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房屋建筑施工中混凝土结构的加固技术

时间:2014-09-25 所属分类:科技论文

摘 要:随着近年来我国建筑业的发展,在房屋工程的建设中,混凝土结构的应用越来越广泛,混凝土的加固方法也得到了不断的发展。

  摘 要:随着近年来我国建筑业的发展,在房屋工程的建设中,混凝土结构的应用越来越广泛,混凝土的加固方法也得到了不断的发展。由传统的通过加大横截面的方法进行加固,外包钢加固法到现在使用的粘贴碳纤维加固法,或是在传统的混凝土的加固方法的基础上进行了有效的改进。由于现代建筑框架结构受力的复杂性,需要根据不同的建筑形式对混凝土进行不同的加固。

  关键词:房屋建筑;建筑施工;混凝土;结构加固;技术

  现代的各类建筑物较以前的建筑物而言,无论是从外观、功能上都很大的改善。现代建筑物的框架结构更加复杂,为了保证建筑物的安全和实现长期使用,就要对建筑物进行一定的加固措施,其中混凝土的加固就最重要的一类。

  一、房屋建筑施工中混凝土结构加固的主要原因

  随着建筑物的建成,各种建筑中的问题逐渐的显现出来。在我国大兴土木基础建设的同时,建筑物的维护问题逐渐的成为了建筑界的焦点问题。在我国有些建筑物或是建筑构件经常因为设计或施工的缺陷以及在长期的使用过程中逐渐的老化、破坏,甚至由于洪灾、地震等造成混凝土结构的承载力严重不足、开裂、抗震性能降低等,影响建筑物以及构件物的安全和使用功能。因此混凝土结构的修复加固问题是对于长久使用的建筑物必须要进行的一项重要的措施。

  二、混凝土结构加固设计计算原则

  1、混凝土结构加固设计采用的结构分析方法,应遵守现行国家标准《混凝土、结构设计规范》GB50010规定的结构分析基本原则,且在一般情况下,应采用线弹性分析方法计算结构的作用效应。

  2、2、加固混凝土结构时,应按下列规定进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计、验算:

  (1)结构、构件的尺寸,对原有部分应采用实测值;对新增部分,可采用加固设计文件给出的名义值。

  (2)验算结构、构件承载力时,应考虑原结构在加固时的实际受力状况,即加固部分应变滞后的特点,以及加固部分与原结构共同工作程度。

  (3)地震区结构、构件的加固,除应满足承载力要求外,尚应复核其抗震能力;不应存在因局部加强或刚度突变而形成的新薄弱部位;同时,还应考虑结构刚度增大而导致地震作用效应增大的影响。

  三、房屋建筑施工中混凝土结构的加固方法

  我国目前,各种类型的混凝土结构,复杂多样。在工程建设中,混凝土结构的变更、追加、加固逐渐的成为了必备的工序。以下就主要介绍了在我国目前现行的几种混凝土加固的方法。

  1、预应力加固法

  使用外加预应力拉杆或是型钢撑杆对结构构件或是整体进行加固的方法,特点是通过预应力手段加强后加部分拉杆或是撑杆受力,改变原结构内力分布并且降低原结构应力水平,致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除。所以后加部分与原结构能较好的共同工作,机构的总体承载力得到大幅度的提高,预应力加固法具有加固、卸载、改变结构内力的效果。

  2、碳纤维加固法

  碳纤维加固法在我国使用的时间比较短。它主要是通过使用轻质高强的碳纤维布粘贴结构相应的部位来达到补强加固的效果,而且相对于其他加固方法有着易于施工和不增加截面尺寸等优点。但是碳纤维加固时使用的结构胶属于有机材料,因此也同样存在耐火,耐高温性能较差的问题,耐久性能也有待改善。

  3、粘钢加固法

  主要是通过在节点表面使用特殊的建筑结构胶粘贴钢板或是角钢,使其协同工作。利用夹钢和钢板对核心区混凝土的约束作用以及自身的承载力来提高核心区承载能力。这样加固法的优点是对结构外形几乎没有影响,施工工期较短,在作业施工时对生产和生活影响较小。但是由于这种方法推广的时间较短,抗老化的性能尚不清楚。

  四、房屋建筑施工中混凝土结构的加固技术

  以上对房屋建筑施工中混凝土结构的加固的主要方法和优缺点进行了介绍,以下就对相应的加固技术进行简要的探究。

  1、裂缝修复技术

  使用石膏,一般施工厚度在5mm到6mm之间,最佳的时间在30分钟内,按照1:5的水灰比,将清水加入搅拌桶中,边倒料便用变速器满搅拌1分钟,然后快速搅拌2分钟,以一定的压力降低粘度、高强度的分子聚合物裂缝灌缝石膏搅拌完成以后将料尽快的导入施工区域内。胶液固化后将开裂两侧的混凝土连接成结构整体,用长柄齿形刮板在施工区域内逸出表面的部分进行第一遍的梳理,用青袍滚筒在区域内进行轻缓的梳理,胶液还能进一步渗透到裂缝周围的混凝土毛细缝隙中,形成较宽的加固带,并能沿着钢筋走向渗透。保护钢筋和增加钢筋与混凝土的粘合力,这样方法的使用范围在0.1m《w《1.5mm(注:w:表示裂缝宽度)的静止型独立裂缝,贯穿性裂缝等。

  2、托梁拔柱技术对基础结构的加固

  在对建筑物的老化破损的修理中,经常会使用到托梁拔柱技术。因为在对建筑物拔掉支撑的柱形结构,其中上部荷载有邻近柱承担,原柱的承载力满足不了新增荷载的要求,需对相邻的柱基进行加固,方法如下:

  如果新设备基础高于原柱底标高,采用原基础底标高不变,采用加大基底面积的方法对原基底进行加固;若新设备基础低于柱底标高,设备基础开挖将会影响柱基安全,需要采取围住老柱基低于原柱基加大底面积的方法进行加固。基础底面积的确定式为:A=(F+G)/P其中P:基础底面的压力值,F:上部结构传至基础顶面的竖向力设计值,G:基础自重设计值和基础上的土重标准值,A:基础地面面积。

  基础施工的要点:加固区域的地基承载力必须要经鉴定满足设计的要求;老柱基表面必须打毛,以保证新旧混凝土的结合紧密;老柱基底部钢筋必须露出10d(注:d为钢筋直径)钢筋长度,以满足加固钢筋与圆钢筋搭接的需要。

  3、阻锈技术

  在我国目前的建筑物的主体框架大部分采用的都是钢筋混凝土,钢筋通常在较长时间的使用或经过雨水、酸性气体等腐蚀极容易生锈,从而降低钢筋的性能、质量和使用寿命。建筑物的框架的稳固性会逐渐的降低,因此在混凝土结构的加固技术中阻锈技术是一项十分紧要的措施。

  目前在建筑市场上常用到的是钢筋阻锈剂技术。该技术是一种能够加入混凝土中能够阻止或是减缓钢筋腐蚀化学物质。混凝土中钢筋腐蚀的主要原因是电化学腐蚀,电化学腐蚀在反应的过程中有腐蚀电流产生,是一种氧化还原反应。在一般情况下混凝土空隙中有水泥解时产生的Ca(OH)2的饱和溶液,并且具有很强的碱性,钢筋在这样高碱度的环境中表面沉积一层致密的碱性纯化薄膜而处于纯化状态。当外界的酸性物质侵入并与Ca(OH)2反应时,混凝土碱度就会降低。pH值降到了11.5以下时,混凝土纯化膜受到破坏从而失去对钢筋的保护,空气中有水分侵入则引起钢筋的锈蚀。有Cl-存在时,钢筋锈蚀更为强烈。混凝土中的钢筋锈蚀速度受到很多因素的影响。在一般的大气环境下,最主要的因素有温度、湿度、氧气浓度、混凝土渗透性和保护层的厚度等。阻锈剂的作用有两种:可以推迟钢筋开始生锈的时间和减缓钢筋锈蚀发展的速度。因此在建筑物的建筑过程中在钢筋上先涂上一层阻锈剂,并且在没有Cl-的情况下进行,在第一层阻锈剂完全干燥以后,再涂上另一层,主要是为了更好的对钢筋实施保护。钢筋尽量放在干燥、氧气浓度低的地方保存。

  五、总结

  综上所述,以上通过对混凝土结构加固的原因、设计计算原则、加固的主要方法和技术进行了分析。在现代房屋建设中,混凝土结构稳定与否关系到整个建筑的安全、外观和性能,所以采用有效的措施做好混凝土结构的加固,切实的完善建筑物的质量,延长使用寿命。

  参考文献

  [1]姚继涛,马永乐.建筑物可靠性鉴定和加固基本原理及方法[M].北京:科学出版社,2003年

  [2]林文秀.混凝土加固方法与技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2004年