詳情描述

結(jié)構(gòu)設(shè)計人員經(jīng)常會遇到梁需要加固的工程，梁出現(xiàn)問題的原因是比較復(fù)雜的，有設(shè)計、施工、材料因素等多種原因單一或者混合在一起。常見的有：梁表面的蜂窩麻面或者無規(guī)則表面淺裂縫；梁貫通裂縫；梁撓度過大；混凝土等級或者鋼筋面積達(dá)不到設(shè)計要求等等。此處就暫不討論出現(xiàn)這些問題的原因，主要探討下國標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范，GB中介紹的增大截面加固法、粘貼纖維復(fù)合材加固法、粘貼鋼板加固法、外包型鋼加固法，這幾種加固方法在實際運用到梁加固時的一些優(yōu)缺點。
　　關(guān)鍵詞：梁結(jié)構(gòu)；加固；優(yōu)缺點
　　一、梁結(jié)構(gòu)加固方法綜述
　　1.1增大截面法：
　　增大截面法是用同種材料增大構(gòu)件截面面積截面剛度的一種傳統(tǒng)加固方法。它不僅可提高被加固構(gòu)件的承載能力。而且還可以加大其，改變其自振頻率。使正常使用要求的性能在某種程度上亦得到改善。增大截面法的加固效果與原結(jié)構(gòu)在加固時的應(yīng)力水平、材料特性、施工工藝、結(jié)合面構(gòu)造處理、是否卸載加固等因素直接相關(guān)。此方法的優(yōu)點是工藝簡單，適用面廣。
　　1.2包鋼加固法：
　　外包鋼加固法是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件或桿件四角或兩角包以型鋼的加固方法，也是一種使用面較廣的傳統(tǒng)加固方法。分為干式外包鋼法和濕式外包鋼法兩種形式。它可在基本不增大構(gòu)件截面尺寸的情況下較多地提高其承載能力，增大延性和剛度。
　　1.3預(yù)應(yīng)力加固法：
　　預(yù)應(yīng)力法是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的側(cè)面加預(yù)應(yīng)力拉桿的加固方法，它可在受彎構(gòu)件的側(cè)面加水平預(yù)應(yīng)力拉桿，也可在受彎構(gòu)件的底部加下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿，同時它還可在受彎構(gòu)件底部加下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿和水平預(yù)應(yīng)力拉桿的組合拉桿。預(yù)應(yīng)力加固法可單側(cè)加固也可雙側(cè)加固。其施工方便不需模塊，它可在不增大截面尺寸的情況下提高構(gòu)件承載力，增加構(gòu)件延性。
　　1.4改變傳力途徑加固法：
　　改變傳力途徑加固法是在結(jié)構(gòu)中增加承力構(gòu)件或在建筑中增加相同的結(jié)構(gòu)，或者改變原有結(jié)構(gòu)體系，以減少原有構(gòu)件的負(fù)荷或增加建筑的負(fù)荷能力，提高結(jié)構(gòu)的安全性。
　　1.5粘鋼板加固法：
　　外部粘貼鋼板加固法是一種混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固法，它是在混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的外部粘貼鋼板，以提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力，提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度,減少外部變形。此方法簡單，施工工期短。
　　1.6碳素纖維（CFRP）加固法
　　碳纖維是一種高性能材料，CFRP是纖維增強塑性材料的意思。碳纖維具有比鋼材強度更高，比玻璃鋼更具有耐腐蝕性的優(yōu)點，且不增加構(gòu)件的自重及體積。碳纖維材料是迄今為止應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域最早、技術(shù)最成熟，也是用量的一種高科技材料。隨著碳纖維材料被應(yīng)用與建筑業(yè)，碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)隨之出現(xiàn)。
　　1.7玻璃鋼加固法
　　玻璃鋼也是一種高性能材料，具體方法同粘鋼法，但比鋼板輕，從力學(xué)的角度看，玻璃鋼的彈性模量與混凝土更匹配。
　　以上介紹的幾種混凝土結(jié)構(gòu)加固方法中，粘貼鋼板加固法、碳素纖維加固法及玻璃鋼加固法都是在混凝土結(jié)構(gòu)的表面粘貼加固，屬表面粘貼加固法，表面粘貼加固方法除了粘鋼板、碳纖維、玻璃鋼外，還有粘貼帆倫布等韌性和抗拉性能較好的布的粘貼方法，是目前國內(nèi)外混凝土結(jié)構(gòu)加固使用最普遍的方法。
　　二、優(yōu)缺點分析
　　首先談下增大截面加固法在梁加固中的優(yōu)缺點。這個加固方法是通過增加原梁的受力鋼筋，同時在外側(cè)新澆筑混凝土以增大梁截面。它的優(yōu)點是對增大梁的強度和剛度和穩(wěn)定性是效果明顯的和有保障的；同時可以根據(jù)受力特點和加固目的靈活設(shè)計為單側(cè)、雙側(cè)或三面包套，這為一些位置難以施工的梁提供了靈活的處理方式；規(guī)范沒有同其他加固定方法一樣限制只能提高40%的強度，對承載力相差較大的情況特別適用；該法施工工藝簡單、適應(yīng)性強，并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗。正基于這些優(yōu)點，此方法為我們大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計同行的首選。在實際工程中，也有它自身的缺點：涉及到施工工藝相對其他加固方法較多，現(xiàn)場濕作業(yè)大，周期長，造價相對較大，對現(xiàn)場生產(chǎn)和生活有一定影響；新、舊混凝土結(jié)合、新舊縱筋、箍筋的焊接等節(jié)點處理比較煩瑣，完成質(zhì)量跟施工隊伍自身素質(zhì)影響較大；增加了結(jié)構(gòu)本身的自重和截面大小，也有可能改變了結(jié)構(gòu)本身的剛度分配，造成相鄰其他構(gòu)件的連鎖加固。
　　梁粘貼纖維復(fù)合材加固技術(shù)是利用碳素纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠對原粱進(jìn)行加固處理。這個方法在我們結(jié)構(gòu)同行中應(yīng)該說用的不是很廣泛，主要原因我認(rèn)為是對纖維材料的了解不多，規(guī)范既然對這樣的一種加固方法專門做了介紹，我個人認(rèn)為這個方法有它本身的優(yōu)點。（1）纖維復(fù)合材的抗拉強度高，是同等截面鋼材的7-10倍；（2）重量輕，密度只有普通鋼材的1/4；（3）碳纖維復(fù)合材加固的耐久性好，可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞；（4）碳纖維加固的施工方便快捷、省力節(jié)時、施工質(zhì)量易于保證。（5）加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響，維護(hù)費用低。不足之處是完成質(zhì)量很大程度依賴碳素纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠的選取，而現(xiàn)在市場上纖維材料和結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量參差不齊，價格相差比較大，這樣也就有些自身要求不嚴(yán)格的施工單位沒有嚴(yán)格按照設(shè)計要求選擇材料，而材料是決定此加固方法效果的關(guān)鍵。還有就是本身方法的缺陷，兩種不同材料的共同工作問題，規(guī)范雖然作了滯后效應(yīng)的考慮，但實際當(dāng)中加上施工的誤差，材料本身的差異，理論跟現(xiàn)實是有較大出入的。且加固規(guī)范要求此法在加固時不能超過原構(gòu)件承載力的40%，這也是這一加固方法的一個比較缺點。另現(xiàn)場施工時還要注意防火問題。
　　梁粘貼鋼板加固法是用特制的結(jié)構(gòu)膠粘劑，將鋼板粘貼在鋼筋混凝土梁的表面，能達(dá)到加固和增強原梁強度和剛度的目的。起優(yōu)點是：（1）堅固耐用，已經(jīng)證明完全能保證加固工程的質(zhì)量，梁的強度和剛度都能滿足設(shè)計的要求。膠粘劑30年老化試驗?zāi)途眯阅軡M足要求。粘鋼加固后的結(jié)構(gòu)試驗，也證明強度和剛度的設(shè)計方法是正確的和可靠的；（2）施工快速，在保證粘鋼加固梁質(zhì)量的前提下，快速完成施工任務(wù)，并能根據(jù)業(yè)務(wù)要求，在不停產(chǎn)不影響使用的情況下完成施工；（3）簡潔輕巧，與其它加固方法比較，梁粘鋼加固的施工，干凈利落，比較簡便，現(xiàn)場無濕作業(yè)。完成加固后的補強加固

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