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结构加固方法:植筋、碳纤维补强、灌浆补缝、预应力加固、扩大截面、外包钢法、改变结构传力途径加固、耗能框架减震、锚杆静压桩加固、压密注浆加固
植筋技术
也称为种筋,实质为钢筋、螺杆化学锚固。是运用高强度的化学粘合剂,使钢筋、螺杆等与混凝土产生握裹力,从而达到预埋效果。施工后产生高承载力,不易产生移位、拔出,可用于各种钢筋需要生根之处。其密封性能良好东西,无需作任何防水处理,由于是通过化学粘合固定,不但对基材不会产生膨胀破坏,更适合边距、间距较小的部位。而且对结构有补强作用,能增加混凝土之间的抗弯、抗折、抗剪应力的性能,施工简便迅速,安全并符合环保要求。是建筑工程中钢筋混凝土结构变更、追加、加固的最有效的方法之一。
适用范围
●各类建筑结构增建变更等预留钢筋固定
●横梁、柱头、楼板、剪力墙加固钢筋锚定
●钢结构、机械设备支架等的螺杆锚定
●适用于一切需要固定生根之处
●建筑物新增梁、楼板、墙体、立柱等
●墙体、柱、梁等加固
●施工温度范围:-5℃~50℃
●植筋钻孔直径:D=(50~10)+d
●锚固深度:H=(10~15)d ,d为植入钢筋直径
碳纤维补强
碳纤维补强的基本材料是将高强度或高弹性模量的连续碳纤维丝单向排列成束,用环氧树脂浸渍形成为碳纤维补强复合材料片材(Carbon
Fiber Reinforced Plastics或Polymer,简称CFRP)。将片材用专门配制的环氧树脂贴在结构受拉面,树脂固化后与原结构形成新的受力。由于碳纤维片与钢筋共同分担了结构的应力,进而使机构得到加固补强。
应用范围:可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固。
优点:该方法是上世纪九十年代从航空领域移植过来的高新技术,具有强度高、厚度薄、施工工期短、施工空间小、施工时对环境影响小、抗腐蚀疲劳等性能较好。
缺点:所提高承载能力有一定限制,抗弯不超过40%,受剪不超过30%,受压不超过50%;
灌浆补缝
在钢筋混凝土结构中产生裂缝时,会因空气所含湿气侵蚀而造成钢筋锈蚀及水泥中性化,进而缩短建筑物使用年限。 采用低压灌缝注射方法修补细微裂缝,利用灌缝浆体的流动性将环氧树脂渗透至缝隙深处,恢复混凝土原有强度。
应用范围:可广泛应用于混凝土裂缝修补,对于贯穿裂缝灌缝施工时确保不漏浆。
预应力加固
预应力技术一般用于混凝土或钢结构内部,但在加固工程中预应力用于梁外侧改变梁上荷载的传递路径,转嫁于主梁或柱上。体外预应力方法是一种主动加固技术。
应用范围:应用于桥梁、建筑、轨枕、电杆、桩、压力管道等,而且也扩大应用到高层、大跨、重载与抗震结构、土木工程、能源工程、海港码头工程等许多新领域。
优点:操作简单,对原结构损伤小,不影响交通、节省投资,能提高结构的抗弯承载力和抗裂度,减少构件的挠度改善结构应力状态。
缺点:主要是提高构件正弯距承载能力,不利于抗震。
扩大截面法:
即采取增大混凝土结构(常用于梁、柱)或构筑物的截面面积,以提高其承载力和满足正常使用的一种加固方法。
应用范围:可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固。
优点:应用范围广,取材方便,配合植筋加固方法,能显著提高建筑的承载能力,造价适中;
缺点:加固施工对环境影响较大,柱扩大截面后有损建筑物使用面积。
外包钢法:
钢筋混凝土梁柱当通过乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法外包型钢使型钢和混凝土梁柱构成一个整体,通过型钢分担原有梁柱荷载达到加固目的。
应用范围:可广泛用于梁、柱混凝土加固;
优点:对周围环境相对影响较小,适用范围大,造价适中;
缺点:施工时较难保证型钢和原有梁柱的整体性,从而无法达到设计要求。 改变结构传力途径加固:
主要可分为两种,增设支点法:通过增设支点以减小结构的计算跨度和变形,提高其承载力的加固方法,该方法主要适用于房屋净空不受限制的大跨度结构加固;托梁拔柱法:通过加固梁或增设支撑,在不拆或少拆上部结构的情况虾拆除、更换、接长柱子的一种加固方法,主要使用于要求厂房使用功能改变、增大空间的老长改造的结构加固或因设计变更以及使用用途变更须拔柱增大空间的改造。
耗能框架抗震加固:
传统的抗震加固方法是以强制强的设计方法,但不能降低结构的地震响应,付出的代价是很大的,同时对已有结构的核芯节点未能采取有效的加固措施。耗能减振即在结构中根据结构的特征设置一些耗能装置,当地震地面运动引起结构振动时,耗能器发生相对运动而消耗掉部分能量,即增加了结构的阻尼,从而减小结构的变形,也即间接地增强结构的抗震能力,它一般由支承和耗能器组成。耗能框架抗震加固是目前国外流行的已有建筑抗震加固方法。
应用范围:能广泛应用于已有建筑的抗震加固;
优点:其减震效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广、维护方便;
锚杆静压桩加固:
锚杆静压桩是锚杆和静力压桩结合形成的一种新桩基工艺,通过埋设锚杆固定压桩架,用千斤顶将桩段逐节压入土中,再将桩与基础承台浇筑在一起,以达到设计要求。
应用范围:可广泛应用于地基承载力不足建筑加固,同时可结合机械掏土进行建筑物纠偏和止沉降。
优点:锚杆静压桩的施工机具轻便灵活、作业面小、无振动、无污染、施工时不停产不搬迁等优点。
压密注浆:
压密注浆是通过机械钻孔注射浆体(对于软土,可选用水泥为主的悬浊液,也可选用水泥和水玻璃的双液型混合液)的方法,当浆体和原有图体固化后达到防渗堵漏、提高地基土承载能力的目的。
应用范围:主要使用于处理砂性土、粉性土、粘性土和一般填土层。
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