随着人们生活水平的提高,对房屋建筑提出了更高的要求,土地是**的资源,建设节约型社会不允许无限度地铺摊子占用大量耕地搞建设。旧城改造、旧建筑物的维修加固、拓展应用是城市建设的必然选择之一。通过对建筑物的加固改造来增层、扩建、改变用途,使旧建筑焕发新活力。工程中的缺陷可能源自于劣质的材料或施工中的疏忽,甚至是设计的错误、有害环境的侵蚀或混凝土等材料的老化,这些缺陷的处理需要结构维修和加固,对旧建筑不符合抗震设防要求的也需要进行结构的抗震加固。
粘钢加固法1960年在瑞士和德国,基于L‘Hermite和Bres—son的工作,发展了外粘钢板加固钢筋混凝土结构的方法,就是用薄钢板或其它钢衬通过一种双组份环氧粘合剂粘于混凝土结构表面产生三相材料,混凝土—胶—钢板的复合系统。该法具有方案设计及结构计算简单,不损伤原混凝土构件,施工方法简便,*,现场作业量小,对原构件外形尺寸影响小等优点。在国际上是一种适用面较广的加固方法,不仅建筑,而且公路桥梁也普遍采用。已经粘在混凝土梁受拉表面的钢板能提高抗弯能力,同时也能提高抗弯刚度并相应减少挠度和开裂。
结构加固概述 1.1、加固原因加固学是随屋结构学发展而发展起来的。从加固的范围看主要原因有: (1)尚未建成但由于施工质量问题; (2)结构老化后进行改造加固; (3)结构封**尚未使用就要改造而引起的加固; (4)因灾害引起的加固。 1.2、加固工作程序可靠性-加固方案选择-加固设计-施工组织设计-施工-验收。 2、传统加固方法 即加大截面法,是在现有混凝土构件外加钢筋混凝土,原混凝土构件截面面积,达到提高结构承载力的目的,加大截面法的优点是*施工,适用面广,可广泛用于一般梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。缺点是现场湿作业工作量大,养护期较长,对生产和生活有一定影响;对结构外观及房屋净空也有一定影响,且嵌入的钢筋锈蚀和混凝土劣化的危险性很大。 加在截面法的加固效果与原结构在加固时的应力水平,结合面构造处理,施工工艺,材料性能以及加固时是否卸载等因素直接相关。加大截面法在设计构造方面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,其中关键是剪力和拉力。今后欲使这一加固技术更有效的方法是使用具有高张拉应变能力,低收缩性能的材料。
由于加固技术出现的历史并不长久,在各种不同的加固方法中,我们对修复与加固混凝土结构的实质经验有限,很多加固方法特别是较新型的加固技术缺少必要的试验数据,设计施工标准及试验标准。对各种加固方法的受力特性及施工要点的研究还需要进一步深入。如加固结构的二次受力工作机理及计算方法研究;各种加固材料及外包和粘贴形式对原有结构的抗弯、抗剪、抗疲劳、延性、耐久性等试验研究。结构胶的力学性质,是保证钢筋混凝土结构与各种加固板材能否形成——个整体联合工作的关键,但对结构胶本身的力学特性如其本身与结构关系、抗拉性能、抗剪性能、流变性能有待进一步研究。引用有限元理论研究混凝土—粘结剂—加固材料应力应变,其受力模型的建立及计算方法的实现,以计算其受力特征。对各种加固形式进行可靠度分析,提出相应的实用计算模型及公式,并与现行规范相接轨,如采用分项系数形式和采用可靠度校准分析等,此项研究已列入我国国家基础研究重大项目(攀登计划)《重大土木与水利工程安全性与耐久性的基础研究》。中国建材院和冶金部建筑研究总院开发出修补用自流平砂浆,冶金部建筑研究总院正在进行碳纤维应用技术的研究,中国水科院研制出的机器设备地螺栓锚固剂,中国建筑科学研究院已经开展了混凝土结构后装锚固技术的研究,并将编制有关的行业标准。与此同时,中国建筑科学研究院设立了混凝土结构锚载钢筋技术,低价承重膨胀螺栓和提高混凝土强度加固技术等课题。
为避免脆性的板分离破坏,板必须长而薄,或采用足够的锚固,来充分发挥钢板的性能。Jones的试验研究表明:胶粘锚固钢板是钢板锚固的好方式。
(1)重量太大,且为方便操作和处理,在长度上有所限制。
(2)现在难以肯定粘结的耐久性,以及在钢板与胶体界面潜在的锈蚀。
(3)现在加固采用低碳钢,且有与生俱来的锈蚀特性,因此产生了一个额外的维护工作。
(4)环氧树脂等用固化剂结硬后,强度虽高,但有跪性,且一般粘结剂适用面不够广。目前我国东洋机械公司从日本引进并正在研制生产在环境下使用的粘结剂,诸如低温(一20C以下)、高温、水下等环境下的粘结剂收藏。