建筑物的加固改造設計,包括被加固構件的承載能力驗算及變形驗算、構件處理和施工圖繪制、施工過程的指導等四部分工作。在承載能力驗算中,應特別注意新加部分與原結構構件的協同工作。一般來說,新加部分的應力滯后于原結構的應力,處理加固結構的構造時不僅要滿足新加構件自身的構造要求,還要考慮其與原結構構件的連接。加固施工比正常新建施工復雜,主要原因是對原結構不完全了解,故設計對加固施工的指導顯得尤為重要。
眾所周知, 加固技術被越來越常見地應用于土木工程中,以滿足新的荷載需要和改正在設計計算、施工缺點或薄弱結構等工程實際中的一系列錯誤。加固技術也用來修補因意外或自然災害而嚴重損傷的結構, 特別是因腐蝕而**削弱的年久的鋼筋商品混凝土結構。因此,加固技術被看作一種現代技術,并取得了較大的成績。
對既有建筑物加固改造方案的選擇十分重要,加固改造方案不僅影響投入,更重要的是影響加固質量。例如,對于裂縫過大而承載力已夠的構件,若用增加縱筋的加固方法是不可取的,因為增加縱筋不會減少已有裂縫。有效的辦法是外加預應力鋼筋,或外加預應力支撐,或改變受力體系等。又如,當結構構件的承載力足夠,但剛度不足時,宜優先采用增大梁板結構構件的截面尺寸的方法,以提高其剛度。再如,對于承載力不足而實際配筋已達到超筋的結構構件,若仍在受拉區增配鋼筋或粘貼鋼板,是起不到加固作用的。所以合理的加固方案應該是加固效果好,對使用功能影響小,技術可靠,施工簡便,經濟合理,不影響外觀。
外粘或外包型鋼加固法是在鋼筋商品混凝土梁、柱四周包上型鋼的一種加固方法,一般是在截面的四角沿構件通長或某一段設置角鋼,橫向用箍板或螺栓套箍將角鋼連接成整體。這種加固方法可以在增大不多構件截面尺寸的基礎上,**提高原構件的承載力。
1.設計中應注意的問題
(1)采用外粘或外包型鋼加固商品混凝土結構構件時,應采用改性環氧樹脂膠粘劑進行灌注。
(2)在計算時,切記要考慮型鋼對構件的影響,在《商品混凝土結構加固設計規范》中計算公式就增加了新增型鋼強度利用系數αa(抗震設計時取αa=1.0,其它取αa=0.9),我們在計算時應特別注意。
(3)采用外粘型鋼加固梁時,應根據加固部位,或在梁底面的兩隅粘貼角鋼,或在梁頂面粘貼角鋼或鋼板,但均應設置箍板。當有樓板時,U形箍板或其附加的螺桿應穿過樓板,與另加的條形鋼板焊接,或嵌入樓板后予以膠錨。
(4)加固柱時角鋼下端應錨固于基礎中;中間應穿過各層樓板,上端應伸至加固層的上一層樓板或屋面板底。
2.施工中應注意的問題
(1)要著重注意商品混凝土和鋼板表面的處理,對于舊、臟嚴重的商品混凝土構件的粘合面,應該用硬毛刷沾洗滌劑,去除表面的污物后清水沖洗干凈,并對粘合面進行打磨處理,除去表層露出粗骨料,并將粉塵***干凈;對于商品混凝土表面較好的,直接對粘合面進行打磨,去除表面1~2mm表層,使之平整,清去粉塵,用**擦拭表面即可。對于鋼板的表面應選用較新的鋼板,對鋼板表面采用砂布或砂輪機進行打磨,使鋼板出現金屬光澤,打磨時要注意打磨的紋路務必與受力方向垂直,之后用**擦拭干凈。如果結構表面比較潮濕,必須進行人工干燥處理。打磨粗糙度越大越好,打磨紋路應與鋼板受力方向垂直。
(2)選用粘接劑時要按照設計要求,慎重選用**度高的質量產品,嚴禁選用不合格的產品。結構膠在攪拌過程中應避免雨水等各種雜質進入容器,并保證攪拌中按同一方向進行攪拌,容器內不得有油污等各種雜質。
(3)選用的粘接劑在配膠、粘貼過程中要嚴格按照使用說明中的比例進行配制,尤其要掌握好固化劑的用量,配制的粘接劑必須均勻,在粘貼面的范圍要飽滿、密實。當粘結面積較大時,應在鋼板上預留排氣孔,避免鋼板與商品混凝土結構之間出現氣泡、空隙等缺點。
(4)在粘貼施工完成后要加強成品保護,在粘接劑固化階段不得對鋼板及其有關的支撐有任何的擾動。
(5)加固時加壓固定宜用千斤頂、墊板、頂桿所組成的系統,這樣不僅能產生較大的壓力,而且同時卸去了部分加固構件承擔的荷載,能更好地使后粘鋼板與原構件同時受力,加固效果好。
(6)加固商品混凝土構件時,型鋼表面應抹厚度不小于25mm的**度等級水泥砂漿作防護層,也可采用其它具有防腐蝕和防火性能的飾面材料加以保護。
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