[摘 要]本文分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固技術(shù)方法、提高側(cè)向強度和變形能力及增加延性支捧體系方法,以及砌體結(jié)構(gòu)抗震加固的主要技術(shù)方法等。
[關(guān)鍵詞]建筑物;鋼筋混凝土;砌體結(jié)構(gòu);抗震加固;技術(shù)
1 引言
在建筑物抗震加固上,經(jīng)過近幾年的發(fā)展。方法已從傳統(tǒng)的形式不斷改變成了多樣化的形式,其抗震加固材料也由單一的砌體、鋼筋混凝土等,逐步向新型加固材料的方向發(fā)展。這使得建筑結(jié)構(gòu)的加固強度更高、材料成本更低、合理性更好。在此,就鋼筋混凝土與砌體結(jié)構(gòu)的建筑物的抗震加固技術(shù)方法進行探討,以促進建筑結(jié)構(gòu)加固的實際應(yīng)用。
2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固技術(shù)方法
2.1 增加構(gòu)件和結(jié)構(gòu)強度加固
1)對原有框架新增加鋼支撐。有的建筑物需較大敞開洞口(像學(xué)校、商場等)的,加固時多采用這種方法。所支撐的形式有:X型、K型、開口型等形式。這種加固技術(shù)方法的特點在于:一是能提供很大的強度和剛度;二是容易達到采光要求;三是質(zhì)量增加相對較小,進而使加鋼支撐所增加的基礎(chǔ)費用減少;四是鋼支撐可以先預(yù)制,顯然可縮短工期和減少施工面。
2)對原有框架填充或新加剪力墻。因剪力墻可以是現(xiàn)澆、預(yù)制鋼筋混凝土或配筋砌體,這樣就減少了預(yù)制構(gòu)件的操作占用空間。剪力墻可以焊接與上下粱連接,或與周邊梁柱連接,但錨筋或錨栓的強度必須滿足要求。
3)在住構(gòu)件上外包鋼筋混凝土圍套。采用這種方法能顯著提高構(gòu)件強度,但是僅在層間柱加圍套,而未新加鋼筋(或其它)等穿透樓板時,只能提高軸向與剪切強度,彎曲強度得不到改善,因而需在樓板上鉆洞,將新加鋼筋穿過洞口,再在粱柱節(jié)點澆筑新混凝土提高彎曲強度;在加固梁時,加鋼綴條則能顯著提供抗剪強度,特別是重力荷載下,假如所受荷載是往復(fù)的(像地震荷載、風(fēng)荷載等),對其進行整體圍套時更為合理。使用這種加固,基礎(chǔ)和梁柱節(jié)點也需要詳細(xì)的設(shè)計加固,因施工復(fù)雜,其費用也高些。
4)采用粘貼碳纖維加固。碳纖維加固則是近年來發(fā)展的新型加固技術(shù)方法,它施工便捷、增加的截面尺寸小、強度又高,因而被廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土板、粱等的補強加固。但是,碳纖維長期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃,所以處于特殊環(huán)境(高溫、腐蝕、放射等)下的混凝土加固,應(yīng)遵守國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并要采取相應(yīng)的防護措施。碳纖維片材(含碳纖維布和碳纖維板)應(yīng)用配套樹脂類粘結(jié)材料與混凝土牢固粘結(jié),并要加表面防護材料。原理:在混凝土表面粘貼碳纖維,使其與混凝土共同工作,如此碳纖維與混凝土的粘結(jié)以及端部錨固就非常重要了,這能防止碳纖維與混凝土出現(xiàn)過早剝離而影響加固效果。除此之外,還要注意碳纖維的粘貼方向:在梁、板等構(gòu)件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進行受彎加固時,其纖維方向與加固處的受拉方向應(yīng)一致;采用封閉式粘貼、U型粘貼或側(cè)面粘貼對梁、柱構(gòu)件進行受剪加固,其纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直。這是值得注意的地點。
5)采用高強不銹鋼絞線網(wǎng)、滲透性聚合物砂漿加固。高強不銹鋼絞線網(wǎng)是由高強不銹鋼絞線編織成的鋼絞線網(wǎng),其強度高、不銹蝕、運輸和施工也方便。而滲透性聚合物砂漿則為無機材料,與混凝土材料粘結(jié)性能良好,耐久性還好,并耐高溫。這些材料都可以進行工廠化生產(chǎn),直接運抵施工現(xiàn)場進行加固施工即可。主要優(yōu)點:一是高強鋼絞線強度高,其標(biāo)準(zhǔn)強度約為普通鋼材的5倍左右,因此加固后對結(jié)構(gòu)自重增加的很。欢且子诖笠(guī)模機械化施工,在結(jié)構(gòu)加固的過程中還不影響建筑的使用,對被加固的母體表面也沒有平整要求,而節(jié)點處理又方便,還可以加固有缺陷或強度低的混凝土結(jié)構(gòu);三是通過抗彎加固不僅可以顯著地提高承載力,而且還可以顯著地提高剛度,這是碳纖維加固所無法相比的。
6)采用聚合物浸漬混凝土加固技術(shù)。采用這種方法還是以普通混凝土為基材,以有機單體為浸漬液滲入混凝上內(nèi)部,并且聚合而成的一種有機-無機復(fù)合材料。因有機單體滲入混凝土內(nèi)部,并且聚合后基本填滿了混凝土原有的空隙,所以這就極大地改善了混凝土的微觀力學(xué)結(jié)構(gòu),顯然浸漬混凝土能顯著提高原混凝土基材的力學(xué)強度。
2.2 增加建筑物構(gòu)件變形能力的措施
焊接鋼絲網(wǎng)外澆混凝土形成套箍(繞絲法)、新加鋼板箍或鋼條箍、碳纖維封閉、加高強不銹鋼絞線網(wǎng)、用滲透性聚合物砂漿封閉等,這幾種抗震加固方法主要目的都是提高抗剪能力以及約束混凝土,以提高構(gòu)件的延性,而不是為了側(cè)向強度的提高。至于鋼筋混凝土圍套、鋼圍套,則主要用于提高側(cè)向強度與剛度。兩者的主要區(qū)別在于后者更注重于形成“套箍”,這能起到“約束”原混凝土的作用。實際上,后者也能起到一些提高側(cè)向強度和剛度的作用;后者在約束混凝土柱時,通常在柱頭與柱腳留有間隙(提高強度的鋼筋混凝土圍套加固方法,必須有鋼筋穿過樓板并澆筑混凝土,不允許有間隙),不僅提高了構(gòu)件剪切強度,且保持有一定的彎曲強度,這樣由于增大了構(gòu)件的剪彎強度比從而也提高了構(gòu)件的延性效果。
2.3 提高側(cè)向強度和變形能力及增加延性支捧體系方法
如今在已有框架中安裝鋼支撐這種方法,已被廣泛地用在鋼筋混凝土抗震加固中。比如一個“Y”型延性支撐為例,其支撐系統(tǒng)包括剪切板與鋼支撐架。剪切板由于其本身的塑性變形而能耗散大量地震能量,這樣就能有效地提高框架的強度、剛度和延性,甚至耗能能力。所以近年來不少專家學(xué)者對消能減震裝置也進行了大量研究,從而出現(xiàn)了各種各樣的消能器、阻尼墻等。因其本身的構(gòu)造特點,能耗散大量的地震能量,用各式消能器代替剪切板的工程也就不斷出現(xiàn)了。根據(jù)發(fā)展方向,采用該法進行消能減震也會越來越被應(yīng)用在已有或新建建筑。
3 砌體結(jié)構(gòu)抗震加固的主要技術(shù)方法
久性支撐加固現(xiàn)代配筋砌體結(jié)構(gòu)是可以承受地震作用的,但是老的砌體結(jié)構(gòu)由于未設(shè)置如圈梁與構(gòu)造柱之類的配筋構(gòu)件,因而遭遇地震時容易發(fā)生脆性破壞,對其應(yīng)進行加固,以提供更高的強度和延性。一般加固措施包括:①加鋼筋混凝±柱約束砌體;②加鋼板約束砌體;③用鋼筋混凝土或鋼圍套;④加現(xiàn)澆鋼筋混凝土水平疊合層和粱,增強結(jié)構(gòu)整體性;⑤用鋼拉桿內(nèi)部拉結(jié)砌體墻。在當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)承重墻體上有水平鋼筋混凝土粱時,新加的鋼筋混凝土構(gòu)件是最好的加固方法,因為這時原鋼筋混凝土梁與新加鋼筋混凝土柱對原砌體墻產(chǎn)生約束,從而顯著的提高了承載能力。再說,重新加鋼筋混凝土框架也是一種很好的加固方法。遇到緊急加固砌體結(jié)構(gòu)時,采用鋼板約束則是最快捷最有效的方法。鋼筋混凝土或鋼圍套能增加結(jié)構(gòu)抗側(cè)力。而對于混凝土圍套,則可以采用澆筑或噴射的方法。條件具備時,可以加現(xiàn)澆鋼筋混凝土水平疊合層與梁,這是提高結(jié)構(gòu)整體性的有效措施;條件不具備時,可在樓板底用鋼拉桿(鋼筋)內(nèi)部拉結(jié)砌體墻,也可以達到增強結(jié)構(gòu)整體性的要求。但是,對于未配筋砌體結(jié)構(gòu)出入口上部的女兒墻,它的加固也很重要,這可以考慮在女兒墻與屋頂間加支撐體系。
4 結(jié)束語
對于建筑物鋼筋砼與砌體結(jié)構(gòu)抗震的加固技術(shù)方法,要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況,且通過檢測而定。至于具體選擇哪種方法來加固,需要綜合考慮,可以本著滿足強度要求,施工方便、經(jīng)濟成本低的角度來衡量確定。
參考文獻
[1] 陳東越.C30級噴射混凝土在混凝土結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用和質(zhì)量控制[J].科技信息,2007,24:91,80.
[2] 阮金奎.常見建筑結(jié)構(gòu)加固方法選擇與優(yōu)缺點[J].山西建筑,2008,10:73-75.
[3] 李珠.既有建筑抗震加固與節(jié)能改造一體化技術(shù)[J].施工技術(shù),2009(5).
[4] 王伍生.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋震害分析、加固及抗震措施研究[J].中外建筑,2009(7).
[5] 劉衛(wèi)國.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固工程的質(zhì)量控制[J].建設(shè)監(jiān)理,2009,12:77-78.
[6] 李曉君.鋼筋砼與砌體結(jié)構(gòu)抗震加固方法探微[J].科技資訊,2009,31:55.