结构工程设计中的混凝土加固措施简述

结构工程设计中的混凝土加固措施简述

曹松

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摘要:工程项目结构可以说是比较核心的一个关键组成部分,只有保障相应工程项目的结构能够具备理想的可靠应用价值,进而才能够充分提升其整体应用效果,这也就需要切实围绕着结构工程项目进行重点分析,促使其能够具备较强的稳定性效果,对于一些存在问题的结构工程进行加固处理也就显得极为必要,这一点在混凝土结构的处理中更是需要引起高度重视。本文就重点从结构工程设计入手,探讨了混凝土结构加固的基本应用表现、具体加固方式以及注意事项,希望能够有助于今后结构工程设计水平的提升。

关键词:结构工程;设计;混凝土加固;措施

—.混凝土结构加固的要求

1.加固后的使用寿命。对于混凝土结构建筑加固与修复后的使用寿命向题,必须由业主与主要承建单位进行商榷后敲定。按照规章来说,通常加固与修复后的混凝土结构建筑的使用寿命为30年。因此,承建单位需要每隔一段时间就派技术人员对其进行详细地检查,按照相关规章,当施工完毕之后的6~8年内需要进行第一次检查,最晚的施工检查必须在施工完毕后的10年内进行。

2.需要保持建筑的原有用途与自然环境。当混凝土的结构建筑加固与修复施工完毕之后,业主必须保持建筑改建前的使用目的与所处自然环境,绝对禁止业主私自改变建筑在设计之初的原有使用用途与目的,保证其可以发挥出最佳的效用。

二.常用加固材料的性能

1.聚合物产品以及微膨胀产品。对于作用于配置聚合物砂浆的水泥材料,必须要保证水泥的强度等级大于等于42.5级,同时需要保证符合聚合物的砂浆产品说明书的规定条例。微膨胀混凝土的配置,绝对不可以使用铝粉作为其膨胀剂,其原因在于铝粉遇水之后会立即出现发泡的现象。若在高气温的情况下,这种发泡现象会更加明显快速,导致在混凝土进行浇筑之前,其膨胀的作用就已经发挥完毕了,从而不能满足施工的要求。

2.钢材及焊接材料。对于钢材的选择,必须严格核实其合格证书、有无中文标志等等,对于使用的钢材,必须使用已经经过进厂检验的合格钢材。当混凝土结构的后错固件做为植筋时,必须使用热轧带肋钢筋,绝对不能使用光圆钢筋作为材料。

3.纤维与纤维复合材料。①对于采用承重结构加固用的碳纤维材料,必须为连续纤维,同时对于纤维的选择必须要选择聚丙烯睛基15K的小丝束纤维。②对于承重结构用的玻璃纤维,对于玻璃纤维的选择必须要选择高强度玻璃纤维、耐碱玻璃纤维或者是碱金属氧化物含量小于0.8%的无碱玻璃纤维,绝对不能选择高碱或中碱的玻璃纤维。③对于承重结构的现场粘贴加固,必需要使用单位面积质量在300g/mi 以下的碳纤维织物,严禁采用预浸法生产的纤维织物。④对于结构加固中所使用的结构胶粘剂,按照其基本的性能通常被分为两级:A级与B级,对于建筑重要的构成结构、悬挑的构建以及承受动力作用的结构与构建,必须要使用A级胶粘剂。

三.在施工设计中常见问题研究

1 .粘贴的碳纤维与粘贴钢板的比较。对于—些构件的抗剪与承载力不足现象的加固,通常采用粘贴碳纤维与粘贴钢板的方法来进行。但是二者均需要通过结构胶的受剪力,来保证碳纤维及钢板与原有的混凝土共同作用,从而保证加固的构件可以达到其核心的目的。可是钢板的膨胀系数与混凝土的膨胀系数有极大的差异,因此在高温的影响下,会出现鼓包或者是脱胶的现象。因此,在加固的设计过程中,必须尽可能地采用碳纤维进行加固。若碳纤维的加固层数过多,导致加固效果受到极大的影响的情况下，可以选择采用粘贴钢板的措施来进行加固。

2.对于混凝土结构框架的梁负弯矩粘钢加固的方式分析。所采用的错固效果对该构造方式并不合适,而且发现,加固后的钢板与锚栓之间的传力过于复杂,导致其受力现象模糊,并且采用该种方式的锚固方案也不利于施工。而若使用加固用的L形钢板在受到拉力后,因为它的转角部位会受到拉伸的原因产生形变,从而使得加固后的钢板在支座位置的错固效果非常差。与此同时,从平面角度来思考可以发现,粘贴在柱子上的U形钢箍板对加固钢板的约束锚固作用很难被界定,而且随着柱截面的不断增加,U形箍对加固的钢板所产生的约束力也会变小。并且,由于加固的钢板需

要向上弯起700mm左右,同时需要采取更多的U形箍钢板与高强度的锚栓。但是,若采用这种锚固构造的方法,所产生的经济费用极高,而且采用锚固构造费用通常会高于加固的钢板实际产生的费用。因此,推荐选择植筋与粘钢相互结合的锚固方式,其相对的受力非常合理,工程的成本也会很低,同时又保证了工程的美观性。可是,在施工工程中切记钢筋与钢板之间的焊接接头质量必须要得到极大地保证,同时焊接缝隙的长度可以被适当地延展。而且,对于焊接的质量问题,应该在施工现场就进行抽样检验。

3.植筋深度问题。①需要规范,承重结构的植筋锚固深度须经设计计算确定,不能采用所谓的厂商推荐与短期的拉拔试验。②需要对构造结构进行规范处理,保证被作用于植筋的钢筋混凝土构件的最小厚度,必须要大于钢筋的两倍钻孔直径加植筋锚固深度设计值。③在配筋出现多余的情况,基本的锚固可以进行修正处理,但是需要保证必须小于最小锚固的长度问题。

四.结构混凝土加固措施

1 .总体思路的确定

了解拟加固改造房屋的工程概况:包括但不限于建成年代.所在地区﹑结构类型、房屋高度.平立面布置、场地类别,使用功能、设防分类,地震烈度.设计基本地震加速度值等,依据拟加固房屋的鉴定检测结果,工程概况,后续拟使用功能,经济性,加固实施可操作性等综合考虑,确定合理的后续使用年限。

2.加固方案的宏观控制

加固设计首先应从宏观着手,找出合理有效.针对性强﹑经济性好.操作简便的加固方案,,不应局限于构件补强处理的加固方案。总体加固方案总结如下:（1）改变使用功能,降低设防类别。（2）隔墙材料整体更换,减小自重,降低地震作用输入。（3）通过更改布局、楼梯布局、局部增设竖向承载构件等调整质心改善扭转效应。（4）通过增设支撑等增加局部层侧向刚度解决竖向不规则薄弱层问题。（5）设置消能或隔震措施改造,减小主体结构的地震输入，且满足一定条件时可降低结构构件构造措施要求,减少构件加固量。（6）房屋使用现状太差,加固量大,经济性差,材料强度过低,加固效果有疑义的,应考虑缩短后续使用年限,适当降低标准。（7）性能化设计,依据构件的重要性,区别对待,把重点放在关键部位,一定的经济投入,产出在灾害中安全度最高的产品。（8）改变结构体系。（9）增加竖向及地震作用的传力途径。新增一些抗侧力及竖向构件可大幅度减少既有构件的加固数量。加固方案的不同,加固量,加固施工做法及工程造价会千差万别,结构设计师应予以足够重视。

3.构件加固设计

（1）构件加固往往会对原构件及相关构件产生不利的影响,应考虑板作为梁翼缘作用、支座弯矩调幅系数、塑性内力重分布等，尽量减少加固量,而不应过度加固。（2）应有全局意识,避免因构件加固导致刚度和承载力突变,产生过大的应力集中或塑性变形集中,避免强梁弱柱,强弯弱剪等不利情况。（3）充分考虑新增构件及构件新增部分与原结构协同工作以及材料应力滞后的影响,尽可能弱化新增部分与既有构件的连接的边界条件要求,减小了对原有结构构件影响,降低了施工难度,提高了施工可操作性及效果的可实现性。

五.结束语

综上所述,在混凝土结构加固工程中,针对存在的问题采取相应的措施。比如说在施工过程中注意粘贴的碳纤维与粘贴钢板在使用时候的比较情况,采用植筋与粘钢结合的锚固方式。并且,注意植筋深度的问题,从而保证混凝土结构加固改造工程的质量。

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