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第3章混凝土結(jié)構(gòu)的加固3.1概述結(jié)構(gòu)加固是指對(duì)可靠性不足或業(yè)主要求提高可靠度的承重結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及其相關(guān)部分采取增強(qiáng)、局部更換或調(diào)整其內(nèi)力等措施,使其具有現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范及業(yè)主所要求的安全性、耐久性和適用性?;炷两Y(jié)構(gòu)加固方法{直接加固法:增大截面加固法、置換混凝土加固法和復(fù)合截面加固法等。間接加固法:體外預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支點(diǎn)加固法、增設(shè)耗能支撐法或增設(shè)抗震墻法等。加固設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是:加固設(shè)計(jì)與新設(shè)計(jì)的最大區(qū)別在于其受到既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制約,加固方案的選擇不僅要考慮安全和經(jīng)濟(jì)因素,更要考慮構(gòu)件的實(shí)際受力情況、周圍環(huán)境、施工的可能性等。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的方法:增補(bǔ)鋼筋加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、改變受力體系加固法、粘貼鋼板加固法、外包鋼加固法等。3.2混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因3.2.1
結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面破壞特征1.正截面破壞特征混凝土梁、板等受彎構(gòu)件的裂縫出現(xiàn)時(shí),荷載常為極限荷載的15%~25%。對(duì)于適筋梁,在開(kāi)裂以后隨著荷載的增加出現(xiàn)良好的塑性特征,并在梁破壞前其鋼筋經(jīng)歷了較大的塑性伸長(zhǎng),有明顯的預(yù)兆。但是,當(dāng)實(shí)際配筋量大于計(jì)算值時(shí),便成為實(shí)際的超筋梁。超筋梁的破壞開(kāi)始于受壓破壞,此時(shí)鋼筋尚未達(dá)到屈服強(qiáng)度,撓度也不大,超筋梁破壞是突然的,沒(méi)有明顯的預(yù)兆。圖3-1
受彎構(gòu)件的正截面破壞形式如果是少筋梁,必須進(jìn)行加固。加固方法可以選用在拉區(qū)增補(bǔ)鋼筋的方法。當(dāng)采用在拉區(qū)增加鋼筋的方法加固時(shí),應(yīng)注意加筋后不致成為超筋梁。如果是適筋梁,則可根據(jù)裂縫寬度、構(gòu)件撓度和鋼筋應(yīng)力來(lái)判定是否進(jìn)行加固。裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力之間基本呈線性關(guān)系,裂縫越寬,裂縫處鋼筋應(yīng)力越高。如果是超筋梁,由于在拉區(qū)進(jìn)行加筋補(bǔ)強(qiáng)不起作用,因此必須采用加大截面的辦法或采用增設(shè)支點(diǎn)的辦法進(jìn)行加固。3.2混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因2.斜截面破壞特征
梁的斜截面抗剪試驗(yàn)表明,斜裂縫有兩種情況:一種是在構(gòu)件受拉邊緣首先出現(xiàn)垂直裂縫,然后在彎矩和剪力的共同作用下斜向發(fā)展;另一種是腹剪斜裂縫,對(duì)于T形、I形等腹板較薄的梁,這類斜裂縫常首先在梁腹部中和軸附近出現(xiàn),然后隨著荷載的增加,分別向梁頂和梁底斜向伸展。圖3-2
受彎構(gòu)件的斜截面破壞形式斜截面的抗剪承載力主要取決于混凝土強(qiáng)度、截面尺寸和箍筋數(shù)量。另外,剪跨比和縱筋配筋率對(duì)斜截面抗剪承載力也有一定的影響。在箍筋未達(dá)到屈服的情況下,梁腹斜裂縫間的混凝土由于主壓應(yīng)力過(guò)大而發(fā)生斜壓破壞。因此,這種梁的抗剪承載力是由構(gòu)件截面尺寸和混凝土強(qiáng)度決定的。當(dāng)箍筋的配置數(shù)量過(guò)少時(shí),斜裂縫一旦出現(xiàn),箍筋承擔(dān)不了原來(lái)由混凝土負(fù)擔(dān)的拉力,箍筋應(yīng)力立即達(dá)到并超過(guò)屈服強(qiáng)度,并產(chǎn)生脆性的斜拉破壞。3.2混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因綜上所述,配置箍筋的多少,決定了梁的剪切破壞形態(tài)。配置箍筋的數(shù)量,在有關(guān)規(guī)范中規(guī)定了明確的限值。配置箍筋的上限(最大配箍率)為(3.1)當(dāng)轉(zhuǎn)換成剪力與截面尺寸的關(guān)系時(shí)截面尺寸應(yīng)滿足(3.2)當(dāng)箍筋數(shù)量較多、已達(dá)到式(3.1)的規(guī)定時(shí),或梁的截面尺寸已不符合式(3.2)的條件時(shí),增加的腹筋不能充分發(fā)揮作用,即梁剪壞時(shí)附加箍筋的應(yīng)力達(dá)不到屈服強(qiáng)度。遇到這種情況時(shí),應(yīng)采用增大截面法進(jìn)行加固。3.2混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因配置箍筋的下限(最大配箍率)為(3.3)當(dāng)配箍率小于式(3.3)時(shí),梁一旦出現(xiàn)斜裂縫,箍筋立即達(dá)到屈服強(qiáng)度,不再能阻止斜裂縫的開(kāi)展,導(dǎo)致突然的斜拉破壞。對(duì)于這種情況的構(gòu)件,宜采用增加箍筋的辦法進(jìn)行加固。3.2混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因3.2.2
梁、板加固的原因
混凝土梁、板是建筑工程中應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在實(shí)際工程中,梁、板等受彎構(gòu)件的加固任務(wù)是較多的。梁、板類受彎構(gòu)件因承載力不足的加固,包括正截面加固和斜截面加固兩方面的內(nèi)容。梁、板承載力不足,是指梁、板的承載力不能滿足預(yù)定的或新的使用要求,必須進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固,才能保證構(gòu)件的安全使用。1.施工質(zhì)量不良2.設(shè)計(jì)有誤3.使用不當(dāng)4.其他原因1)地基的不均勻沉降,會(huì)使梁產(chǎn)生附加應(yīng)力。2)構(gòu)件形式的影響。3)構(gòu)件耐久性不足會(huì)導(dǎo)致鋼筋嚴(yán)重銹蝕,甚至銹斷嚴(yán)重影響承載力。3.2混凝土結(jié)構(gòu)加固的原因3.2.3混凝土柱加固的原因1.設(shè)計(jì)考慮不周或錯(cuò)誤2.施工質(zhì)量差3.施工人員業(yè)務(wù)水平低,工作責(zé)任心不強(qiáng)4.施工現(xiàn)場(chǎng)管理不善5.地基不均勻沉降6.商品混凝土的質(zhì)量不及設(shè)計(jì)要求。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.1
預(yù)應(yīng)力加固法1.概念及適用范圍
預(yù)應(yīng)力加固法一般是用預(yù)應(yīng)力筋對(duì)建筑物的梁或板進(jìn)行加固的一種方法。這種方法不僅具有施工簡(jiǎn)便的特點(diǎn),而且在基本不增加梁、板截面高度和不影響結(jié)構(gòu)使用空間的條件下,可提高梁和板的抗彎、抗剪承載力,改善其在使用階段的性能。根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的情況,一種是在既有梁的體外通過(guò)錨固端與支撐點(diǎn)傳遞力,即體外預(yù)應(yīng)力加固法;另一種是張拉后再澆混凝土,通過(guò)新舊混凝土之間的黏結(jié)來(lái)傳遞力。
體外預(yù)應(yīng)力加固方法適用于下列鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固:以無(wú)黏結(jié)鋼絞線為預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U時(shí),宜用于連續(xù)梁和大跨簡(jiǎn)支梁的加固;以普通鋼筋為預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U時(shí),宜用于一般簡(jiǎn)支梁的加固;以型鋼為預(yù)應(yīng)力撐桿時(shí),宜用于柱的加固,但不適用于素混凝土構(gòu)件(包括縱向受力鋼筋一側(cè)配筋率小于0.2%的構(gòu)件)的加固。
預(yù)應(yīng)力加固法主要是由于預(yù)應(yīng)力所產(chǎn)生的負(fù)彎矩抵消了一部分荷載彎矩,使梁、板彎矩減小,裂縫寬度縮小甚至完全閉合,當(dāng)采用元寶式預(yù)應(yīng)力筋加固梁時(shí),其效果將更佳。因此,在梁的加固工程中,預(yù)應(yīng)力加固法的應(yīng)用日趨廣泛。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2.預(yù)應(yīng)力加固工藝(1)預(yù)應(yīng)力筋張拉張拉的方法有多種,常用的有千斤頂張拉法、橫向收緊法、豎向張拉法、電熱張拉法。1)千斤頂張拉法是一種用千斤頂在預(yù)應(yīng)力筋的頂端進(jìn)行張拉并錨固的方法,較適用于元寶筋。對(duì)于直線筋,由于在梁端放置千斤頂較為困難,因此往往不易實(shí)現(xiàn)。2)橫向收緊法是一種橫向預(yù)加應(yīng)力的方法。其原理是在加固筋兩端被錨固的情況下,利用測(cè)力扳手和螺栓等簡(jiǎn)易工具迫使加固筋由直變曲產(chǎn)生拉伸應(yīng)變,從而在加固筋中建立預(yù)應(yīng)力。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3)豎向張拉法包括人工豎向張拉法和千斤頂豎向張拉法兩種。人工豎向張拉法又分為人工豎向收緊張拉和人工豎向頂撐張拉。圖3-3
人工豎向張拉預(yù)應(yīng)力筋3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-4
千斤頂豎向張拉預(yù)應(yīng)力筋4)電熱張拉法的工藝為:對(duì)加固筋通以低電壓的大電流,使加固筋發(fā)熱伸長(zhǎng),伸長(zhǎng)值達(dá)到要求后切斷電流,并立即將兩端錨固。隨后,加固筋恢復(fù)到常溫而產(chǎn)生收縮變形,從而在加固筋中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(2)預(yù)應(yīng)力筋錨固
預(yù)應(yīng)力筋的錨固方法U形鋼板錨固(圖3-5a)高強(qiáng)螺栓摩擦—黏結(jié)錨固(圖3-5b)焊接黏結(jié)錨固(圖3-5c)扁擔(dān)式錨固(圖3-5d)利用既有預(yù)埋件錨固套箍錨固(圖3-5e)等3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-5
預(yù)應(yīng)力筋錨固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.加固方法及計(jì)算
體外預(yù)應(yīng)力加固法包括無(wú)黏結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法、普通鋼筋體外預(yù)應(yīng)力加固法、型鋼預(yù)應(yīng)力撐桿加固法三種。(1)無(wú)黏結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法計(jì)算采用無(wú)黏結(jié)鋼絞線預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固受彎構(gòu)件時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí),假定鋼絞線的應(yīng)力等于施加預(yù)應(yīng)力時(shí)的張拉控制應(yīng)力,即假定鋼絞線的應(yīng)力增量值與預(yù)應(yīng)力損失值相等;當(dāng)采用一端張拉而連續(xù)跨的跨數(shù)超過(guò)兩跨,或采用兩端張拉而連續(xù)跨的跨數(shù)超過(guò)四跨時(shí),距張拉端兩跨以上的梁由摩擦力引起的預(yù)應(yīng)力損失有可能大于鋼絞線的應(yīng)力增量。
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-6
矩形截面正截面受彎承載力計(jì)算3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
當(dāng)采用無(wú)黏結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固矩形截面受彎構(gòu)件時(shí),其斜截面承載力應(yīng)按下式確定3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(2)普通鋼筋體外預(yù)應(yīng)力加固法計(jì)算
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(3)型鋼預(yù)應(yīng)力撐桿加固法計(jì)算
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-7預(yù)應(yīng)力撐桿橫向張拉量計(jì)算3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法4.構(gòu)造規(guī)定(1)無(wú)黏結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法1)鋼絞線的布置(圖3-8)應(yīng)符合下列規(guī)定:鋼絞線應(yīng)成對(duì)布置在梁的兩側(cè);其外形應(yīng)為設(shè)計(jì)所要求的折線形;鋼絞線形心至梁側(cè)面的距離宜取為取為40mm。2)鋼絞線跨中水平段的支承點(diǎn),對(duì)縱向張拉,宜設(shè)在梁底以上的位置;對(duì)橫向張拉,應(yīng)設(shè)在梁的底部;若縱向張拉的應(yīng)力不足,尚應(yīng)依靠橫向拉緊螺栓補(bǔ)足時(shí),則支承點(diǎn)也應(yīng)設(shè)在梁的底部。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-8鋼絞線的布置方式3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-9中間連續(xù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(2)普通鋼筋體外預(yù)應(yīng)力加固法1)采用普通鋼筋預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固時(shí),其構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:①采用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固梁,當(dāng)其加固的張拉力不大于150kN時(shí),可用兩根HPB300級(jí)鋼筋;當(dāng)加固的預(yù)應(yīng)力較大時(shí),宜用HPB400級(jí)鋼筋。②預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U中部的水平段距被加固梁下緣的凈空宜30~80mm。③在被加固梁下應(yīng)設(shè)厚度不小于10mm的鋼墊板,其寬度宜與被加固梁寬相等,其梁跨度方向的長(zhǎng)度不應(yīng)小于板厚的5倍等。2)預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U端部的錨固構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:1)被加固構(gòu)件端部有傳力預(yù)埋件可利用時(shí),可將預(yù)應(yīng)力拉桿與傳力預(yù)埋件焊接,通過(guò)焊縫傳力。2)鋼套箍可用型鋼焊成,也可用鋼板加焊加勁肋制成(圖3-10②)。3)橫向張拉宜采用工具式拉緊螺桿(圖3-10④)。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-10預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U構(gòu)造3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-10預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U構(gòu)造3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(3)型鋼預(yù)應(yīng)力撐桿加固法1)采用普通鋼筋預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固時(shí),其構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:①預(yù)應(yīng)力撐桿用角鋼的截面不應(yīng)小于50mm×50mm×5mm。
壓桿肢的兩根角鋼用綴板連接,形成槽形的截面;也可用單根槽鋼做壓桿肢。綴板的厚度不得小于6mm,寬度不得小于80mm,長(zhǎng)度應(yīng)按角鋼與被加固柱之間的空隙大小確定。相鄰綴板間的距離應(yīng)保證單個(gè)角鋼的長(zhǎng)細(xì)比不大于板螺。②壓桿肢末端的傳力構(gòu)造(圖3-11),應(yīng)采用焊在壓桿肢上的頂板與承壓角鋼頂緊,通過(guò)抵承傳力。承壓角鋼嵌入被加固柱的柱身混凝土或柱頭混凝土內(nèi)不應(yīng)少于25mm。傳力頂板宜用厚度不小于16mm的鋼板,傳力頂板與角鋼肢焊接的板面及與承壓角鋼抵承的面均應(yīng)刨平。承壓角鋼截面不得小于100mm×75mm×12mm。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-11撐桿端傳力構(gòu)造2)當(dāng)預(yù)應(yīng)力撐桿采用螺栓橫向拉緊的施工方法時(shí),雙側(cè)加固的撐桿,其兩個(gè)壓桿肢的中部應(yīng)向外彎折,并在彎折處采用工具式拉緊螺桿建立預(yù)應(yīng)力并復(fù)位(圖3-12)。單側(cè)加固的撐桿只有一個(gè)壓桿肢,仍應(yīng)在中點(diǎn)處彎折,并采用工具式拉緊螺桿進(jìn)行橫向張拉與復(fù)位(圖3-13)。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-12雙側(cè)預(yù)應(yīng)力加固撐桿構(gòu)造圖3-13單側(cè)預(yù)應(yīng)力加固撐桿構(gòu)造3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-14角鋼缺口處加焊鋼板補(bǔ)強(qiáng)3)壓桿肢的彎折與復(fù)位的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:彎折壓桿肢前,應(yīng)在角鋼的側(cè)立肢上切出三角形缺口,缺口背面應(yīng)補(bǔ)焊鋼板予以加強(qiáng)(圖3-13);彎折壓桿肢的復(fù)位應(yīng)采用工具式拉緊螺桿,其直徑應(yīng)按張拉力的大小計(jì)算確定,但不應(yīng)小于16mm,其螺母高度不應(yīng)小于螺桿直徑的1.5倍。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.2改變受力體系加固法1.基本概念改變受力體系加固法常用的做法還有:將簡(jiǎn)支梁改變?yōu)檫B續(xù)梁體系加固法(空心板、梁);將多跨簡(jiǎn)支梁改造為連續(xù)簡(jiǎn)支梁體系;增加輔助墩法(空心板、梁);八字支撐法;鋼索斜拉加固等。{在梁的中間部位增設(shè)支點(diǎn)加固法、托梁拔柱加固法、將多跨簡(jiǎn)支梁變?yōu)檫B續(xù)梁等。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(1)增設(shè)支點(diǎn)加固法增設(shè)支點(diǎn)加固法適用于梁、板、桁架等結(jié)構(gòu)的加固。按支承結(jié)構(gòu)受力性能的不同可分為剛性支點(diǎn)加固法和彈性支點(diǎn)加固法兩種(圖3-15)。
設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)被加固結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)和工作條件選用其中一種。設(shè)計(jì)支承結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時(shí),宜采用有預(yù)加力的方案。預(yù)加力的大小應(yīng)以支點(diǎn)處被支頂構(gòu)件表面不出現(xiàn)裂縫和不增設(shè)附加鋼筋為度。制作支承結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的材料應(yīng)根據(jù)被加固結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境及使用要求確定當(dāng)在高濕度或高溫環(huán)境中使鋼構(gòu)件及其連接時(shí),應(yīng)采用有效的防銹隔熱措施。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-15增設(shè)支點(diǎn)加固法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(2)托梁拔柱加固法在工業(yè)廠房或沿街商業(yè)建筑的改造中,有時(shí)需要拔去某根柱子,以改善或改變使用條件。這時(shí)可采用增設(shè)托梁拔柱法,即通過(guò)增設(shè)托梁把既有柱承受的力傳給相鄰的柱(或增設(shè)的柱)。圖3-16托梁拔柱法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(3)多跨簡(jiǎn)支梁變連續(xù)梁加固法多跨簡(jiǎn)支梁變連續(xù)梁加固法是將原兩跨及兩跨以上簡(jiǎn)支梁的梁端連接起來(lái),使受力體系由原來(lái)的簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)換為連續(xù),減小跨中正彎矩,提高結(jié)構(gòu)的承載能力,同時(shí)減少了伸縮縫數(shù)量(圖3-17)。這種方法主要適用于多跨簡(jiǎn)支梁(板)因配筋不足、截面尺寸偏小、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)跨中截面抗彎承載能力明顯不足及下彎撓度過(guò)大的情況。圖3-17托梁拔柱法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2.加固計(jì)算步驟采用剛性支點(diǎn)加固梁、板時(shí),其結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:1)計(jì)算并繪制既有梁的內(nèi)力圖。2)初步確定預(yù)加力,并繪制在支承點(diǎn)預(yù)加力作用下梁的內(nèi)力圖。3)繪制加固后梁在新增荷載作用下的內(nèi)力圖。4)將上述內(nèi)力圖疊加,繪出梁各截面內(nèi)力包絡(luò)圖。5)計(jì)算梁各截面實(shí)際承載力。6)調(diào)整預(yù)加力值,使梁各截面最大內(nèi)力值小于截面實(shí)際承載力。7)根據(jù)最大的支點(diǎn)反力,設(shè)計(jì)支承結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法采用彈性支點(diǎn)加固梁時(shí),應(yīng)先計(jì)算出所需支點(diǎn)彈性反力的大小,然后根據(jù)此力確定支承結(jié)構(gòu)所需的剛度,并應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:1)計(jì)算并繪制既有梁的內(nèi)力圖。2)繪制既有梁在新增荷載下的內(nèi)力圖。3)確定既有梁所需的預(yù)加力,并由此求出相應(yīng)的彈性支點(diǎn)反力值R。4)根據(jù)所需的彈性支點(diǎn)反力R及支承結(jié)構(gòu)類型,計(jì)算支承結(jié)構(gòu)所需的剛度。5)根據(jù)所需的剛度確定支承結(jié)構(gòu)截面尺寸,并驗(yàn)算其地基基礎(chǔ)。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.構(gòu)造規(guī)定采用增設(shè)支點(diǎn)加固法新增的支柱、支撐,其上端應(yīng)與被加固的梁可靠連接,并應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)濕式連接當(dāng)采用鋼筋混凝土支柱、支撐為支承結(jié)構(gòu)時(shí),可采用鋼筋混凝土套箍濕式連接(圖3-18a);被連接部位梁的混凝土保護(hù)層應(yīng)全部鑿掉,露出箍筋。鋼筋箍的直徑應(yīng)由計(jì)算確定,但不應(yīng)少于2根直徑為12m的鋼筋。節(jié)點(diǎn)處后澆混凝土的強(qiáng)度等級(jí),不應(yīng)低于C25。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-18支柱、支撐上端與原結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(2)干式連接當(dāng)采用型鋼支柱、支撐為支承結(jié)構(gòu)時(shí),可采用型鋼套箍干式連接(圖3-19b)。對(duì)鋼筋混凝土支撐,可采用濕式鋼筋混凝土圍套連接(圖3-19a)。對(duì)受拉支撐,其受拉主筋應(yīng)繞過(guò)上、下梁(柱),并采用焊接。對(duì)鋼支撐,可采用型鋼套箍干式連接(圖3-19b)圖3-19斜撐底部與梁柱的連接構(gòu)造3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-19斜撐底部與梁柱的連接構(gòu)造3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.3增補(bǔ)受拉鋼筋加固法
增補(bǔ)受拉鋼筋加固法是指在既有梁受拉力較大區(qū)段(配筋率小的一側(cè))補(bǔ)加受拉鋼筋,來(lái)提高梁承載力的一種加固方法。這種方法比較適用于下述情況:當(dāng)既有梁的截面尺寸及其抗剪承載力都滿足要求,僅彎曲抗拉強(qiáng)度不能滿足要求,且抗拉鋼筋的增補(bǔ)數(shù)量不是很大時(shí)。增補(bǔ)筋與既有梁之間連接方法有全焊接法、半焊接法和黏結(jié)法三種。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(1)全焊接法
全焊接法是指把增補(bǔ)筋直接焊接在既有梁的鋼筋(簡(jiǎn)稱原筋)上,以后不再補(bǔ)澆混凝土做黏結(jié)保護(hù),即增補(bǔ)鋼筋是在裸露條件下,依靠焊接參與既有梁的工作。圖3-20全焊接法增補(bǔ)鋼筋加固梁3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(2)半焊接法半焊接法是指增補(bǔ)筋焊接在既有梁的鋼筋上后,再補(bǔ)澆或噴射一層細(xì)石混凝土進(jìn)行黏結(jié)和保護(hù),這樣增補(bǔ)筋既受焊接錨固,又受混凝土黏結(jié)力的固結(jié)
使增補(bǔ)筋的受力特征與原筋相近,受力較為可靠。(3)黏結(jié)法
黏結(jié)法是指增補(bǔ)筋是完全依靠后澆混凝土的黏結(jié)力傳遞來(lái)參與既有梁的工作。
黏結(jié)法施工工藝如下:將需增補(bǔ)鋼筋的區(qū)段的構(gòu)件表面鑿毛,使凹凸不平度大于6mm,每500mm鑿一剪力鍵,并加配U形箍筋,U形箍筋焊接在原筋上或焊接在錨釘上。將增補(bǔ)縱筋穿入U(xiǎn)形箍筋并予綁扎,最后涂刷環(huán)氧膠黏劑并噴射或澆筑混凝土。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.4增大截面加固法
增大截面加固法是指增大既有構(gòu)件截面面積并增配鋼筋,以提高其承載力和剛度,或改變其自振頻率的一種直接加固法。增大截面法又稱外包混凝土加固法,適用于鋼筋混凝土受彎和受壓構(gòu)件的加固,是一種常用的加固混凝土梁和柱子的方法。增大截面加固法的優(yōu)點(diǎn)有工藝簡(jiǎn)單、受力可靠、施工費(fèi)用低。增大截面加固法是采用同種材料(混凝土和普通鋼筋)對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),通過(guò)增大混凝土和鋼筋截面的面積,采取一些構(gòu)造措施,保證后加固部分與既有構(gòu)件的可靠連接,共同工作,達(dá)到提高截面承載力和剛度的目的。采用增大截面加固法加固混凝土構(gòu)件時(shí),具體加固形式包含有四周外包、三側(cè)外包、雙側(cè)加厚和單側(cè)加厚等加固方法?;炷亮汉突炷林募庸绦问饺鐖D3-21所示。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-21增大截面法加固混凝土梁和柱的加固形式3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法1.受彎構(gòu)件正截面加固計(jì)算
采用增大截面加固受彎構(gòu)件時(shí),應(yīng)根據(jù)既有結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和受力情況,選擇在受壓區(qū)或受拉區(qū)增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土外加層的加固方式。當(dāng)在受拉區(qū)加固矩形截面受彎構(gòu)件時(shí)(圖3-22),其正截面受彎承載力應(yīng)按下式確定3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-22矩形截面受彎構(gòu)件正截面加固計(jì)算簡(jiǎn)圖
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2.受彎構(gòu)件斜截面加固計(jì)算采用增大截面法加固受彎構(gòu)件時(shí),其斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:1)當(dāng)受拉區(qū)增設(shè)配筋混凝土層,并采用U形箍與既有物件箍筋逐個(gè)焊接時(shí)2)當(dāng)增設(shè)鋼筋混凝土三面圍套,并采用加錨式或膠錨式箍筋時(shí)3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.受壓構(gòu)件正截面加固計(jì)算采用增大截面加固鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件時(shí),其正截面受壓承載力應(yīng)按下式確定3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法例3.1某9層雙跨鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu),現(xiàn)需對(duì)該樓增加兩層,經(jīng)復(fù)核發(fā)現(xiàn)個(gè)別柱需進(jìn)行加固。該首層中柱截面尺寸為400mm×550mm;箍筋采用采用HPB300級(jí)鋼筋:混凝土采用C20,保護(hù)層厚度為25mm;縱筋采用HRB335級(jí)鋼筋,縱筋截面面積為2036mm2,層高6.5m;中柱軸向受壓荷載N=3600kN。增大截面法加固,將既有柱四周混凝土鑿毛,然后配置箍筋及HRB335級(jí)縱筋,并噴射50mm厚C30細(xì)石混凝土。相關(guān)參數(shù)取值見(jiàn)表3-1~表3-3,請(qǐng)計(jì)算補(bǔ)配的縱筋截面面積。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法表3-1鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)表3-2混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法表3-3普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法4.受力特征
圖3-29疊合梁截面各階段的受力特征3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(1)混凝土應(yīng)變滯后
(2)鋼筋應(yīng)力超前
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法對(duì)于大偏心受壓柱,由于新加部分位于構(gòu)件的邊緣,在后加荷載作用下,其應(yīng)變發(fā)展比既有柱發(fā)展快,這也彌補(bǔ)了新柱的應(yīng)變滯后。此外,由于新加部分對(duì)既有柱的約束作用和新舊柱之間的應(yīng)力重分布,新加部分承載力的降低不太顯著,較軸心受壓柱小。對(duì)于軸心受壓柱,新舊混凝土間存在著明顯的應(yīng)力重分布。試驗(yàn)表明,應(yīng)力水平低的新混凝土對(duì)應(yīng)力水平高的既有柱會(huì)產(chǎn)生約束作用,并且新舊混凝土間的應(yīng)力應(yīng)變差距越大,這一約束作用越大。即在既有柱混凝土的應(yīng)變達(dá)到達(dá)0.002時(shí),混凝土并沒(méi)有立即破碎。但這種約束作用不能完全彌補(bǔ)新柱應(yīng)變滯后對(duì)加固柱承載力的降低。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法5.構(gòu)造規(guī)定采用增大截面加固法時(shí),新增截面部分可用現(xiàn)澆混凝土、自密實(shí)混凝土或噴射混凝土澆筑而成,也可用摻有細(xì)石混凝土的水泥基灌漿料灌注而成。采用增大截面加固法時(shí),既有構(gòu)件的混凝土表面應(yīng)經(jīng)處理,設(shè)計(jì)文件應(yīng)對(duì)所采用的界面處理方法和處理質(zhì)量提出要求。一般情況下,除混凝土表面應(yīng)予打毛,尚應(yīng)采取涂刷結(jié)構(gòu)界面膠、種植剪切銷釘或增設(shè)剪力鍵等措施,以保證新舊混凝土共同工作。新增混凝土層的最小厚度,板不應(yīng)小于40mm;梁、柱,采用現(xiàn)澆混凝土、自密實(shí)混凝土或灌漿料施工時(shí),不應(yīng)小于60mm,采用噴射混凝土施工時(shí),不應(yīng)小于50mm。
加固用的鋼筋,應(yīng)采用熱軋鋼筋。板的受力鋼筋直徑不應(yīng)小于8mm;梁的受力鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm;柱的受力鋼筋直徑不應(yīng)小于14mm;加錨式箍筋直徑不應(yīng)小于8mm;U形箍直徑應(yīng)與原箍筋直徑相同;分布筋直徑不應(yīng)小于6mm。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.5粘貼鋼板加固法1.概念及適用范圍
粘貼鋼板加固法是指用膠黏劑將鋼板粘貼在構(gòu)件外部的一種加固方法(圖3-30)。常用的膠黏劑是以環(huán)氧樹脂為基料,加入適量的固化劑、增韌劑、增塑劑配制而成的結(jié)構(gòu)膠。圖3-30粘貼鋼板加固法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
粘貼鋼板加固法在加固、修復(fù)結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用發(fā)展較快,將鋼板粘貼在混凝土受拉區(qū),對(duì)提高構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度和彎曲抗拉強(qiáng)度有特別顯著的效果。粘貼鋼板加固法能夠受到工程技術(shù)人員和業(yè)主的青睞,是因?yàn)樗袀鹘y(tǒng)的加固方法不可取代的下述優(yōu)點(diǎn):
1)膠黏劑硬化時(shí)間快,施工周期短,粘貼鋼板加固施工時(shí)不必停產(chǎn)或少停產(chǎn),這對(duì)業(yè)主有特別的吸引力。2)工藝簡(jiǎn)單,施工快捷方便,可以不動(dòng)明火,對(duì)防火要求高的車間特別適用。3)膠黏劑的強(qiáng)度高于混凝土本體強(qiáng)度,可以使加固體與既有構(gòu)件形成一個(gè)整體,受力較均勻,不會(huì)在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。
4)粘貼鋼板所占的空間小,幾乎不增加被加固構(gòu)件的斷面尺寸和重量,不影響房屋的使用凈空,不改變構(gòu)件的外形。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法粘貼鋼板加固法適用于鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構(gòu)件,不適用于素混凝土構(gòu)件,包括縱向受力鋼筋一側(cè)配筋率小于0.2%的構(gòu)件。粘貼鋼板加固法的使用環(huán)境:長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃;處于特殊環(huán)境(如高溫、高濕、介質(zhì)侵蝕、放射等)的混凝土結(jié)構(gòu),除應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采取相應(yīng)的防護(hù)措施,尚應(yīng)采用耐環(huán)境因素作用的膠黏劑,并按專門的工藝要求進(jìn)行粘貼。圖3-31鋼板粘貼3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2.加固計(jì)算(1)受彎構(gòu)件正截面加固計(jì)算
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-32矩形截面受彎承載力計(jì)算3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(2)受彎構(gòu)件斜截面加固計(jì)算
受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力不足,應(yīng)采用膠粘貼的箍板進(jìn)行加固,箍板宜設(shè)計(jì)成加錨封閉箍、膠錨U形箍或帶壓條U形箍(圖3-33a),當(dāng)受力很小時(shí),也可采用一般U形箍。箍板應(yīng)垂直于構(gòu)件軸線方向粘貼(圖3-33b);不得采用斜向粘貼。圖3-33扁鋼抗剪箍及其粘貼方式3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(3)大偏心受壓構(gòu)件正截面加固計(jì)算在矩形截面大偏心受壓構(gòu)件受拉邊混凝土表面上粘貼鋼板加固時(shí),其正截面承載力應(yīng)按下列公式確定3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-34矩形截面大偏心受壓構(gòu)件粘鋼加固承載力計(jì)算3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.構(gòu)造規(guī)定粘鋼加固的鋼板寬度不宜大于100mm。采用手工涂膠粘貼的鋼板厚度不應(yīng)大于5mm;采用壓力注膠黏結(jié)的鋼板厚度不應(yīng)大于10mm,且應(yīng)按外黏型鋼加固法的焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)。
對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面加固時(shí),應(yīng)在鋼板的端部(包括截?cái)嗵帲┘凹泻奢d作用點(diǎn)的兩側(cè),對(duì)梁設(shè)置U形鋼箍板;對(duì)板應(yīng)設(shè)置橫向鋼壓條進(jìn)行錨固。當(dāng)粘貼的鋼板延伸至支座邊緣仍不滿足延伸長(zhǎng)度計(jì)算公式的規(guī)定時(shí),應(yīng)采取下列錨固措施:1)對(duì)梁,應(yīng)在延伸長(zhǎng)度范圍內(nèi)均勻設(shè)置U形箍(圖3-35),且應(yīng)在延伸長(zhǎng)度的端部設(shè)置一道加強(qiáng)箍。U形箍的粘貼高度,應(yīng)為梁的截面高度,當(dāng)梁有翼緣(或有現(xiàn)澆樓板)時(shí),應(yīng)伸至其底面。U形箍的寬度,對(duì)端箍不應(yīng)小于加固鋼板寬度的2/3,且不應(yīng)小于80mm;對(duì)中間箍不應(yīng)小于加固鋼板寬度的1/2,且不應(yīng)小于40mm。U形箍的厚度,不應(yīng)小于受彎加固鋼板厚度的1/2,且不應(yīng)小于4mm。U形箍的上端應(yīng)設(shè)置縱向鋼壓條;壓條下面的空隙應(yīng)加膠黏鋼墊塊填平。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2)對(duì)板,應(yīng)在延伸長(zhǎng)度范圍內(nèi)通長(zhǎng)設(shè)置垂直于受力鋼板方向的鋼壓條。鋼壓條一般不宜少于3條;鋼壓條應(yīng)在延伸長(zhǎng)度范圍內(nèi)均勻布置,且應(yīng)在延伸長(zhǎng)度的端部設(shè)置一道。壓條的寬度不應(yīng)小于受彎加固鋼板寬度的3/5,鋼壓條的厚度不應(yīng)小于受彎加固鋼板厚度的1/2。圖3-35梁粘貼鋼板端部錨固措施3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法當(dāng)采用鋼板對(duì)受彎構(gòu)件負(fù)彎矩區(qū)進(jìn)行正截面承載力加固時(shí),應(yīng)采取下列構(gòu)造措施:1)支座處無(wú)障礙時(shí),鋼板應(yīng)在負(fù)彎矩包絡(luò)圖范圍內(nèi)連續(xù)粘貼;其延伸長(zhǎng)度的截?cái)帱c(diǎn)應(yīng)按規(guī)范的原則確定。在端支座無(wú)法延伸的一側(cè),尚應(yīng)按其構(gòu)造方式(圖3-36)進(jìn)行錨固處理。圖3-36梁柱節(jié)點(diǎn)處粘貼鋼板的機(jī)械錨固措施3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
圖3-37繞過(guò)柱位粘貼鋼板3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法4.粘貼鋼板施工要求(1)施工工藝流程粘貼鋼板加固法施工應(yīng)按圖3-38所示工藝流程進(jìn)行。圖3-38粘貼鋼板加固法施工工藝流程3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法混凝土構(gòu)件表面應(yīng)按下列方法進(jìn)行處理:1)對(duì)既有混凝土構(gòu)件的黏合面,可用硬毛刷蘸高效洗滌劑,刷除表面油垢污物后用清水沖洗,再對(duì)黏合面進(jìn)行打磨,除去2~3mm厚表層,直至完全露出新面,并用無(wú)油壓縮空氣吹除粉粒。如混凝土表面不是很臟很舊,則可直接對(duì)黏合面進(jìn)行打磨,去掉1~2厚表層,用壓縮空氣除去粉塵或清水沖洗干凈,待完全干燥后用脫脂棉蘸丙酮擦拭表面即可。2)對(duì)于新混凝土黏合面,先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去,再用硬毛刷蘸洗滌劑洗刷表面,或用有壓力水沖洗,待完全干后即可涂黏結(jié)劑。3)對(duì)于齡期在3個(gè)月以內(nèi)或濕度較大的混凝土構(gòu)件尚需進(jìn)行人工干燥處理。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(2)鋼板粘貼前的處理1)鋼板黏結(jié)面須進(jìn)行除銹和粗糙處理。如鋼板未生銹或輕微銹蝕,可用噴砂、砂布或平砂輪打磨,直至出現(xiàn)金屬光澤。打磨粗糙度越大越好,打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直。其后用脫脂棉蘸丙酮擦拭干凈。如鋼板銹蝕嚴(yán)重,需先用適度鹽酸浸泡20min,待銹層脫落后用石灰水沖洗,中和酸離子,最后用平砂輪打磨出紋道。2)粘貼鋼板前可能要對(duì)被加固構(gòu)件進(jìn)行卸荷。如采用千斤頂頂升方式卸荷,對(duì)于承受均布荷載的梁,應(yīng)采用多點(diǎn)(至少兩點(diǎn))均勻頂升,對(duì)于有次梁作用的主梁,每根次梁下要設(shè)一臺(tái)千斤頂,頂升噸位以頂面不出現(xiàn)裂縫為準(zhǔn)。
(3)膠黏劑的配制建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑(如JGN型)為甲、乙兩組分,使用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn),合格后方能使用,按產(chǎn)品使用說(shuō)明書規(guī)定配制。注意攪拌時(shí)應(yīng)避免雨水進(jìn)入容器,按同一方向進(jìn)行攪拌,容器內(nèi)不得有油污。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法(4)鋼板粘貼1)膠黏劑配制好后,用抹刀涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板面上,厚度為2~3mm,中間厚邊緣薄,然后將鋼板貼在預(yù)定位置。如果是立面粘貼,為防止流淌,可加一層脫蠟玻璃絲布。粘貼好鋼板后,用手錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板,如無(wú)空洞聲,表示已粘貼密實(shí),否則應(yīng)剝下鋼板補(bǔ)膠,重新粘貼。2)鋼板粘貼好后立即用夾具夾緊或用支撐固定,并適當(dāng)加壓,以使膠液剛從鋼板邊緣擠出為度。(5)粘貼后的工作1)JGN型膠黏劑在常溫下固化,不均勻拉離強(qiáng)度保持在20kN/m以上,24h即可拆除夾具或支撐,三天后可受力使用。2)加固后,鋼板表面應(yīng)刷水泥砂漿保護(hù)。如鋼板表面積較大,為利于砂漿黏結(jié),可粘一層鉛絲網(wǎng)或點(diǎn)粘一層豆石。(6)工程質(zhì)量及驗(yàn)收1)拆除臨時(shí)固定設(shè)備后,應(yīng)用小捶輕輕敲擊黏結(jié)鋼板,從聲響判斷黏結(jié)效果或用超聲波法探測(cè)黏結(jié)密實(shí)度。如錨固區(qū)黏結(jié)面積少于90%,非錨固區(qū)黏結(jié)面積少于70%,則此黏結(jié)鋼板無(wú)效,應(yīng)剝下重新粘貼。2)對(duì)于重大工程,為證實(shí)檢驗(yàn)其加固效果,尚需抽樣進(jìn)行荷載試驗(yàn),一般僅做標(biāo)準(zhǔn)使用荷載試驗(yàn),即將卸去的荷載重新加上,其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開(kāi)展應(yīng)滿足設(shè)計(jì)使用要求。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.6外包型鋼加固法1.概念及基本規(guī)定
外包型鋼加固法是指對(duì)鋼筋混凝土梁、柱外包型鋼及鋼綴板焊成的構(gòu)架(圖3-39)以達(dá)到共同受力并使既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到約束作用的加固方法。外包鋼加固就是在混凝土梁、柱的四角或兩面包以型鋼的一種加固方法。圖3-39外包型鋼加固3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
無(wú)黏結(jié)外包型鋼加固法也稱為干式外包鋼加固法,是把型鋼直接外包于既有構(gòu)件上,與既有構(gòu)件沒(méi)有黏結(jié),或雖填塞有水泥砂漿但不能保證結(jié)合面剪力有效傳遞的外包鋼加固方法(圖3-40a)。當(dāng)不使用結(jié)構(gòu)膠,或僅用水泥砂漿堵塞混凝土與型鋼間縫隙時(shí),這種加固方法屬于組合構(gòu)件范疇。
外粘型鋼加固法也稱為濕式外包鋼加固法,是指在型鋼與原柱間留有一定間隔,并在其間填塞乳膠水泥漿或環(huán)氧砂漿或澆灌細(xì)石混凝土,將兩者黏結(jié)成一體的加固方法(圖3-40b)。這種方法也稱為有黏結(jié)外包型鋼加固法,屬?gòu)?fù)合構(gòu)件范疇。圖3-40外包型鋼加固分類3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法當(dāng)工程要求不使用結(jié)構(gòu)膠黏劑時(shí),宜選用無(wú)黏結(jié)外包型鋼加固法。其設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:1)當(dāng)既有柱完好,但需提高其設(shè)計(jì)荷載時(shí),可按既有柱與型鋼構(gòu)架共同承擔(dān)荷載進(jìn)行計(jì)算。此時(shí),型鋼構(gòu)架與既有柱承受的外力,可按各自截面剛度比例進(jìn)行分配。柱加固后的總承載力為型鋼構(gòu)架承載力與既有柱承載力之和。2)當(dāng)既有柱尚能工作,但需降低原設(shè)計(jì)承載力時(shí),既有柱承載力降低程度應(yīng)由可靠性鑒定結(jié)果進(jìn)行確定,其不足部分由型鋼構(gòu)架承擔(dān)。3)當(dāng)既有柱存在不適于繼續(xù)承載的損傷或嚴(yán)重缺陷時(shí),可不考慮既有柱的作用,全部荷載由型鋼骨架承擔(dān)。4)型鋼構(gòu)架承載力應(yīng)按現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的格構(gòu)式柱進(jìn)行計(jì)算,并乘以與既有柱協(xié)同工作的折減系數(shù)0.9。5)型鋼構(gòu)架上下端應(yīng)可靠連接、支承牢固。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用外黏型鋼加固時(shí),其加固后的承載力和截面剛度可按整截面計(jì)算;其截面剛度EI的近似值,可按下式計(jì)算3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法采用外粘型鋼(角鋼或扁鋼)加固鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件時(shí),其正截面承載力應(yīng)按下式驗(yàn)算3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2.加固混凝土柱設(shè)計(jì)算例
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.構(gòu)造規(guī)定用外粘型鋼加固法時(shí),優(yōu)先選用角鋼;鋼的厚度不應(yīng)小于5mm,鋼的邊長(zhǎng),對(duì)梁和桁架,不應(yīng)小于50mm,對(duì)柱不應(yīng)小于75mm。沿梁、柱軸線方向應(yīng)每隔一定距離用扁鋼制作的箍板(圖3-41)或綴板(圖3-42a、b)與角鋼焊接。當(dāng)有樓板時(shí),U形箍板或其附加的螺桿應(yīng)穿過(guò)樓板,與另加的條形鋼板焊接(圖3-41a、b)或嵌入樓板后予以膠錨(圖3-41c)。圖3-41加錨式箍板3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法外粘型鋼的兩端應(yīng)有可靠的連接和錨固(圖3-42)。圖3-42外粘型鋼梁、柱、基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.7粘貼纖維復(fù)合材料加固法1.概念及適用范圍
纖維復(fù)合材,即纖維增強(qiáng)塑料(FiberReinforcedPlastic,簡(jiǎn)稱FRP),是指采用高強(qiáng)度的連續(xù)纖維按一定規(guī)則排列,經(jīng)用膠黏劑浸漬、黏結(jié)固化后形成的具有纖維增強(qiáng)效應(yīng)的復(fù)合材料,通稱纖維復(fù)合材,它是纖維類材料中的一種。纖維復(fù)合材按材料種類劃分,可分為碳纖維(CFRP)、玻璃纖維(GFRP)、芳綸纖維(AFRP)、玄武巖纖維(BFRP)等增強(qiáng)復(fù)合材料。按材料形狀劃分,主要有FRP片材(布狀片材和板狀片材)、棒材和網(wǎng)格狀材料。圖3-43FRP布、板、棒材、網(wǎng)狀材料3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
粘貼纖維復(fù)合材料加固法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固,不適用于素混凝土構(gòu)件,包括縱向受力鋼筋一側(cè)配筋率小于0.2%的構(gòu)件加固。被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C15,且混凝土表面的正拉黏結(jié)強(qiáng)度不得低于1.5MPa。外貼纖維復(fù)合材加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),應(yīng)將纖維受力方式設(shè)計(jì)成僅承受拉應(yīng)力作用。粘貼在混凝土構(gòu)件表面上的纖維復(fù)合材,不得直接暴露于陽(yáng)光或有害介質(zhì)中,其表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理。表面防護(hù)材料應(yīng)對(duì)纖維及膠黏劑無(wú)害,且應(yīng)與膠黏劑有可靠的黏結(jié)強(qiáng)度及相互協(xié)調(diào)的變形性能。圖3-44粘貼纖維復(fù)合材料加固法加固混凝土梁、板、柱和基礎(chǔ)3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2.加固原理和優(yōu)缺點(diǎn)
粘貼纖維復(fù)合材料加固法的原理是:將FRP片材用專門配制的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件需要的部位表面,樹脂固化后與原構(gòu)件形成整體并共同工作,使上述構(gòu)件在承受超負(fù)荷時(shí)的變形被約束在一個(gè)有限的范圍內(nèi),并且分擔(dān)了荷載,降低了鋼筋的應(yīng)力,從而起到加固作用。FRP加固柱主要是將混凝土柱包裹在FRP增強(qiáng)材料的外殼中?;炷潦艿酵獠坷w維增強(qiáng)復(fù)合材料的包裹,其在承受軸壓到一定階段后處于三向受力狀態(tài),能很好地提高混凝土柱的承載力。圖3-45纖維符合材加固方式3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2.加固原理和優(yōu)缺點(diǎn)纖維復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn):耐腐蝕性和耐久性好,與鋼材相比,F(xiàn)RP材料均具有良好的耐腐蝕性和耐久性,尤其在腐蝕性較大的環(huán)境效果中更為顯著;自重輕,F(xiàn)RP材料密度僅為鋼材的材圖的25%,材料輕且薄,基本不增加既有結(jié)構(gòu)自重及構(gòu)件尺寸;施工便捷,沒(méi)有濕作業(yè),不需大型施工機(jī)具,無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施;抗疲勞性能良好,CFRP材料與AFRP材料的抗疲勞性能均為鋼材的3倍,對(duì)電磁無(wú)作用;碳纖維材料適用面廣,可以廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形狀、結(jié)構(gòu)部位,加固后不影響結(jié)構(gòu)的形狀和結(jié)構(gòu)的外觀。纖維復(fù)合材料的缺點(diǎn):抗剪強(qiáng)度低,F(xiàn)RP材料抗剪強(qiáng)度低,通常不超過(guò)其抗拉強(qiáng)度的強(qiáng)度的左右;熱膨脹系數(shù)與混凝土存在一定差別,環(huán)境溫差較大時(shí),有可能造成黏結(jié)被破壞和混凝土開(kāi)裂,影響結(jié)構(gòu)的耐久性能;彈性模量小,FRP材料的彈性模量為普通鋼筋的25%~70%,因此,F(xiàn)RP材料加固混凝土結(jié)構(gòu)的撓度較大和裂縫開(kāi)展較寬將不可避免,并且沒(méi)有明顯的屈服平臺(tái),破壞帶有明顯的脆性;當(dāng)溫度達(dá)到600℃以上,FRP材料會(huì)發(fā)生氧化,限制了其在高溫環(huán)境下的使用;,F(xiàn)RP材料成本較高,尤其是CFRP片材。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.構(gòu)造規(guī)定當(dāng)纖維復(fù)合材延伸至支座邊緣仍不滿足規(guī)范延伸長(zhǎng)度的規(guī)定時(shí),應(yīng)采取下列錨固措施:1)對(duì)梁,應(yīng)在延伸長(zhǎng)度范圍內(nèi)均勻設(shè)置不少于三道U形箍錨固(圖3-46a)其中一道應(yīng)設(shè)置在延伸長(zhǎng)度端部。2)對(duì)板,應(yīng)在延伸長(zhǎng)度范圍內(nèi)通長(zhǎng)設(shè)置垂直于受力纖維方向的壓條(圖3-46b)。壓條采用纖維復(fù)合材制作。壓條除應(yīng)在延伸長(zhǎng)度端部布置一道外,尚宜在延伸長(zhǎng)度范圍內(nèi)再均勻布置1~2道。壓條的寬度不應(yīng)小于受彎加固纖維復(fù)合材條帶寬度的3/5,壓條的厚度不應(yīng)小于受彎加固纖維復(fù)合材厚度的1/2。3)當(dāng)纖維復(fù)合材延伸至支座邊緣,遇到下列情況,應(yīng)將端箍(或端部壓條)改為鋼材制作、傳力可靠的機(jī)械錨固措施:可延伸長(zhǎng)度小于計(jì)算長(zhǎng)度的一半;加固用的纖維復(fù)合材為預(yù)成型板材。4)當(dāng)梁上無(wú)現(xiàn)澆板,或負(fù)彎矩區(qū)的支座處需采取加強(qiáng)的錨固措施時(shí),可采取膠黏劑粘貼貼形鋼板(圖3-46)的構(gòu)造方式。但柱中箍板的錨栓等級(jí)、直徑及數(shù)量應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。當(dāng)梁上有現(xiàn)澆板,也可采取這種構(gòu)造方式進(jìn)行錨固,其U形鋼箍板穿過(guò)樓板處,應(yīng)采用半疊鉆孔法,在板上鉆出扁形孔以插入箍板,再用結(jié)構(gòu)膠予以封固。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-46梁、板粘貼纖維復(fù)合材端部錨固措施3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法當(dāng)采用纖維復(fù)合材的環(huán)向圍束對(duì)鋼筋混凝土柱進(jìn)行正截面加固或提高延性的抗震加固時(shí),其構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:1)環(huán)向圍束的纖維織物層數(shù),對(duì)圓形截面不應(yīng)少于2層;對(duì)正方形和矩形截面柱不應(yīng)少于3層;當(dāng)有可靠的經(jīng)驗(yàn)時(shí),對(duì)采用芳綸纖維織物加固的矩形截面柱,其最少層數(shù)也可取為2層。2)環(huán)向圍束上下層之間的搭接寬度不應(yīng)小于50mm,纖維織物環(huán)向截?cái)帱c(diǎn)的延伸長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm,且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。圖3-47柱中部加貼L形鋼板及U形鋼箍板的錨固構(gòu)造示例3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.8預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板加固法1.適用范圍
預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板加固法適用于截面偏小或配筋不足的鋼筋混凝土受彎、受拉和大偏心受壓構(gòu)件的加固;不適用于素混凝土構(gòu)件,包括縱向受力鋼筋一側(cè)配筋率低于0.2%的構(gòu)件加固。被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C25,且混凝土表面的正拉黏結(jié)強(qiáng)度不得低于2.0MPa。粘貼在混凝土構(gòu)件表面上的預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板,其表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理。表面防護(hù)材料應(yīng)對(duì)纖維及膠黏劑無(wú)害。粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),應(yīng)將碳纖維復(fù)合板受力方式設(shè)計(jì)成僅承受拉應(yīng)力作用。采用預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí),碳纖維復(fù)合板張拉錨固部分以外的板面與混凝土之間也應(yīng)涂刷結(jié)構(gòu)膠黏劑。采用預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),纖維復(fù)合板宜直接粘貼在混凝土表面,不推薦采用嵌入式粘貼方式。設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)所用錨栓的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算,錨栓的設(shè)計(jì)剪應(yīng)力不得大于錨栓材料抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的于0.6倍。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2.構(gòu)造要求預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板加固用錨具可采用平板錨具,也可采用帶小齒齒紋錨具(尖齒齒紋錨具和圓齒齒紋錨具)等。設(shè)計(jì)普通平板錨具的構(gòu)造時(shí),其蓋板和底板的厚度應(yīng)分別不小于14mm和10mm;其加壓螺栓的公稱直徑不應(yīng)小于22mm。預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合材的寬度宜為100mm,對(duì)截面寬度較大的構(gòu)件,可粘貼多條預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合材進(jìn)行加固。錨具的開(kāi)孔位置和孔徑應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程確定,孔距和邊距應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。為了防止尖齒齒紋錨具將預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板剪斷,該類錨具在尖齒處應(yīng)進(jìn)行倒角處理。對(duì)圓齒齒紋錨具,為防止預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板在錨具出口處因與錨具摩擦而產(chǎn)生斷絲現(xiàn)象,錨具在端部切線方向應(yīng)與預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板受拉力方向平行?,F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),在錨具與預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合材之間宜粘貼2~4層碳纖維織物作為墊層,應(yīng)在錨具、預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合材及墊層上涂刷高強(qiáng)快固型結(jié)構(gòu)膠,并在凝固前迅速將夾具錨緊,以防止預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板與錨具間的滑移。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.9置換混凝土加固法1.適用范圍
置換混凝土加固法適用于承重構(gòu)件受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的局部加固。受火災(zāi)或因施工差錯(cuò)等原因引起混凝土柱的強(qiáng)度下降,承載力不足,需進(jìn)行加固。當(dāng)遇到不宜增大柱子尺寸、只需進(jìn)行局部加固等情況時(shí),可采用置換混凝土法加固。采用置換混凝土加固法加固梁式構(gòu)件時(shí),應(yīng)對(duì)既有構(gòu)件加以有效的支頂。當(dāng)采用置換混凝土加固法加固柱、墻等構(gòu)件時(shí),應(yīng)對(duì)既有結(jié)構(gòu)、構(gòu)件在施工全過(guò)程中的承載狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算、觀測(cè)和控制,置換界面處的混凝土不應(yīng)出現(xiàn)拉應(yīng)力,當(dāng)控制有困難,應(yīng)采取支頂?shù)却胧┻M(jìn)行卸荷。采用置換混凝土加固法加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),非置換部分的構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí),按現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果不應(yīng)低于該混凝土結(jié)構(gòu)建造時(shí)規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí)。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件置換部分的界面處理及其施工質(zhì)量符合規(guī)范的要求時(shí),其結(jié)合面可按整體受力計(jì)算。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法2.構(gòu)造規(guī)定置換用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)比既有構(gòu)件混凝土提高一級(jí),且不應(yīng)低于C25?;炷恋闹脫Q深度,板不應(yīng)小于40mm;梁、柱,采用人工澆筑時(shí),不應(yīng)小于60mm,采用噴射法施工時(shí),不應(yīng)小于50mm。置換長(zhǎng)度應(yīng)按混凝土強(qiáng)度和缺陷的檢測(cè)及驗(yàn)算結(jié)果確定,但對(duì)非全長(zhǎng)置換的情況,其兩端應(yīng)分別延伸不小于100mm的長(zhǎng)度。梁的置換部分應(yīng)位于構(gòu)件截面受壓區(qū)內(nèi),沿整個(gè)寬度剔除(圖3-48a),或沿部分寬度對(duì)稱剔除(圖3-48b),但不得僅剔除截面的一隅(圖3-48c)。對(duì)既有結(jié)構(gòu),舊混凝土表面尚應(yīng)涂刷界面膠,以保證新舊混凝土的協(xié)同工作。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-48梁置換混凝土的剔除部位3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法置換混凝土的施工應(yīng)遵守下列規(guī)定:1)應(yīng)對(duì)既有構(gòu)件混凝土存在的缺陷清理至密實(shí)部位,或清理至規(guī)定深度,并將表面鑿毛或打成溝槽。溝槽深度不宜小于6mm,間距不宜大于箍筋間距的1/2,同時(shí)應(yīng)除去浮渣、塵土和松動(dòng)的石子。2)新舊混凝土結(jié)合面應(yīng)沖洗干凈,澆筑混凝土前結(jié)合面應(yīng)以高強(qiáng)度等級(jí)純水泥漿或其他界面劑涂刷一道。3)置換混凝土宜優(yōu)先采用噴射混凝土或噴射鋼纖維混凝土,特別當(dāng)置換深度較小時(shí),若受條件限制需采用人工澆筑混凝土?xí)r,其模板搭設(shè)及新混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù),應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土工程施工規(guī)范》(GB50666-2011)及《混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2015)的要求。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.加固計(jì)算(1)置換法加固軸心受壓構(gòu)件
當(dāng)采用置換法加固鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件時(shí),其正截面承載力應(yīng)符合下式規(guī)定3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.10預(yù)張緊鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿面層加固法
復(fù)合截面加固法是通過(guò)采用結(jié)構(gòu)膠黏劑或高強(qiáng)聚合物改性水泥砂漿(以下簡(jiǎn)稱聚合物砂漿),將增強(qiáng)材料粘貼于既有構(gòu)件的混凝土表面,使之形成具有整體性的復(fù)合截面,以提高其承載力和延性的一種直接加固法。采用預(yù)張緊鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿面層加固方法時(shí),既有結(jié)構(gòu)、構(gòu)件按現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果推定的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15級(jí),且混凝土表面的正拉黏結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)低于1.5MPa。采用鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿面層加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),應(yīng)將網(wǎng)片設(shè)計(jì)成僅承受拉應(yīng)力作用,并能與混凝土變形協(xié)調(diào)、共同受力。鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿面層應(yīng)采用下列構(gòu)造方式對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固:對(duì)于梁和柱,應(yīng)采用三面或四面圍套的面層構(gòu)造(圖3-49a和b);對(duì)于板和墻,宜采用對(duì)稱的雙面外加層構(gòu)造(圖3-49d),當(dāng)采用單面的面層構(gòu)造(圖3-49c)時(shí),應(yīng)加強(qiáng)面層與既有構(gòu)件的錨固與拉結(jié)。
采用本方法加固時(shí),應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-49鋼絲繩網(wǎng)片—聚合物砂漿面層構(gòu)造示意3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.11繞絲加固法
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法
繞絲加固法的基本構(gòu)造方式是將鋼絲繞在4根直徑為25mm專設(shè)的鋼筋上(圖3-50),然后澆筑細(xì)石混凝土或噴抹M15水泥砂漿。繞絲用的鋼絲應(yīng)為直徑為4mm的冷拔鋼絲,但經(jīng)退火處理后方可使用。既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的四角保護(hù)層應(yīng)鑿除,并打磨成圓角(圖3-50),圓角的半徑r不應(yīng)小于30mm。繞絲加固用的細(xì)石混凝土應(yīng)優(yōu)先采用噴射混凝土,但也可采用現(xiàn)澆混凝土;混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30級(jí)。繞絲的間距,對(duì)重要構(gòu)件,不應(yīng)大于15mm;對(duì)一般構(gòu)件,不應(yīng)大于30mm。繞絲的間距應(yīng)分布均勻,繞絲的兩端應(yīng)與既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件主筋焊牢。繞絲的局部繃不緊時(shí),應(yīng)加鋼楔繃緊。圖3-50繞絲構(gòu)造示意3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.12植筋技術(shù)
植筋技術(shù)適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件以結(jié)構(gòu)膠種植帶肋鋼筋和全螺紋螺桿的后錨固設(shè)計(jì);不適用于素混凝土構(gòu)件,包括縱向受力鋼筋一側(cè)配筋率小于0.2%,的構(gòu)件的后錨固設(shè)計(jì)。素混凝土構(gòu)件及低配筋率構(gòu)件的植筋應(yīng)按錨栓進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用植筋技術(shù),包括種植全螺紋螺桿技術(shù)時(shí),既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合下列規(guī)定:當(dāng)新增構(gòu)件為懸挑結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C25;當(dāng)新增構(gòu)件為其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C20。采用植筋和種植全螺紋螺桿錨固時(shí),其錨固部位的既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土不得有局部缺陷。若有局部缺陷,應(yīng)先進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或加固處理后再植筋。采用植筋錨固的混凝土結(jié)構(gòu),其長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃;應(yīng)用于處于特殊環(huán)境(如高溫、高濕、介質(zhì)腐蝕等)的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),除應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采取相應(yīng)的防護(hù)措施,尚應(yīng)采用耐環(huán)境因素作用的膠黏劑。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.13錨栓技術(shù)
錨栓技術(shù)適用于普通混凝土承重結(jié)構(gòu);不適用于輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)及嚴(yán)重風(fēng)化的結(jié)構(gòu)。混凝土結(jié)構(gòu)采用錨栓技術(shù)時(shí),其混凝土強(qiáng)度等級(jí):對(duì)重要構(gòu)件不應(yīng)低于C25級(jí);對(duì)一般構(gòu)件不應(yīng)低于C20低級(jí)。承重結(jié)構(gòu)用的機(jī)械錨栓應(yīng)采用有鎖鍵效應(yīng)的后擴(kuò)底錨栓。這類錨栓按其構(gòu)造方式的不同,又分為自擴(kuò)底、模擴(kuò)底和膠粘&模擴(kuò)底三種(圖3-51);承重結(jié)構(gòu)用的膠粘型錨栓應(yīng)采用特殊倒錐形膠粘型錨栓。自攻螺釘不屬于錨栓體系,不得按錨栓進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)中,以及直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件中,不得使用膨脹錨栓作為承重結(jié)構(gòu)的連接件。當(dāng)在抗震設(shè)防區(qū)承重結(jié)構(gòu)中使用錨栓時(shí),應(yīng)采用后擴(kuò)底錨栓或特殊倒錐形膠粘型錨栓,且僅允許用于設(shè)防烈度不高于8度并建于Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地的建筑物。3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3.14裂縫修補(bǔ)技術(shù)
3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法3.3混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法圖3-51后擴(kuò)底錨栓3.4混凝土屋架的加固3.4.1混凝土屋架的常見(jiàn)問(wèn)題1.普通混凝土屋架的常見(jiàn)問(wèn)題1)對(duì)于跨度較大的屋架,由于受拉鋼筋較長(zhǎng),當(dāng)制作屋架時(shí)胎模中豎直度控制不嚴(yán)或鋼筋折曲、下?lián)?,則屋架在受荷后,受拉鋼筋先被拉直,使下弦桿產(chǎn)生裂縫,屋架發(fā)生較大撓度,嚴(yán)重時(shí)引起沿主筋方向的縱向裂縫,從而有害介質(zhì)順裂縫侵蝕主筋,繼而保護(hù)層崩落。2)下弦桿焊接方法不當(dāng),致使焊點(diǎn)兩側(cè)的鋼筋的力線不在一條直線上,屋架受荷后輕者使其受力偏心,導(dǎo)致岀現(xiàn)裂縫,重者會(huì)因過(guò)大的應(yīng)力集中而拉斷。3)施工質(zhì)量低劣導(dǎo)致混凝土過(guò)早
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