現代建筑物加固技術概述

混凝土結構加固方法與技術:
混凝土結構的加固分為直接加固與間接加固兩類,設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術。
直接加固的一般方法有:

1、加大截面加固法

該法施工工藝簡單、適應性強,并具有成熟的設計和施工經驗;適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土的加固;但現場施工的濕作業(yè)時間長,對生產和生活有一定的影響,且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2、置換混凝土加固法

該法的優(yōu)點與加大截面法相近,且加固后不影響建筑物的凈空,但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點;適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。

3、有粘結外包型鋼加固法

該法也稱濕式外包鋼加固法,受力可靠、施工簡便、現場工作量較小,但用鋼量較大,且不宜在無防護的情況下用于600c以上高溫場所;適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。

4、粘貼鋼板加固法

該法施工快速、現場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè),對生產和生活影響小,且加固后對原結構外觀和原有凈空無顯著影響,但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平;適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構件的加固。

5、粘貼纖維增強塑料加固法

除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點外,還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點,但需要專門的防火處理,適用于各種受力性質的混凝土結構構件和一般構筑物。

6、繞絲法

該法的優(yōu)缺點與加大截面法相近;適用于混凝土結構構件斜截面承載力不足的加固,或需對受壓構件施加橫向約束力的場合。

7、錨栓錨固法

該法適用于混凝土強度等級為c20~c60的混凝土承重結構的改造、加固;不適用于已嚴重風化的上述結構及輕質結構。

間接加固的一般方法有:

1、預應力加固法

該法能降低被加固構件的應力水平,不僅使加固效果好,而且還能較大幅度地提高結構整體承載力,但加固后對原結構外觀有一定影響;適用于大跨度或重型結構的加固以及處于高應力、高應變狀態(tài)下的混凝土構件的加固,但在無防護的情況下,不能用于溫度在600c以上環(huán)境中,也不宜用于混凝土收縮徐變大的結構。

2、增加支承加固法

該法簡單可靠,但易損害建筑物的原貌和使用功能,并可能減小使用空間;適用于具體條件許可的混凝土結構加固。

與混凝土結構加固改造配套使用的技術一般有:

1、托換技術

系托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墻,以下同)、托梁接柱和托梁換柱等技術的概稱;屬于一種綜合性技術,由相關結構加固、上部結構頂升與復位以及廢棄構件拆除等技術組成;適用于已有建筑物的加固改造;與傳統(tǒng)做法相比,具有施工時間短、費用低、對生活和生產影響小等優(yōu)點,但對技術要求較高,需由熟練工人來完成,才能確保安全。

2、植筋技術

系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術;可植入普通鋼筋,也可植入螺栓式錨筋;已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設計位置的補救,構件加大截面加固的補筋,上部結構擴跨、頂升對梁、柱的接長,房屋加層接柱和高層建筑增設剪力墻的植筋等。

3、裂縫修補技術

根據混凝土裂縫的起因、性狀和大小,采用不同封護方法進行修補,使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復的一種專門技術;適用于已有建筑物中各類裂縫的處理,但對受力性裂縫,除修補外,尚應采用相應的加固措施。

4、碳化混凝土修復技術(還不成熟)

系指通過恢復混凝土的堿性(鈍化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術。

5、混凝土表面處理技術

系指采用化學方法、機械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油跡、殘渣以及其它附著物的專門技術。

6、混凝土表層密封技術

系指采用柔性密封劑充填、聚合物灌漿、涂膜等方法對混凝土進行防水、防潮和防裂處理的技術。

7、其它技術

如結構、構件移位技術、調整結構自振頻率技術等。

砌體結構加固方法:

砌體結構的加固分為直接加固與間接加固兩類,設計時,可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法。

適用于砌體結構的直接加固方法一般為:

1、鋼筋混凝土外加層加固法

該法屬于復合截面加固法的一種。其優(yōu)點是施工工藝簡單、適應性強,砌體加固后承載力有較大提高,并具有成熟的設計和施工經驗;適用于柱、帶壁墻的加固;其缺點是現場施工的濕作業(yè)時間長,對生產和生活有一定的影響,且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2、鋼筋水泥砂漿外加層加固法

該法屬于復合截面加固法的一種。其優(yōu)點與鋼筋混凝土外加層加固法相近,但提高承載力不如前者;適用于砌體墻的加固,有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉。

3、增設扶壁柱加固法

該法屬于加大截面加固法的一種。其優(yōu)點亦與鋼筋混凝土外加層加固法相近,但承載力提高有限,且較難滿足抗震要求,一般僅在非地震區(qū)應用。

適用于砌體結構的間接加固方法一般為:

1、無粘結外包型鋼加固法

該法屬于傳統(tǒng)加固方法,其優(yōu)點是施工簡便、現場工作量和濕作業(yè)少,受力較為可靠;適用于不允許增大原構件截面尺寸,卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固;其缺點為加固費用較高,并需采用類似鋼結構的防護措施。

2、預應力撐桿加固法

該法能較大幅度地提高砌體柱的承載能力,且加固效果可靠;適用于加固處理高應力、高應變狀態(tài)的砌體結構的加固;其缺點是不能用于溫度在600c以上的環(huán)境中。

砌體結構構造性加固與修補

1、增設圈梁加固

當圈梁設置不符合現行設計規(guī)范要求,或縱橫墻交接處咬搓有明顯缺陷,或房屋的整體性較差時,應增設圈梁進行加固

2、增設梁墊加固

當大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現局部豎直裂縫時,應增設梁墊進行加固。

3、砌體局部拆砌

當房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影響承重及安全時,可將破裂墻體局部拆除,并按提高砂漿強度一級用整磚填砌。

4、砌體裂縫修補

在進行裂縫修補前,應根據砌體構件的受力狀態(tài)和裂縫的特征等因素,確定造成砌體裂縫的原因,以便有針對性地進行裂縫修補或采用相應的加固措施。

鋼結構加固方法:

鋼結構加固的主要方法有:減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當有成熟經驗時,亦可采用其它加固方法。

1、改變結構計算圖形

改變結構計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質和邊界條件,增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法;

改變結構計算圖形的一般加固方法:

(1)對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固:

a、增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算;

b、加設支撐增加結構剛度,或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改

善結構動力特性;

c、增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩(wěn)定性;

d、在排架結構中重點加強某一列柱的剛度,使之承受大部分水平力,以減輕其

它柱列負荷;

e、在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。

(2)對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固:

a、改變荷載的分布,例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載;

b、改變端部支承情況,例如變鉸接為剛結;

c、增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續(xù)結構;

d、調整連續(xù)結構的支座位置;

e、將結構變?yōu)閾螚U式結構;

f、施加預應力。

(3)對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固:

a、增設撐桿變桁架為撐桿式結構;

b、加設預應力拉桿。

2、加大構件截面的加固

采用加大截面加固鋼構件時,所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3、連接的加固與加固件的連接

鋼結構連接方法,即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇,應根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件,并考慮結構原有的連接方法確定。

鋼結構加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接,有依據時亦可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當采用焊縫連接時,應采用經評定認可的焊接工藝及連接材料。

4、裂紋的修復與加固

結構因荷載反復作用及材料選擇、構造、制造、施工安裝不當等產生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時,應設法修復。在修復前,必須分析產生裂紋的原因及其影響的嚴重性,有針對性地采取改善結構實際工作或進行加固的措施,對不宜采用修復加固的構件,應予拆除更換。