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结构加固中的现状、加固方法及特点

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结构加固的现状

在欧美发达国家中,目前用于结构加固改造的投资已占国家建筑业总投资的1/2以上,美国劳工部门在20 世纪末的一项产业预测报告中曾经预言:建筑结构加固业将是21 世纪最为热门的行业之一。

我国自建国以来,特别是自上世纪70 年代末实行改革开放以后,各种房屋建筑以及城市设施数量急剧增加。据有关部门统计,目前我国现存的各种建(构)筑物的总面积至少在100 亿m2以上,其中绝大多数是混凝土及砌体结构。

结构加固的传统方法及特点

 建筑结构在服役期间,随着时间的流逝,会因劣化、损伤造成使用功能下降,或因技术条件的限制,以及使用功能的改变等条件使工程无法正常的使用。如果能够科学地分析这种劣化、损伤的规律和程度,及时采取有效的处理措施,就可以延缓结构的损伤过程,达到延长结构使用寿命的目的。因此,结构的可靠性评估方法及加固技术已逐渐成为工程界关注的热点问题。许多工程技术人员和研究团体已经把注意力转向该领域,把结构鉴定与加固技术放在突出的位置。

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目前土建结构常用的几种传统结构加固方法主要是以下几种:

1、预应力加固法

目前使用较多的主要是体外预应力加固法。预应力法加固效果好,能较大幅度地提高结构整体承载力。但加固后对原结构外观有一定影响;比较适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力﹑高应变状态下的混凝土构件的加固。但不宜用于混凝土收缩徐变大的结构,另外加固后需要注意预应力钢筋的防腐问 题。

2、增大截面加固法

结构加固中的增大截面加固法通常用于受弯构件,是指在原构件的上部或下部浇一层新的混凝土和补加相应的钢筋,从而达到提高原构件承载能力的目的。

增大截面加固法是最为传统的一种结构加固方法,具有成熟的设计和丰富的施工经验;工程成本相对较低,可用于梁﹑板﹑柱﹑墙和一般构造物等多种混凝土结构的加固。其主要缺陷是现场施工的湿作业时间长,而且会带来建筑净空的明显减少。

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3、改变受力体系加固法

结构加固中的改变受力体系加固法通常包括在梁的中间部位增设支点(刚性支点或弹性支点),将多跨简支梁变为连续梁等方法。改变结构的受力体系能大幅度降低计算弯矩,提高结构和构件的承载力,达到加强原结构的目的。

该法比较简单,而且效果可靠。但加固工作量较大,易损害建筑物的原貌和使用功能,通常还会减小建筑的使用空间。由于所增加的支撑构件一般需要将荷载传递到基础上,这种方法比较适用于整个建筑的加固。

4、粘钢加固法

该加固法是通过在构件外侧粘贴钢板,钢板通过胶粘剂与原构件共同作用,以增强结构的抗弯和抗剪能力,提高结构安全度。一般适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯构件的加固,是近年来发展最快的一种加固方法。

该加固法的特点是施工便捷,只需卸荷和按要求除锈后即可施工。现场湿作业量少,加固后24h即可投入使用,且加固后对原结构自重、外观尺寸和原有净空无明显影响,能显著提高构件的刚度和承载能力,并且价格低廉;但加固质量很大程度上取决于胶粘剂质量和施工的水平,特别是粘钢后一旦发现空鼓,进行补救比较困难。

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5、外包钢加固法

结构加固中的外包钢加固法即以角钢外包于原构件四角,角钢间用扁钢焊接形成整体钢构套的加固方法,以提高构件的承载能力和延性。

一般是在要求不显著增大构件截面,同时又可以大幅度提高结构承载能力的情况下采用,特别是结构柱周围裹钢,结构受力比较可靠,同时现场的工作量也较小,结构截面增加也不大。主要缺点是钢材用量较大,相应加大了工程成本;在节点处理上也有一定的难度。

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