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      增大截面加固法的基本要求和工程應用
      發布時間:2014-07-15
      增大截面加固法的基本要求和工程應用
      增大截面加固法是用增大結構構件或構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用于加固混凝土結構中的梁、板、柱等。
      增大截面加固法具有原理簡單、使用經驗豐富、受力可靠、加固費用低廉等優點,很容易為人們所接受;但它也有一些缺點,如濕作業工作量大,養護周期長、增加結構自重、占用建筑空間較多等,使其應用受到限制。這是傳統的加固法,是最笨的但也往往是最為可靠的方法,在本課題的工程實踐中多次采用了這種方法。
      從理論上講,增大截面加固法提高結構或構件承載力的潛力是無限的,只要工程現場允許,都可以采取增大截面加固法。
      1 增大截面加固法的適用范圍
      增大截面加固法適用于鋼筋混凝土受彎和受壓構件的加固,當梁、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場檢測結果確定的原構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的質量,只有當界面處理及其粘結質量符合規范要求時,方可考慮新加混凝土與原有混凝土的協同工作,按整體截面進行計算。
      2 受彎構件正截面加固計算的基本原則
      (1).當僅在受壓區加固受彎構件時,其承載力、抗裂度、鋼筋應力、裂縫寬度及撓度的計算和驗算,可按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010關于疊合式受彎構件的規定進行。若驗算結果表明,僅需增設混凝土疊合層即可滿足承載力要求時,也應按構造要求配置受壓鋼筋和分布鋼筋。
      (2).在受拉區加固矩形截面受彎構件時,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受彎構件斜截面加固計算的基本原則
      受彎構件加固后應首先符合受彎構件的截面限制條件,其目的是防止發生斜剪破壞,限制使用階段的斜裂縫寬度,同時也是滿足斜截面受剪破壞的最大配箍率條件,公式與國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010相同。
      4 受壓構件正截面加固計算的基本原則
      (1).軸心受壓構件采用增大截面法加固的計算
      對新增的混凝土和鋼筋考慮利用系數 ,并取 =0.8,按 ( + )確定新增的混凝土和鋼筋的受壓承截力,與原軸心受壓構件的承載力之和即為加固后的正截面受壓承載力。
      (2).采用增大截面法加固鋼筋混凝土偏心受壓構件時
      1)       新舊混凝土組合截面的混凝土軸心抗壓強度設計值fcc= (fco+0.9fc)
      2)       偏心距e按國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010規定進行計算,但其增大系數 應進行修正。
      5增大截面加固法的構造要求
      增大截面加固法在設計構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,加固結構在受力過程中結合面會出現拉、壓、彎、剪等各種復雜應力,其中關鍵是剪力和拉力。在彈性階段,結合面的剪應力和法向應力主要靠結合面兩邊新舊混凝土的粘結強度承擔,在開裂及極限狀態下,主要是通過貫穿結合面的錨固鋼筋或錨固螺栓所產生的被動剪切磨擦力傳遞。由于結合面混凝土的粘結抗剪強度及法向粘結抗拉強度遠遠低于混凝土本身強度,結合面是加固結構受力時的薄弱環節,即或是軸心受壓破壞也總是首先發生在結合面,因此,結合面必須進行處理,涂刷界面劑,必要時對結合面從設計構造上配置足夠的貫穿于結合面的剪切磨擦筋或錨固件將兩部分連接起來,是確保結合面有效傳力,使新舊兩部分整體工作。
      6 增大截面加固法的施工要點
      增大截面加固法施工的主要環節有:加固前的卸荷處理,連接處的表面處理,新增層的施工。施工中應用到新舊混凝土截面處理專用技術。
      (1)加固前的卸荷。加固一般都存在新加部分應力滯后問題,為了使新舊結構盡可能共同受力,加固前應盡量卸去原結構所承受的荷載,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。對原有混凝土的缺陷清理至密實部位,鑿去一切風化酥松層、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打掉,同時應除去浮碴、塵土。原有混凝土表面應沖洗干凈,澆注混凝土前,原混凝土表面應保濕,擦干滯留水,刷凈水泥漿或涂刷界面處理劑進行處理。原有和新設受力鋼筋應進行除銹處理;在受力鋼筋上施焊前應采取卸荷或支撐措施,并應逐根分區分段分層進行焊接,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、鋼筋安置以及新混凝土的澆注和養護,應符合國家標準《混凝土工程施工及驗收規范》要求。
      (4)施工工藝。增大截面加固加固施工時,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,混凝土質量和結合性能可顯著提高,與普通混凝土相比,噴射混凝土早期強度較高,常溫下一天的抗壓強度可達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,比普通混凝土粘結強度高2~4倍。
      b混凝土灌漿料,具體要求另詳。
      7 增大截面加固法的工程應用
      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,應三面包套并加配箍筋加固,對于連續梁,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,應雙面增配鋼筋加固;若受剪承載力也不足時,尚應三面或四面包套增配箍筋加固。
      對于簡支板受彎承載力不足但差別不大時(≤15%),可于板面增澆高強度等級混凝土疊合層(按構造配筋)加固;若承載力相差較多時,則應于板底增配鋼筋網,采用噴射混凝土層加固。對于連續板,應雙面增配鋼筋網和混凝土層加固,支座負筋應穿墻通過,不得斷開。
      對于柱,應根據受力情況和實際構造的不同,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,則著重提高加固層厚度及混凝土強度。

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