浅析钢筋混凝土结构加固方法.doc

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1、浅析钢筋混凝土结构加固方法1罗绍仟2熊咏梅1国家林业局昆明勘察设计院,云南昆明650025;2云南大学公共管理学院,云南昆明650091)摘要:通过现阶段结构加固的现状,分析了钢筋混凝土结构加固设计的常用方法,总结了各种加固方法的优缺点以及在加固过程中根据不同要求所作的方案优选。关键词:钢筋混凝土结构;承载力;加固钢筋混凝土结构在长期的自然环境和使用环境的共同作用下,加之在设计、施工、监理等过程中存在的不确定因素,使结构功能在使用过程中必然逐渐减弱。结构工程的任务不单要作好结构物前期的设计工作,还要能科学评估结构损伤的客观规律和程度,从而采取有效的措施保证结构的长期使用性和在使用过程中的安全性

2、。21世纪,人类建筑物必将还会以钢筋混凝土结构为主,而现阶段大多数从事结构设计的工作者并未对结构加固引起足够重视,设计荷载很难全面考虑到使用过程中的附加作用,再加之我国现在经济社会的飞速发展,使结构物较早达到了使用极限。所以现阶段我们在结构加固方面的研究应该作为主要突破方向。现重点介绍钢筋混凝土结构的加固,分别从直接加固与间接加固两个类别进行分析,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。1直接加固的一般方法1. 1加大截面加固法加大截面加固法是在钢筋混凝土构件外部外包混凝土(通常是在钢筋混凝土受弯构件受压区增加混凝土现浇层,受拉区增加配筋量),增大构件截面积和配筋量,增加截面

3、有效高度,从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。在适筋范围内,由于混凝土受弯构件正截面承载力随着钢筋截面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋截面积或强度,增加现浇钢筋混凝土围套增大构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高原构件正截面抗弯、斜截面抗剪承载力和截面刚度,改善正常使用性能。优点: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、墙等构件和一般构造物的钢筋混凝土加固。缺点:现场施工的湿作业工作量大,养护时间较长,对生产和生活有一定的影响,而且加固后构件的截面增大,对建筑物的净空和

4、外观有不小影响。更为重要的是增加的外包混凝土与原有构件的混凝土材龄相差较大,要解决好新加部分与原有部分混凝土的整体工作共同受力,是一个很复杂的问题,并且受制的因素较多,现阶段只能增加有利的构造措施。1. 2置换混凝土加固法该法是剔除部分陈旧的混凝土,置换成新的混凝土,新混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级,且不得低于C20级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理,有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。优点:与加大截面加固法相近,而且构件加固后不影响结构原先的净空,能恢复结构原先的外观。缺点:同样存在施工的湿作业时间长、养护时间较长的缺点,而且剔除陈

5、旧混凝土的工作量大,容易伤及原构件的钢筋,所以在施工过程中对原构件可能造成的屈服、疲劳、失稳等破坏状态要进行全面严密的评估。1. 3粘结外包钢加固法粘结外包型钢加固法是把型钢(钢板)包在被加固构件的外边,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固钢筋混凝土构件粘结成一整体,使钢材与原构件整体工作共同受力。加固后的构件,由于受拉、受压区钢材截面积增大,从而正截面承载力和截面刚度都有大幅度提高。该方法常用于柱、桁架、梁和一般钢筋混凝土结构物的加固,特别是构件加固后不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高构件承载能力的钢筋混凝土构件。优点:受力可靠,施工简便,现场工作量较小,能显著提高结构、构

6、件的承载能力而且对结构使用空间的影响小,施工简便且湿作业量较少。缺点:用钢量较大,加固费用较高,对使用环境的温度有限制,不宜在无防护的情况下用于600以上的高温场所。1. 4粘钢加固法外部粘钢加固法是在钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,使其整体工作共同受力,以提高结构构件承载力的一种加固方法。该方法的实质是一种体外配筋,提高原构件的配筋量,从而相应提高构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的性能,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。优点:该方法施工方便快捷,现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对结构

7、的外形、净空等影响较小,在施工过程中对生产和生活无显著影响。因此在房屋建筑领域和公路桥梁领域中都得到了普遍采用。缺点:该法加固对结构胶的要求较高,结构胶必须是强度高、粘结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小、具有一定弹性,其加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平,所以在设计施工过程中必须要非常慎重。1. 5粘贴纤维增强塑料加固法外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的相应区域,使它与被加固构件截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。目前常用粘贴碳纤维复合材料的方法来加固。此法可用于各种受力性质的钢筋混凝土构件和一般构筑物构件。优点:除具有粘贴钢板相似的优点外,还

8、具有轻质高强(几乎不增加结构自重)、耐腐浊、耐潮湿、持久耐用、维护费用较低、施工方便快捷等优点,而且一般无需搭接,能适应曲面形状混凝土的粘贴要求。缺点:对使用环境的温度有限制,且需作专门的防护处理,特别是防火。若防护不当,易遭受火灾和人为损坏。我国从1997年开始对碳纤维复合材料加固钢筋混凝土结构的技术进行研究,如今被用于房建、桥梁等多种钢筋混凝土结构构件的加固,未来这种粘碳纤维复合材料的加固方法将会被更加普遍的采用。优点:高强高效,施工方便快捷,施工工期短,不需要大型施工机械,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,对结构的净空、外观等影响小。缺点:弹性模量小,对于

9、需要加固刚度的构件来说不太适用;耐火性与耐高温性能差,一般的环氧树脂在100摄氏度时力学性能会受到较大影响,只有特殊的环氧树脂可以在200摄氏度的高温下正常工作;延性不足,构件变形过大时会引起碳纤维的脆性断裂,导致结构的脆性破坏,对于需要较大变形或对抗震要求比较高的结构来说,这一点是十分不利的。1. 6绕丝加固法直接在构件外饶上高强钢丝(钢绞线),该方法的优缺点与加大截面法相近。适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固,或需要对受压构件施加横向约束力的场合。在加固防腐要求较高的构件时,利用镀锌钢绞线和防腐砂浆组成的复合材料对混凝土构件进行加固补强,两种材料在加固中起着不同的作用,防腐高强钢丝

10、起到抱箍的作用,防腐砂浆起到锚固钢丝和保护层作用,使其共同工作整体受力,以提高构件的承载力。这种方法实际是一种体外配筋,通过提高构件的配筋率,从而相应提高构件的承载能力,所以被广泛地应用在钢筋混凝土建筑物的加固处理及水中钢筋混凝土结构的防渗漏、防腐蚀加固处理。优点:构件加固后自重增加较少、外形尺寸变化不大、施工简单、施工质量容易保证;换成镀锌钢绞线和防腐砂浆组成的复合材料后,良好的抗裂性及粘结强度、抗碳化及抗渗透能力,并且具有较好的耐火性和耐久性,而且其本身可以起到对内部混凝土结构的保护作用,达到双重加固修补的目的,可以广泛应用于建(构)筑物的加固和修补。缺点:对矩形截面混凝土构件承载力提高不

11、显著,限制了其应用范围,防腐砂浆性能和质量的要求较高,容易发生安全质量问题;另外镀锌钢绞线的单价较高;使用前需要做好仔细的技术经济综合评估。2间接加固的一般方法2. 1预应力加固法2. 1. 1预应力水平拉杆加固法钢筋混凝土受弯构件,上缘受压,下缘受拉。由于预应力水平拉杆的预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力。该力通过拉杆锚固端偏心地传递到原构件上,在原构件中产生偏心受压作用(此时该作用力在原构件上的基本形态成下缘受压、上缘受拉趋势)。该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面

12、抗剪承载力也随之提高。值得重视的是由于水平拉杆的作用,原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压,所以加固后构件的承载力主要取决于原构件在压弯状态下的承载力。2. 1. 2预应力撑杆加固法钢筋混凝土受弯构件,在相应区域使用撑杆,通过施加预应力强迫撑杆受力,影响并改变原结构内力分布,从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。采用预应力加固的特点是通过预应力手段强迫后加部分受力,改变原结构的内力分布,降低原结构的应力水平,使一般加固方法中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果,后加部分和原有结构能够较好地共同工作,结构承载能力能够得到较大的提高。常用于大跨度

13、以及处于高应力、高应变状态下的大型钢筋混凝土构件的加固。优点:改变了原结构内力分布,降低原构件的应力水平,消除新加杆件与原来构件的应力应变滞后现象,能较大幅度地提高结构整体承载力。缺点:加固后对原结构外观有一定影响,对环境温度有一定要求,在生产性热源且原结构表面温度经常大于600的环境中使用时,其防护处理较困难,造价较高;另外对于混凝土收缩变大的结构,造成后加部分的预应力损失较大,故不宜采用。2. 2增设支承加固法增设支承加固法是在需要加固的结构构件中增设支承,减少受弯构件的计算跨度,从而减少作用在被加固构件上的荷载效应,达到提高结构构件承载力水平的目的。常用于对使用条件和外观要求不高的场所。

14、优点:该法简单可靠,受力明确,易拆卸,易恢复原貌。缺点:严重损害原建筑物的原貌和使用空间,所以要用在具体条件许可的钢筋混凝土结构加固。3其他加固方法其他一些常用的加固方法:锚栓锚固法,它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,但不适用于已严重风化的结构及轻质结构;高强钢丝绳网片-复合砂浆外加层加固法,该方法与绕丝加固法相似,只是它采用的是高强钢丝绳网片,对防止砂浆或混凝土的开裂效果较好;辅助结构加固法,该方法是采用另制的辅助构件,如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁,部分或全部分担被加固梁的荷载,从而提高整体承载力。4混凝土结构加固方案优选对于需要加固的结构物,其加固方案的制定

15、尤为重要,应根据结构物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便可行、且施工质量可以得到保证的原则。只有这样加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。一般来说,加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和增设支承加固法等。但是随着科学技术的不断进步,应用新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法,如,化学灌浆法、粘钢锚固法、碳纤维加固法应运而生,并开始广泛应用于各类加固工程中。具体哪个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快、省的特点,应根据需要加固的结构构件情况,综合分析确定加固方案。表1对几常用的加固方法进行比较,对这几种方法的优缺点能有一个

16、总体的把握。加固方案的优选,重点要考虑是否具有良好的可施工性。不管哪种加固方法,最终要施工能得到保证才能实现加固的目的。每种加固方法都有它自己的优缺点,根据不同工点的需求,确定出最经济实用、安全美观的加固方法。参考文献:1 GB50367-2006混凝土结构加固设计规范S.北京:中国建筑工业出版社, 2006.2 GB 50010-2002混凝土结构设计规范S.北京:中国建筑工业出版社, 2002.3 JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范S.北京:人民交通出版社, 2004.4程文瀼,王铁成,等.混凝土结构M.北京:中国建筑工业出版社. 2005.浅谈钢筋混凝土结构

17、加固张大鹏 周锦泉辽宁省建筑设计研究院，辽宁 沈阳 东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳摘要：介绍了常见需要加固的工程及混凝土结构补强加固方法。随着建筑业的蓬勃发展，建筑物的加固、维修、改造的应用领域和范围也将越来越广，各种新的加固技术不断涌现，结构的加固技术必将取得更长足的发展。关键词：加固 加大截面 增补钢筋 预应力 粘钢钢筋混凝土结构是目前我国使用最为广泛的结构形式。受地理环境、自然灾害，时间以及人为因素的影响，混凝土结构的损坏时有发生，为此，结构加固通过一些有效措施，使受损结构恢复原有的结构功能，或者在已有结构的基础上提高其结构抗力能力，以满足新的使用条件下结构功能要求。一般工程结构

18、加固的具体步骤为：可靠性鉴定加固方案选择 加固设计施工组织设计 施工验收。工程结构加固已形成一个广大的市场。从而带来相关的材料工业、加固方法、行业标准的快速发展。1 常见需要加固工程（1）超过设计使用年限，仍然需要使用的一些具有历史意义的建筑；（2）使用功能改变、使用空间或荷载需要增加的建筑物；（3）设计施工中出现质量问题的建筑物；（4）遭受火灾、台风、地震等灾害事件影响，发生结构破坏的建筑物。2 混凝土结构补强加固方法2.1 加大截面及增补钢筋加固法通过增大原混凝土结构截面面积，配置受力钢筋达到提高结构承载能力的目的。优点是工艺简单，适用面广，可广泛用于一般梁、板、柱、墙等混凝土建筑结构的加

19、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，截面增大 ，对外观及房屋净空也有一定影响。加大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，以及加固时是否卸荷等因素直接有关。 当在梁板上作混凝土后浇层时，还会增加结构自重。2.2 预应力加固法采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆，对结构构件或整体进行加固的方法。其特点是通过预应力手段强迫后加部分拉杆或撑杆受力，改变原结构内力并降低原结构应力水平。后加部分与原结构能较好地共同工作，结构的总体承载能力可显著提高。预应力加固法具有加固、卸荷、改变结构内力的三重效果，适用于大跨结构加固，及采用一般方法无法加

20、固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固。预应力法加固按加固对象的不同，分为预应力拉杆加固及预应力撑杆加固。预应力拉杆加固主要用于一般梁板结构、框架结构、精架结构、网架结构及大偏心受压结构；预应力撑杆加固主要用于轴心受压及小偏心受压框架柱。2.3 粘钢加固法用粘结剂（建筑结构胶）将钢板粘贴在已开裂构件需要加固的部位上，以提高结构承载力的一种方法。该方法的应用研究始于20世纪60年代。在国际上它是一种适用面较广的加固方法，不仅用于建筑，而且用于公路桥梁的加固补强。这项技术简称粘钢加固技术。与传统加固方法比较，它有以下特点：（1）工艺简便，只需对被加固构件的表面进行处理，用建筑结构胶

21、将钢板与之牢固地粘结成一个整体，使钢板和原构件很好地共同工作。（2）加固施工所需的场地、空间都不很大，且钢板粘贴在已开裂构件上一般2d 即可受力使用，对生产和生活影响很小，特别适用于应急的加固工程。（3）粘钢加固所用的钢板厚度，一般为2mm6mm，所以，加固后不影响结构外观，重量增加也不多。(4)加固效果比较明显。因为粘钢加固不仅补充了原构件的钢筋不足，而且还通过大面积的钢板粘贴，有效地保护了原构件的混凝土不再产生裂缝。2.4 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。2.5 碳素纤维布加固法高强度类碳素纤维布相对于钢筋

22、具有10倍以上的抗拉强度，除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。3 混凝土结构加固改造配套使用的技术3.1 托换技术托梁(或桁架，以下同)拆柱(或墙，以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。3.2 植筋技术对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术。可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。3.

23、3 裂缝修补技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。3.4 混凝土表面处理技术指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其他附着物的专门技术。3.5 混凝土表层密封技术指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。4 加固设计中的常见问题(1)加固设计中不仅应使单个构件满足安全度要求，还应注意是否在整体上满足抗震要求；(2)在使用碳纤维加固

24、构件时，除考虑结构安全外，还应注意如有防火要求加固后碳素纤维布表面应根据防火要求涂刷防火涂料或采取其他有效防火隔热措施；(3)采用的新技术应经过正式鉴定，材料应有检验标准；(4)结构刚度和强度分布要均匀，避免出现新的薄弱层。5 结语随着建筑业的蓬勃发展，建筑物的加固、维修、改造的应用领域和范围也将越来越广，各种新的加固技术必将不断地涌现，结构的加固技术也必将取得更长足的发展。碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的应用董华江( 中煤大屯建筑安装工程公司, 江苏 徐州 221611)摘 要 结合选煤厂加固的工程实践, 介绍了碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的施工工艺及其技术经济效益、社会效益和环境效益,

25、为类似工程的加固提供了切实可行的施工方法。关键词 碳纤维布; 加固; 钢筋混凝土; 工艺0 引 言碳纤维布复合材料具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点。目前, 在我国许多地区的桥梁和工民建工程加固中得到了广泛的应用。在某选煤厂主厂房的加固中, 通过多方面综合比较后选择了碳纤维粘贴加固的方式。现结合某选煤厂主厂房具体工程实践谈谈碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的应用。1 碳纤维布加固特点及加固机理(1) 特点。高抗拉强度、高弹性模量; 施工方便, 无需任何夹具、模板, 能适应各种结构外形的补强而不改变构件外形尺寸, 可多层粘贴, 并能有效地封闭混凝土的裂缝; 耐腐蚀及耐久性能好; 不增

26、加结构自重。(2)加固机理。利用专用环氧树脂将抗拉强度极高的碳纤维布粘贴于混凝土结构表面, 并与之形成整体, 共同工作。2 具体施工2.1 施工准备认真阅读设计施工图, 根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况, 拟定施工方案和施工计划。对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作。2.2 施工工艺流程混凝土基底处理涂底层涂料用环氧腻子进行残缺修补贴碳纤维布养护涂装完工验收。2.3 混凝土基底处理(1)裂缝处理。宽度小于 0.2 mm 的裂缝, 用环氧树脂进行表面涂抹封闭; 大于 0.2 mm 的裂缝用环氧树脂灌缝。某选煤厂主厂房加固的主次梁大部分都有宽度不一的裂缝, 为此对所加

27、固的主次梁首先进行了压力灌胶处理。(2)将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净, 至结构密实部位, 使其表面平整。(3)检查外露钢筋是否锈蚀。如有锈蚀, 需进行必要处理。(4) 对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分,用环氧砂浆进行修补、复原, 达到表面平整。(5)将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接差等) 打磨平整, 修复后的接差要尽量平顺; 棱角的部位, 用磨光机磨成圆角, 圆角半径须20 mm。(6) 结构或构件用角磨机打磨除去 12 mm厚表层后, 用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉, 用酒精清洗, 并使表面充分干燥。2.4 涂底层涂料(1) 把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称

28、量准确后放入容器内, 并用搅拌器搅拌, 搅拌时最好沿同一方向搅拌, 尽量避免混入空气形成气泡。每次配置量以小于 3 kg 为宜, 现配现用。(2) 用专用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面, 厚度不超过 0.4 mm, 并不得漏刷或有流淌、气泡, 指触干燥后, 才能进行下一道工序。(3) 底层涂料指触干燥或固化后, 表面上的凸起部分要用砂布或角磨机磨平。2.5 用环氧腻子进行残缺修补构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平, 并修复至表面平整、顺滑; 内角( 段差、起拱等) 要用环氧腻子填补, 使之平顺, 腻子涂刮后, 表面仍存在的凹凸糙纹, 应再用砂纸打磨平整。2.6 粘贴碳纤维布按设计要求的尺

29、寸用锋利刀具裁剪碳纤维布, 应整齐划一, 避免毛刺、缺角; 树脂的主剂和固化剂应按规定的比例称量准确, 装入容器用搅拌器均匀搅拌, 一次调和量应在可使用时间内用完;纤维顺长方向片材的接头必须搭接 10 cm 以上,片材宽度方向不需要搭接; 贴布前用专用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用环氧树脂, 使其均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上, 拐角部位适当多涂抹一些, 按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布, 拉紧对齐后粘贴, 用刮板、滚筒沿同一方向反复滚压, 去除气泡, 直至胶料渗出, 充分浸润胶料碳纤维布;碳纤维布施工 30 min 后, 用滚筒刷均匀涂抹粘贴用环氧树脂, 如需多层粘贴则重复上述步骤, 并保证底层粘

30、贴的碳纤维布上涂已指触干燥, 才能粘贴下一层。2.7 养护碳纤维布施工后, 应进行养护, 保证养护期间的温度不低于环氧树脂的允许使用温度; 养护期一般在 12 周内; 对于有风吹、雨淋或有可能人为扰动的地方应进行遮挡封闭养护。2.8 表面涂装对于有外观装饰要求的结构或构件, 可在粘贴后的碳纤维布表面喷沙抹灰后涂刷常规涂料。2.9 施工注意事项气温在 5 以下、相对湿度 RH85%、混凝土表面含水率在 8%以上、有结露的可能时, 无有效措施不得施工, 施工时应保证气温在 5 35 之间, 相对湿度不大于 85 %的环境下施工; 由于碳纤维布为电的良导体, 应使其远离电源; 施工用各种树脂远离明火

31、, 并避免阳光直射; 施工及检查人员应穿防护工作服, 配戴口罩、手套、防护眼镜等防护用品; 施工现场通风状况良好; 当树脂粘附在皮肤上时, 应立即用肥皂水冲洗, 溅入眼内用清水清洗或及时就医; 经常整理清扫作业现场, 清洁作业环境。2.10 检验与验收在开始施工之前, 应确认碳纤维布及配套树脂类粘结材料的产品合格证, 产品质量出厂检验报告, 进口材料要有商检证, 各项性能指标应符合有关规定的要求; 采用碳纤维布及配套树脂类粘结材料对混凝土结构进行加固修复时, 应严格按有关规定进行各工序隐蔽工程检验与验收。如施工质量不能满足有关规定的要求时, 应立即采取补救措施或返工; 碳纤维布实际粘贴面积应不

32、少于设计量, 位置偏差应不大于 l0 mm; 碳纤维布与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布表面的方法来检查, 总有效粘结面积不应低于 95%, 当碳纤维布的空鼓面积小于10 mm2时, 可采用针管注胶的方式进行补救,空臌面积大于10 mm2时, 宜将空臌处的碳纤维片材切除, 重新搭接贴上等量的碳纤维布, 搭接长度应不小于l00 m; 必要时可对碳纤维片材和配套树脂类粘结材料进行现场取样检验。2.11 劳动力及机工具安排每一施工班组以 34 人为宜, 每人每工日完成工程量在 10 m2左右。每一班组准备的主要机具、工具为角磨机 4 台, 吹风机 1 台, 台称 1 台, 滚筒刷6

33、把, 灌胶工具一套。3 结 论用碳纤维布修复补强混凝土结构与传统的加固方法相比, 具有巨大的优越性, 有良好的技术经济效益、社会效益和环境效益。(1)技术经济效益。碳纤维布的重量轻、强度高, 随形性好, 能适应各种复杂结构外形的修复补强, 对结构重量的影响甚微; 碳纤维布修复补强工艺施工简便迅速, 无需任何夹具、模板和支撑, 虽然碳纤维布本身的价格高于其他材料, 但施工费用大大降低。它免除了钢板补强、混凝土补强等传统方法所需的植筋锚固、装拆夹具、立模、支撑、灌注混凝土、养护、拆模等繁杂的工序和辅助设施,而且占用空间小, 即使在高空作业, 也只需设置简易工作平台即可。另外, 碳纤维布补强有非常良

34、好的抗腐蚀性能和耐久性, 不需作任何防腐处理, 而粘钢加固则需做定期防锈、防腐处理。因此, 碳纤维布修复补强技术具有明显的技术经济效益。(2)社会效益。由于碳纤维布修复补强的施工简便迅速、施工周期短、占用空间小, 使施工对周围的影响降低到最低限度。本工程施工完成后, 无论是施工质量, 还是确保工期和后期服务工作, 均受到业主、监理单位、设计单位的好评, 经验收确认效果良好, 达到预期加固目的。 作者简介董华江(1965- ) , 男, 江苏兴化人, 工程师, 现任中煤大屯建安公司二工区主任。 收稿日期: 2005- 09- 28钢筋混凝土结构加固方法概述赵玉刚, 王 炜1 山东杰森建筑工程设计

35、有限公司(266071) 2 青岛东盛建筑设计事务所有限公司(266071)摘 要:介绍了钢筋混凝土结构加固处理中的最常见的几种加固方法,并结合工程实例,通过分析、对比阐述了各加固方法的优劣性。关键词：钢筋混凝土;改造;加固;方法钢筋混凝土结构加固方法有很多种,其中运用较多的为加大截面法、粘贴钢板法及粘贴碳纤维法。1 加大截面法在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层, 可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。 在适筋范围内, 混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。 在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面

36、积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。 在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面, 通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。1.1 加大截面的施工要求1)当基础承受偏心受压时,可采用不对称加宽;当承受中心受压时,可采用对称加宽。2)在浇筑混凝土前应将原基础凿毛和刷洗干净后,应在原基础上植入锚拉钢筋,铺一层高强度等级水泥或涂混凝土粘结剂,以增加新老基础的粘结力。3)对加宽部分,地基上应铺设厚度和材料均与原基础垫层相同的夯实垫层。4)当采用混凝土套加固时,基础每边加宽的宽度其外形尺 寸 应 符 合 国 家 现 行 标 准 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 (

37、GB50007)中有关刚性基础台阶宽高比允许值的规定 。 沿基础高度隔一定距离应设置锚固钢筋。5)当采用钢筋混凝土套加固时,加宽部分的主筋应与原基础内主筋相焊接。6)对条形基础加宽时,应按长度 1.5m2.0m 划分成单独区段,分批、分段、间隔进行施工。1.2 加大截面施工工艺开挖基础清理原基础表面浇筑垫层植基础钢筋或新加钢筋与原钢盘焊接支模板分批、分段、间隔浇筑砼养护恢复1.3 加大截面法优缺点1.3.1 优点1)施工工艺简单,适应性强。2)构件刚度增大,对建筑有利。3)耐久性强,维护费用低。1.3.2 缺点1)现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响。2)工艺复杂,费用较高。3)加

38、固后的建筑物空间有一定的减小。2 粘钢法粘钢法原理与钢筋混凝土结构中的钢筋与混凝土之的关系一样,将钢板粘附于钢筋混凝土构件受拉侧的表面利用其粘结力来传递剪力, 使钢板与原有钢筋混凝土构成一体,形成二次组合构件,将钢板作为受拉钢筋的一部起着受拉钢筋的作用。 粘钢后截面受弯承载力计算,可据现行国家标准混凝土结构加固技术规范的相关规进行。2.1 处理要求1)粘钢所用粘接剂,选用锚固树脂胶 ,其机械性能为:钢钢粘接,剪切强度 18MPa20MPa。2)粘钢时原有混凝土构件的表面要进行打磨,其深度:梁不小于 6mm,板不小于 4mm。3)钢板采用 Q235 钢。 钢板粘接面,须进行除锈和去粗糙处理,打磨

39、纹路与钢板受力方向垂直,并用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。4)为使粘贴钢板发挥应有的作用,粘贴前应对被加固构件进行适当顶升、卸荷。2.2 工艺加工被粘结混凝土及钢板表面处理钢板涂敷结构胶粘结钢板固定及加压固化检验防腐处理。2.2.1 混凝土表面处理用轻型水磨石机磨去混凝土粘结面浮浆,用棉布沾丙酮将表面擦干净,以保证胶层粘结在坚实的混凝土基材上。2.2.2 钢板表面处理用角向磨光机对钢板粘结面进行除锈和去粗糙处理,打磨纹理方向与钢板受力方向垂直,然后用棉布沾丙酮将粘结面擦干净,擦钢板是要顺着纹理擦,以增加钢板与结构胶层的粘结能力。2.2.3 配胶按产品使用说明要求的比例在现场计量配制胶结剂。2.2.4

40、粘贴钢板及固定加压胶结剂配制完毕后,及时用抹刀涂敷在已处理的钢板表面上,厚度以 1mm3mm 为宜,中间厚边缘薄,然后将钢板粘贴于预定位置,并立即加压固定,以胶液刚从钢板边缘挤出为度。 压钢板方木要包塑料薄膜,因结构胶不粘塑料,所以将来拆除方便。 一般兼作钢板的永久附加锚固措施,其埋设孔洞应与钢板于涂胶前同时准备好。2.2.5 检验当胶结剂固化到 70%左右强度(20一般 24 h)时,即可拆去加压工具,用小锤敲击钢板检验其有效粘结面积。 锚固区有效粘结面积不应小于 90 % ,非锚固区有效粘结面积不应小于 70%。2.2.6 防腐处理在钢板外涂 2cm 厚 12 水泥砂浆,以保护钢板。2.3

41、 粘钢法优缺点2.3.1 优点1)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。2)不停产施工:能根据业务要求,在不停产不影响使用的情况下完成施工。3)简洁轻巧:与其他加固方法比较,粘钢加固施工干净利落,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,结构自重增加极微,不会导致建筑物内其他构建的连锁加固。2.3.2 缺点1)构件刚度无法增大。2)耐久性能差,平时维护费用高。3)粘钢存在应力泄后现象,施工质量和粘结剂质量对加固有较大影响。3 粘贴碳纤维法碳纤维加固是将碳纤维布采用高性能的环氧类结构胶贴于混凝土构件的表面,利用碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力

42、的目的。 适用于新、 旧混凝土结构的梁、板及剪力墙以及一些特种构件的加固。3.1 碳纤维加固具有以下特点1)碳纤维高强、轻质,具有比钢材高出十几倍的抗拉强度和相当于钢材 12 倍的弹性模量。常用碳纤维密度为 2N/m2、3N/m2,自重轻,易于施工,工效高。2)对混凝土基层及碳纤维表面无特殊要求,胶及碳纤维均为成品,胶现场拌制,碳纤维现场下料,整个工艺过程均系简单操作,施工条件大为简化。 基本上不增大结构截面,不影响使用功能。3)质量与粘钢法相比,粘贴碳纤维施工质量更易保证,有效粘贴面饱和度可达 100%, 同时具有不需要定期维护及良好的耐酸、碱、盐和大气环境腐蚀等。3.2 碳纤维加固施工工艺

43、1)首先清除被加固构件表面的剥落 、疏松 、蜂窝 、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整,保持干燥。 转角粘贴碳纤维处要进行倒角处理打磨成圆弧状 r20mm。2)待修复材料达到强度要求后再涂刷底层树脂胶 ，粘贴碳纤维布，涂抹浸渍树脂胶,用专用滚筒顺碳纤维方向多次滚压，挤出气泡，不得损伤碳纤维布。 粘贴完碳纤维布，表面均匀涂抹浸渍树脂胶拍压纯净的粗砂。3.3 碳纤维加固优缺点碳纤维加固优缺点与粘钢基本类似。 与粘钢加固相比，其对建筑物本身影响更小， 但是比起粘钢方法又有其局限性，比如当构件受力相差太大时需贴多层碳纤维布，此时并不经济，施工难度也较高。4 结语引发钢筋混凝土结构不满足要求的原因有很多,随着科学技术在建筑中的不断应用, 补救的方法也会越来越科学,但是最关键的原则是以防为主,控制为辅。 每个工程应从设计方面,施工方面,材料性质方面,使用环境及管理方面采取综合措施。 只有这样才会使建筑设施质量更可靠,使用年限更长久,更好的适应经济建设发展。参考文献:1 李国胜.建筑结构裂缝及加固疑难问题的处理M.中国建筑工业出版社,2002.2 GB500102002,混凝土结构设计规范S.3 GB503672006,混凝土结构加固设计规范S.4 JGJ11698,建筑抗震加固技术规程S.5 CECS146:2003,碳纤维片材加固混凝土结构技术标准S.