混凝土结构工程改造及加固设计方法的应用.pdf

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1、文章编号：1009—9441(2010)02—0023—03混凝土结构工程改造及力Ⅱ固设计方法的应用口口吴嘉林(福建省第五建筑工程公司，福建泉州362000)摘要：介绍了在既有建筑混凝土结构工程改造加固设计中，通常采用的增大混凝土截面、粘钢与粘碳纤维复合材料加固、植筋及混凝土裂缝修补等几种方法。关键词：混凝土结构；工程改造；加固设计中图分类号：TU746．3文献标识码：A引言随着国民经济的快速发展，既有建筑由于使用功能改变、加层改造、抗震加固、施工质量或经受灾害破坏等原因，必须对其进行加固改造。因此，建筑结构设计人员应在熟练从事新建筑结构设计的同时，还要逐渐熟悉和掌

2、握对既有建筑的改造和加固设计工作。某钢筋混凝土结构建筑物拟改造为商场，需在1层至2层间加设1部自动扶梯，原有的2层局部结构平面图见图1，改造后结构平面图见图2。在加固设计中，涉及到上部结构的增大截面加固、粘贴钢板加固、植筋、裂缝修补等几种方法，本文对这几种加固方法进行探讨。图l原有的2层局部结构平面图图2改造后结构平面图1增大截面加固法I．1技术介绍增大截面加固法也称为外包混凝土加固法，采取增大原有结构截面积的方法来提高结构的承载力，以满足正常的使用要求。例如在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面的有效高度、扩大截面面积，从而提高构件的正截面抗弯、斜截

3、面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用；在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善使用性能。增大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固。其优点是结构的刚性提高较多且施工成本较低，缺点是增大了原结构的体积和质量，现场施工的湿作业时间长，且加同后的建筑物净空有一定的减小。1．2技术应用及计算要点此法应用于加崮柱(见图3)，采用框架柱增大截面的加固法，属于钢筋混凝土轴心受压构件正截面受压承载力的加固计算。新增纵向受力钢筋A’、图3柱增大截面加

4、固框架柱加固后的轴向压力设计值J7v的计算公式为：N=o．9q，Efc。A勺+厶A二+n。(fca。+ZA：)](1)式中：妒——构件稳定系数，根据加同后的截面尺寸，按GB50010--2002(混凝土结构设计规范》的规定值采用；Ot。——考虑新增混凝土和钢筋强度利用程度的修正系数．取值为0．8。建材技术与应用2／2010·23·1．3施工措施为了加强新、旧混凝土的结合，原混凝土构件表面应凿毛并冲洗干净，并在结合面上涂刷界面剂进行处理。增大截面的混凝土层通常较薄，采用一般的混凝土施工方法很难做到混凝土自身密实，也很难达到与原混凝土面的结合牢固，因而经常使用喷射混凝土

5、的方法。由于喷射混凝土粘结性强，有较高的强度，与原有结构面粘结牢固，可达到共同承载的目的。根据喷射方式，可将喷射混凝土施工划分为以下两种：(1)干式喷射混凝土。在该系统中，混凝土在现场进行干拌和，然后将混合料送入转子喷射机，再由高速运动的压风将混合料沿软管输送，当到达喷射时再加入水。由于这种方式是在输料软管的末端才加水，混凝土不能充分与水拌匀，在喷射过程中会产生相当数量的粉尘，因而要求正确地掌握加水量，这在很大程度上取决于喷射手的经验。(2)湿式喷射混凝土。在湿式喷射混凝土施工中，混凝土是在搅拌站进行拌和，然后将混合料送人湿式喷射机，再由湿式喷射机沿软管输送}昆凝土

6、料，当到达喷嘴时压风将混合料喷射到结构面。2粘钢、粘碳纤维复合材料加固法2．1技术介绍粘钢加固法采用胶粘剂将钢板粘贴于混凝土构件的外表面，补充构件内部配筋的不足，以达到加固补强的目的。近年来，粘贴钢板加固法在加固、修复结构工程中的应用发展较快，将钢板粘贴在混凝土受拉区，对提高构件的抗拉强度有特别显著的效果。粘碳纤维加固法是采用高性能的环氧类结构胶将碳纤维材料粘贴于混凝土构件表面，利用抗拉强度高的碳纤维材料达到增强构件承载能力和刚度的目的。碳纤维加固、修复混凝土技术是目前国际上普遍应用的一项技术，广泛应用于各种建筑物结构的加固中。碳纤维片材对混凝土的加固原理与粘钢板相

7、同，粘碳纤维加固法除具备粘钢加固法的所有优点外，还具有质量轻、施工便捷、不增加构件截面积、强度高、耐腐防锈等独特的性能，这是粘钢法所不具备的。2．2技术应用及计算要点此法应用于加固梁(见图4)，采用粘钢加固混凝土结构，作为一项成熟的加固方法仍有其相对的优势，属于矩形截面受弯构件正截面受弯承载力的加同计算。图4梁粘贴钢板加固粘贴钢板加固梁的截面承载力应按(2)式进行计算，求出受拉在应粘贴的钢板加固量A州a，_bx=OspfspAs，+‘。A。。一厶A叼(2)(2)式中的混凝土受压区高度菇按(3)式算出：肘≤a如bx(h一号)+厶A：o(h一口)(3)混凝土受压区高