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板加固當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)梁、板、柱、墻發(fā)生病害時,我們往往采取措施對其進行加固。那么,對于板的加固應(yīng)該如何進行?
樓板可分為預(yù)制板和現(xiàn)澆板,預(yù)制板又分為條形板、肋形板、空心板等。但現(xiàn)在的建筑規(guī)范已不提倡使用預(yù)制板,使用現(xiàn)澆混凝土板,受力好,更結(jié)實,抗震性能強。
板加固適用范圍
什么情況下板需要進行加固?
樓板加固在已施工完畢的混凝土樓板上開洞是經(jīng)常的事,開洞后板的受力條件發(fā)生了變化,板的剛度和承載力都要降低。開洞對樓板影響比較大,一般都需要加固;樓板上局部增加荷載(例如增設(shè)設(shè)備),樓板承載力或剛度不夠時,也是必須要進行加固的。
總結(jié)一下板在三種情況下需要加固:1.樓板承載力不足;2.樓板混凝土強度不合格;3.樓板開洞。
板加固施工
當(dāng)兩種性能的樓板需要提高承載力的時候,采用哪些加固方法對樓板進行加固補強呢?
增大截面加固法是于板面或者板底增做不小于40mm厚的鋼筋混凝土后澆層,為了方便施工多采用板面澆筑以形成剛性樓蓋和屋蓋。如若必須采用板底澆筑疊合層,需對板底進行鑿毛處理采用噴射法進行施工。加固用的鋼筋,應(yīng)采用熱軋鋼筋,板的受力鋼筋直徑不少于8mm。
粘貼碳纖維布加固板是通過結(jié)構(gòu)膠將碳纖維布順著板跨方向粘貼于板底受拉部位,并在其端部須有可靠錨固。其優(yōu)點是碳纖維布具有質(zhì)輕高強,可多層粘貼,加固后基本不增加原構(gòu)件重量,且不影響結(jié)構(gòu)外形,不僅僅能提高結(jié)構(gòu)承載力還可以增強結(jié)構(gòu)的剛度。
粘貼鋼板法加固受彎構(gòu)件板,除應(yīng)符合正截面承載力的基本假定外,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:
1.當(dāng)考慮二次受力影響時,應(yīng)按構(gòu)件加固的受力初始情況,確定鋼板的滯后應(yīng)變。
2.在達到受彎承載能力極限狀態(tài)前,外粘鋼板均不能與混凝土之間出現(xiàn)粘結(jié)剝離破壞。
3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件被加固后,其正截面受彎承載力的提高幅度,不應(yīng)超過40%,并應(yīng)驗算其受剪承載力,避免受彎承載力提高后而導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞先于受彎破壞。
多層碳纖維布怎樣加固
碳纖維布是一種的建筑加固材料,相對于常規(guī)加固方法,不僅強度高、質(zhì)量輕、對原結(jié)構(gòu)空間占用小,同時質(zhì)軟能像布料一樣適用于復(fù)雜多變的建筑表面。碳纖維布加固技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,如今已經(jīng)名副其實的成為加固行業(yè)中,采用多的加固方法之一。
碳纖維布在混凝土結(jié)構(gòu)中,主要對受彎構(gòu)件起到加強承載力的作用,就好比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中受拉區(qū)布置的鋼筋一樣。滿足安全性鑒定的碳纖維布具有高達3400MPa的強度,然而在實際的設(shè)計施工中,考慮到二次受力等因素的影響,會出現(xiàn)僅采用一層碳纖維布無法達到強度要求的情況,這時就需要采取多層碳纖維布進行加固處理。
多層碳纖維布加固中應(yīng)用廣的是雙層碳纖維布加固。相對于單層纖維布的粘貼,雙層碳纖維布的施工工藝要復(fù)雜一些。雙層碳纖維布粘貼時,應(yīng)在一層碳布浸漬膠達到指干狀態(tài)前立即粘貼下一層,若延誤時間超過1小時,則應(yīng)等待12小時后重新在一層碳布上涂抹膠體進行施工,同時在粘貼前需要注意將灰塵等對粘貼效果有影響的雜質(zhì)進行清除。
雙層碳纖維布不僅在施工上有嚴格的要求,在構(gòu)造措施中同樣也要格外的注意。首先,碳布端部的U型箍在雙層碳纖維布中有很重要的作用,混凝土梁受彎產(chǎn)生變形,梁和纖維布要求變形協(xié)調(diào),因而在混凝土梁底與膠、膠與碳纖維布間會產(chǎn)生拉應(yīng)力,容易發(fā)生端部的剝離破壞,尤其是對于多層碳布來說。而端部采用U型箍,會對碳布起到約束作用,減少了剝離的可能性。
另外,為了保證雙層碳布端部的錨固能力,對碳纖維布進行分層截斷是更加合理的加固方法。在雙層碳布的加固中,有兩種分層截斷的措施可選,分別是外短內(nèi)長與內(nèi)短外長,二者之間的效果好壞可從以下幾方面判斷:
傳力路徑
外短內(nèi)長型中b端碳纖維受力需要通過第二層膠、一層布以及一層膠才能傳遞到混凝土結(jié)構(gòu)中,傳力路徑較長,整體性稍差。
可靠程度
外短內(nèi)長的形式b端碳纖維布與混凝土基材存在二次粘貼,錨固失效概率比較高,錨固效果可靠程度偏低。
剝離破壞
單獨的對于b端錨固效果來說,內(nèi)短外長的構(gòu)造形式將b端頭包裹在其中,對b端頭起到了約束的作用,也就提高了b端頭的抗剝離能力。
由此可見,兩種構(gòu)造中內(nèi)短外長加U型箍的錨固、加固效果要明顯優(yōu)異于外短內(nèi)長型。因此,在規(guī)范中,也明確的推薦內(nèi)短外長型的構(gòu)造措施。
還有一點,在雙層碳纖維布中也起到了至關(guān)重要的作用。雙層碳纖維布之間、碳纖維布與混凝土基材之間,都是靠膠體進行粘接傳力,相對于單層碳纖維布,雙層碳纖維布由于承受更高的拉應(yīng)力,因此需要更的膠體,來保證整體共同受力??ū窘n膠,通過安全性鑒定,無疑問是雙層碳纖維布施工中的有力支持。
我國建筑加固改造技術(shù)發(fā)展迅速,盡管取得一些成果,但中青建筑加固認為總體水平偏低,市場秩序較亂,缺少統(tǒng)一行為準則來規(guī)范人們的業(yè)務(wù)活動。故中青建筑加固公司總結(jié)了建筑工程加固改造工程工作程序,以及分析了常應(yīng)用的加固改造方法共參考選擇,當(dāng)前加固改造主要技術(shù)力量集中在專業(yè)研究院、設(shè)計院以及加固企業(yè)中,擇選加固改造設(shè)計或施工時定要綜合考慮其實力水平。
一、建筑加固改造工作一般程序可概括為現(xiàn)狀鑒定、加固改造設(shè)計、施工與工程效果檢驗四步。
(1)現(xiàn)狀鑒定:進行現(xiàn)狀鑒定的目的是為制定加固改造方案,提供技術(shù)依據(jù),確定導(dǎo)致可見損壞的原因,確認結(jié)構(gòu)的整體性和工作性能。鑒定報告是現(xiàn)狀鑒定的終成果,它是制定加固改造的主要技術(shù)依據(jù),
鑒定報告的內(nèi)容一般應(yīng)包括:工程對象受損的范圍、程度;工程對象整體技術(shù)狀態(tài);造成結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)材料劣化、損壞的主要原因;應(yīng)采取的處理措施或?qū)Σ摺?
(2)加固改造設(shè)計:在現(xiàn)狀鑒定基礎(chǔ)之上,設(shè)計的主要任務(wù)是制定加固改造方案,選擇加固改造材料及施工方法,繪制加固改造施工圖,設(shè)計過程要充分考慮施工期間對建筑物正常使用時可能產(chǎn)生的影響。
(3)加固改造施工:通常加固改造施工是一項專業(yè)性很強的技術(shù),要求施工單位既要有良好的技術(shù)素質(zhì),又要有專業(yè)工程經(jīng)驗,施工之前還要進行詳細的施工組織設(shè)計,制定完善的施工操作流程表。
(4)驗收與工程效果檢驗:加固改造完成之后要按照既定標(biāo)準進行驗收。
二、建筑加固改造方法及其選擇
(1)加大截面加固法:用增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件或構(gòu)筑物截面面積進行加固的一種方法,不僅可提高被加固構(gòu)件承載能力,而且可加大其截面剛度,改變自振頻率。這種方法廣泛用于加固混凝土結(jié)構(gòu)中的梁、板、柱和鋼結(jié)構(gòu)中的柱、屋架,以及磚墻、磚柱等。但使用這種方法會減少使用空間,增加自重荷載。
(2)外包鋼加固法:是一種在結(jié)構(gòu)構(gòu)件四周包以型鋼進行加固的方法,可以在基本不增加構(gòu)件截面尺寸情況下提高構(gòu)件承載力,增大延性、剛度,適用混凝土柱、梁、屋架和磚窗間墻以及煙囪等結(jié)構(gòu)構(gòu)件和構(gòu)筑物加固,但成本較高。
(3)預(yù)應(yīng)力加固法:是一種采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或撐桿,對結(jié)構(gòu)進行加固的方法,可提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面及斜截面承載力,廣泛用于混凝土梁、板等受彎構(gòu)件以及混凝土柱的加固。
(4)改變受力體系加固法:是一種通過增設(shè)支點,或采用梁拔柱的方法以改變結(jié)構(gòu)受力體系的加固方法,可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算跨度,降低計算彎矩,大幅度提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力,減小撓度,縮小裂縫寬度,多用于大跨度結(jié)構(gòu),缺點是會減小使用空間。
(5)外部粘鋼加固法:是一種用膠粘劑把鋼板粘貼在構(gòu)件外部進行加固,常用膠粘劑以環(huán)氧樹脂為主配劑,這種加固方法施工工期短,可以大大提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力和正常使用階段性能。
另外要注意建筑加固結(jié)構(gòu)的受力情況,尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)臨近破壞時,結(jié)合面會出現(xiàn)拉、壓、彎、剪等復(fù)雜應(yīng)力,特別是受彎或偏壓構(gòu)件的剪應(yīng)力,有時相當(dāng)大。加固結(jié)構(gòu)新舊兩部分整體工作的關(guān)鍵,主要在于結(jié)合面能否有效傳遞和承擔(dān)這些應(yīng)力,而且變形不能過大。結(jié)合面?zhèn)鬟f壓力,主要是剪力和拉力。