国内先进水平。
该成果具有技术先进、质量可靠、施工速度快、成本低等优点。
该工法的特点包括:基本不增加被加固构件断面尺寸和重量,不改变构建外形和使用空间;施工简便、快捷,湿作业少,施工速度快,可避免或减少停用时间;可以有效封闭混凝土结构裂缝,延长结构使用寿命;对原结构加固效果显著,坚固耐用;节约加固材料,节省加固费用,经济效益高。
该工法适用于因设计或施工不当、使用功能改变等引起的承受静荷载作用的梁支座处负弯矩承载力不足的构件。
加固构件长期使用的环境温度不高于60℃,相对湿度不大于70%及无化学腐蚀,否则应采取有效的防护措施。
加固钢板厚度宜在2~6mm之间,若此厚度不能满足设计要求,应选用别的加固方法。
被加固混凝土结构构件,其现场实测混凝上强度等级不低于Cl5,且混凝土表面的正拉粘结强度不低于1.5Mpa。
钢板和U型箍板需要根据锈蚀情况,用砂轮机打磨除锈和粗糙处理。
打磨后,钢板应该呈现金属光泽,粗糙度越大越好,打磨纹路应该与受力方向垂直。
最后,用脱脂棉蘸丙酮擦净表面并待其完全干燥备用。
按照设计要求,在加固位置标记加强筋和螺杆,并标示除锈清理的长度范围。
混凝土结构加固技术及应用实例一、引言混凝土结构是建筑物中最常用的结构形式之一,但由于长期使用和自然环境的影响,混凝土结构容易出现裂缝、变形等问题,甚至出现安全隐患。
因此,加固混凝土结构成为保障建筑物安全的重要措施。
二、混凝土结构加固技术1.钢板加固技术钢板加固技术是一种常见的混凝土结构加固方法,主要是通过在混凝土表面贴上钢板,增强混凝土的承载能力和抗震能力。
该方法适用于混凝土结构裂缝较小、变形较轻的情况。
2.碳纤维加固技术碳纤维加固技术是一种新型的混凝土结构加固方法,主要是通过将碳纤维布贴在混凝土表面并进行固化,增强混凝土的承载能力和抗震能力。
该方法适用于混凝土结构裂缝较大、变形较严重的情况。
3.钢筋加固技术钢筋加固技术是一种传统的混凝土结构加固方法,主要是通过在混凝土内部加固钢筋,增强混凝土的承载能力和抗震能力。
该方法适用于混凝土结构裂缝较严重、变形较大的情况。
三、混凝土结构加固应用实例1.钢板加固应用实例东京塔是一座高度333米的钢铁铸造塔,因受地震和强风的影响,外部混凝土表面出现了许多裂缝和鼓包。
为了增强其抗震能力,采用了钢板加固技术。
将厚度为8毫米、宽度为600毫米的钢板贴在外部混凝土表面,并进行固定,增强了其承载能力和抗震能力。
2.碳纤维加固应用实例上海红星美凯龙广场是一座高层建筑,由于长期使用和自然环境的影响,部分混凝土结构出现了裂缝和变形。
为了增强其承载能力和抗震能力,采用了碳纤维加固技术。
将碳纤维布贴在混凝土表面,并进行固化,增强了其承载能力和抗震能力。
3.钢筋加固应用实例广州白云机场是一座重要的航空交通枢纽,由于长期使用和自然环境的影响,部分混凝土结构出现了裂缝和变形。
为了增强其承载能力和抗震能力,采用了钢筋加固技术。
在混凝土内部加固钢筋,增强了其承载能力和抗震能力。
四、结论混凝土结构加固技术是保障建筑物安全的重要措施。
钢板加固技术适用于裂缝较小、变形较轻的情况,碳纤维加固技术适用于裂缝较大、变形较严重的情况,钢筋加固技术适用于裂缝较严重、变形较大的情况。
钢筋混凝土结构加固新技术应用
王新磊200919040712 水电0903
文摘要:对RC结构加固新技术(FRP加固、钢丝网水泥砂浆加固、预应力加固技术以及消能减震加固)加固特点、应用范围以及应用前景进行详细评述,指出加固方案确定应根据不同结构、构件特点并充分考虑结构和构件的性能水平和性能目标,其结论可供类似工程借鉴。
关键字:钢筋混凝土结构,RC结构,加固
1 研究背景。
当工程结构遭受地震破坏,或由于结构设计与施工失误、建筑物使用功能变更与增层、老旧建筑设防标准过低、抗震规范条款变动等因素都必须对结构进行抗震加固,以提高结构的抗震性能。
对于大量既有建筑,特别是GBJ11-89抗震规范实施以前建造的建筑,均需要进行抗震鉴定与加固。
因此,为了有效减轻地震灾害,在研究结构抗震设计理论与方法的同时,还应该加强对既有建筑抗震加固方法的研究。
2 RC结构加固新技术研究进展。
以往抗震加固是以结构的安全性为重点,而对建筑外观、使用功能甚至施工周期很少顾及。
随着我国经济实力的增强,抗震加固新技术的出现,抗震加固手段愈来愈多,给工程师以充分发挥的余地,现将有代表性几种加固方式进行综述,着重论述其适用范围以及应用前景,以便为相关工程提供借鉴。
2.1FRP抗震加固技术。
纤维增强塑料(FRP)近年来利用航天、航空工业取得的成就,在民用建筑领域的开发和应用中受到很大重视,进行了广泛的研究,取得了很大的进展。
具有许多优点,作为混凝土结构加固和修补材料,得到广泛应用,开辟了一条高效、方便、经济的加固修补混凝土结构的新途径。
2.1.1 FRP加固特点。
FRP具有强度高(2500~3550MPa)、性能好(抗蚀)、重量轻(比重1.8g/cm3)、厚度薄(每层厚0.1~0.21mm)的优点,基本不增加结构尺寸、结构自重以及不影响结构外观,在结构的修补和加固中得到越来越广泛的应用,尤其具有以下技术优势:高强高效,施工简捷,施工周期短,施工机具少,操作简单,具有极佳的耐腐蚀性和耐久性,适用面广,施工质量容易保证,对结构的影响小。
不足之处:(1)弹性模量低 (2)环氧树脂的耐火性与耐高温性能差(3)延性不足(4)环氧树脂层传递的剪力有限。
2.1.2 FRP加固技术研究方向。
FRP加固中的缺陷在一定程度上限制了它在加固领域中的应用,尤其是弹性模量与环氧树脂层传递的剪力两方面。
因为结构往往不仅要求强度加固,还需要刚度加固,因此应采用预应力的加固方法,即先对FRP施加预应力再外贴到结构上对结构进行加固,能克服FRP材性上的缺点,对结构同时进行有效的强度与刚度加固,并能充分发挥FRP的高强性能,防止发生粘结破坏,从而使得FRP能更广泛地应用于结构加固领域。
预应力FRP加固受弯构件的试验及理论研究结果表明,构件开裂荷载与抗弯刚度较非预应力FRP 加固的受弯构件有明显提高,屈服荷载下的挠度与极限荷载下的挠度较非预应力碳纤维布构件有明显减小,FRP最大应变较非预应力FRP加固构件有明显增大,且破坏时没有粘结破坏迹象,控制适当的预应力水平,并不会引起构件延性不
足。
2.2 钢丝(筋)网水泥砂浆抗震加固技术。
钢丝(筋)网水泥砂浆是以钢丝网或钢筋网和加筋为增强材料,水泥砂浆为基材组成的薄层结构,钢丝(筋)网也可以用其他合适的金属材料代替。
与混凝土相比,钢丝(筋)网水泥砂浆的主要特点是配筋分散性好和骨料颗粒粒径小,因此,具有更好的抗裂、抗渗和韧性。
2.2.1 钢丝(筋)网水泥砂浆加固优势
其技术优势主要表现在:
(1)施工便捷,施工工效高,不需大型施工机具,无需现场固定设施,施工占用场地少。
(2)具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能。
试验表明,钢丝(筋)网水泥砂浆加固修补混凝土结构有良好的耐腐蚀性及耐久性,可以抗拒建筑物经常遇到的各种酸、碱、盐对结构物的腐蚀。
(3)适用面广。
钢丝(筋)网水泥砂浆加固修补混凝土结构可广泛适用于多种结构类型、结构形状及多个结构部位的加固修补。
(4)施工质量易保证。
由于钢丝(筋)网比较柔软,即使加固的结构表面不是非常平整,也基本可以保证有效粘贴率。
(5)对结构形状和外观影响不大。
水泥砂浆是一薄层,一般只有15~25mm 左右,基本不增加原结构质量及几何尺寸。
(6)经济效益好,价格便宜。
每m2钢丝网价格是FRP的1/15~1/30。
(7)具有很好的耐火性与耐高温性能。
钢丝(筋)网水泥砂浆是无机材料,解决了FRP加固因使用有机环氧化物而产生的问题。
2.2.2 钢丝(筋)网水泥砂浆加固技术研究方向
钢丝(筋)网水泥砂浆加固的研究在近年来已取得了一定的进展,但与其他许多成熟领域相比,还有许多问题没有解决。
(1)钢丝(筋)网水泥砂浆加固研究的一个重大问题是试验数据仍很缺乏,尤其是在国内,这一问题更加突出。
现有的研究大多是集中在对混凝土梁加固的静载抗弯性能研究,而对混凝土梁抗剪、混凝土柱的静载试验以及动力性能和疲劳性能研究极少,甚至没有。
而且现有的研究都是一次受力研究,没有考虑实际加固的二次受力性能。
(2)虽然有些学者对钢丝网水泥这种构件本身承载力的计算提出了一些方法,但对于加固后构件的计算没有系统的研究和分析,限制了这种加固方法的实际应用。
2.3 预应力抗震加固技术。
在桥梁和建筑物加固领域中,体外预应力加固法已愈来愈受到人们的关注,它克服了采用其它方法加固材料中普遍存在的应力滞后的弱点,保证了新旧材料和结构的整体性与协同工作。
工程实践表明采用预应力法加固桥梁和建筑物不仅能提高其承载力,还可以减小挠度和裂缝宽度,提高结构的弹性恢复力,并且具有施工方便,不占用空间等特点。
体外预应力技术在设计理论还是材料设备、施工工艺上都取得了一定的进展,应用范围从早期PC桥梁拓展到了建筑结构,从新建结构拓展到了结构的加固改造和临时性预应力结构或施工临时性钢索。
除此之外,体外预应力的应用范围还不仅仅局限于混凝土结构。
评价结构设计的基本原则之一就是看该结构形式是否能够充分发挥材料的力学特性,通过运用体外预应力索,任何具有合理压缩特性的材料都可以被连接起来,在适当的应用环境中是一种合理的结构形式。
在工程实践中,体外预应力己从单纯应用于混凝土结构拓展到了钢结构,木结构,
砖石结构等等,充分证明了其在结构体系方面的优势。
2.4 消能减震加固技术。
由姚冶平提出的该技术目前已被成功地应用于工程中,至今已开始消能减震研究的国家超过25个,工程应用例子已超过300多例。
结果表明,消能减震具有较大经济效益和社会效益,必将成为21世纪主要的结构抗震体系之一。
消能减震是在结构抗侧力构件中设置消能部件,通常由阻尼器等组成,通过其局部变形提供附加阻尼以耗散或吸收由地震输入结构中的能量,减少主体结构地震反应,达到预期抗震加固的目的。
在消能减震结构体系中,消能(阻尼)装置或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态,充分发挥耗能作用,耗散大量输入结构体系的地震能量,从而有效地保护主体结构使其不再受到损伤或破坏。
试验表明,消能减震装置可以有效消耗地震总输入能量,这种设计减震机理明确,效果显著,安全可靠,经济合理,适用范围广和维护方便等特点。
消能减震技术既适用于新建建筑结构,又可用于已有建筑物的抗震加固、维修。
消能器的布置应考虑结构的工作性能、建筑功能和经济等要求,综合比较选择相对较好的方案。
对于给定的结构,在消能数量一定的情况下,可根据可控度的概念,采用最优放置的顺序逼进法来确定消能支撑的最优布置方案。
将层间变形的均方值定义为最优位置指数。
2.5 隔震加固技术。
该方法是隔震技术在抗震加固领域中的应用,通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上,以减小上部结构地震反应,从而保证建筑物内人员、设备的安全。
目前已研究出的隔震方法有:橡胶垫隔震、滑移隔震、滚珠或滚轴隔震、摆动隔震、悬吊隔震、弹簧隔震等。
目前较多的做法是将隔震层放在原结构基础上,即基础隔震。
隔震加固法用于现有建筑抗震加固在美国、日本等国已有成功的工程实例,如美国对盐湖城大厦、洛杉矶政府大楼等几十栋建筑就是采用此法进行了加固。
日本对一些办公楼、机场等大型公共建筑也是采用此方法进行了加固,效果十分明显。
3 存在问题及展望。
对于建筑物维修和加固改造,可能有不同的改造思路和实施方案,在具体进行维修加固时,应结合建筑物结构的特点、当地的具体条件等因素综合判断。
此外,本文作者以为现有加固应与结构和构件性能要求相结合,不同结构、构件应采用不同性能水平的加固方法和加固深度,应在充分进行经济性、技术性和可靠性等多方面分析比较后,选择出满足多目标(不同性能目标)、多水准(不同性能水平)要求的合理加固方法和加固程度。
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