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浙江順天建筑工程技術(shù)有限公司
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增大截面加固法是用增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件或構(gòu)筑物截面面積進行加固的一種方法,它不僅可以提高被加固構(gòu)件的承載能力,而且還可以加大其截面剛度,改變其自振頻率,使正常使用階段的性能在某種程度上得到改善,這種加固方法廣泛應(yīng)用于加固混凝土結(jié)構(gòu)中的梁、板、柱等。
增大截面加固法適用于鋼筋混凝土受彎和受壓構(gòu)件的加固,當(dāng)梁、板、柱其承載力相差較大,且其剛度也不滿足要求時,采用增大截面加固較為有效。采用增大截面加固法時要求按現(xiàn)場檢測結(jié)果確定的原構(gòu)件混凝土強度等級不低于C10。該方法施工時的重點是要保證新舊混凝土界面的處理和粘結(jié)的質(zhì)量,只有當(dāng)界面處理及其粘結(jié)質(zhì)量符合規(guī)范要求時,方可考慮新加混凝土與原有混凝土的協(xié)同工作,按整體截面進行計算。
2、受彎構(gòu)件正截面加固計算的基本原則
(1)當(dāng)僅在受壓區(qū)加固受彎構(gòu)件時,其承載力、抗裂度、鋼筋應(yīng)力、裂縫寬度及撓度的計算和驗算,可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010關(guān)于疊合式受彎構(gòu)件的規(guī)定進行。若驗算結(jié)果表明,僅需增設(shè)混凝土疊合層即可滿足承載力要求時,也應(yīng)按構(gòu)造要求配置受壓鋼筋和分布鋼筋。
(2)在受拉區(qū)加固矩形截面受彎構(gòu)件時,考慮新增受拉鋼筋的作用,并對新增鋼筋的強度進行折減。
3、增大截面加固法的構(gòu)造要求
增大截面加固法在設(shè)計構(gòu)造方面必須解決好新加部分與原有部分的整體工作共同受力問題,試驗研究表明,加固結(jié)構(gòu)在受力過程中結(jié)合面會出現(xiàn)拉、壓、彎、剪等各種復(fù)雜應(yīng)力,其中關(guān)鍵是剪力和拉力。在彈性階段,結(jié)合面的剪應(yīng)力和法向應(yīng)力主要靠結(jié)合面兩邊新舊混凝土的粘結(jié)強度承擔(dān),在開裂及極限狀態(tài)下,主要是通過貫穿結(jié)合面的錨固鋼筋或錨固螺栓所產(chǎn)生的被動剪切磨擦力傳遞。由于結(jié)合面混凝土的粘結(jié)抗剪強度及粘結(jié)抗拉強度遠遠低于混凝土本身強度,結(jié)合面是加固結(jié)構(gòu)受力時的薄弱環(huán)節(jié),即或是軸心受壓破壞也總是首先發(fā)生在結(jié)合面。因此,結(jié)合面必須進行處理,涂刷界面劑,必要時對結(jié)合面從設(shè)計構(gòu)造上配置足夠的貫穿于結(jié)合面的剪切磨擦筋或錨固件將兩部分連接起來,是確保結(jié)合面有效傳力,使新舊兩部分整體工作。
4、增大截面加固法的施工要點
(1)加固前的卸荷。加固一般都存在新加部分應(yīng)力滯后問題,為了使新舊結(jié)構(gòu)盡可能共同受力,加固前應(yīng)盡量卸去原結(jié)構(gòu)所承受的荷載,完全和精確的卸荷可采用千斤頂反向加載,簡單的卸荷可僅移去活荷載,并控制施工荷載。
(2)連接表面的處理。對原有混凝土的問題清理至密實部位,鑿去一切風(fēng)化酥松層、碳化銹層及油污層,并將表面鑿毛或打成溝槽。溝槽的深度不宜小于6mm,間距不宜大于箍筋間距或200mm,被包的混凝土棱角應(yīng)打掉,同時應(yīng)除去浮碴、塵土。原有混凝土表面應(yīng)沖洗干凈,澆注混凝土前,原混凝土表面應(yīng)保濕,擦干滯留水,刷凈水泥漿或涂刷界面處理劑進行處理。原有和新設(shè)受力鋼筋應(yīng)進行除銹處理;在受力鋼筋上施焊前應(yīng)采取卸荷或支撐措施,并應(yīng)逐根分區(qū)分段分層進行焊接,以盡量減少焊接熱量對鋼筋的影響。
(3)新增層的施工。模板搭設(shè)、鋼筋安置以及新混凝土的澆注和養(yǎng)護,應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土工程施工及驗收規(guī)范》要求。
(4)增大截面加固法加固施工時,推薦采用施工工藝是:
a、噴射混凝土澆筑工藝,施工較為簡便,混凝土質(zhì)量和結(jié)合性能可明顯提高,與普通混凝土相比,噴射混凝土早期強度較高,常溫下24h的抗壓強度可達6.0~15.0Mpa,與舊混凝土的粘強強度較高,粘結(jié)抗拉強度可達1.5~2.5Mpa,接近混凝土本身強度,比普通混凝土粘結(jié)強度高2~4倍。
b、混凝土灌漿料,具體要求另詳。
5、增大截面加固法的工程應(yīng)用
對于簡支梁,僅正截面受彎承載力不足時,一般采用于梁底部增配鋼筋加固;若斜截面受剪承載力也不足時,應(yīng)三面包套并加配箍筋加固,對于連續(xù)梁,僅支座部位負彎矩受彎承載力不足時,可于頂面增配鋼筋加固;若正負受彎承載力均不足時,應(yīng)雙面增配鋼筋加固;若受剪承載力也不足時,尚應(yīng)三面或四面包套增配箍筋加固。
對于柱,應(yīng)根據(jù)受力情況和實際構(gòu)造的不同,分別采用四面包套、三面包套以及主要受力方向的兩面包套加固。截面承載力不足著重增配鋼筋,軸壓比超標(biāo)或混凝土強度偏低,則著重增大包套面積及混凝土強度等級。
對于墻,有單面加固和雙面加固,一般是對癥加固,缺鋼筋補鋼筋,若混凝土強度偏低或軸壓比超標(biāo),則著重提高加固層厚度及混凝土強度。