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建筑结构加固的发展与前景

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建筑结构加固的发展与前景

发布日期:2019-02-12 作者: 点击:

  一、媒介

  天下都会的生长已有5千多年,在本日的发达国度中,都会化的水平大多在70%-80%以上。据团结国人居中央猜测, 到2050年,天下都会化程度将到达61%,21世纪将成为真正的都会化世纪。我国现在的都会化历程也已步入快速生长期,估计到2010年,我国的都会化程度将由如今的38.9%到达45%. 都会的发达生长代表着人类文明取得的光辉成绩。然而随着都会范围的扩大,生齿的急剧增长,情况的粉碎变得日益严 重,天然恩赏给人类的资源日益匮乏,人们的生存条件和质量不停恶化。与此同时,建筑的过分会合和无序建立,使建筑与情况的抵牾日益突出。控制建筑物的建立数目与公道计划成为当代建立者必须器重的题目,同时,进步现存建筑物的利用寿命及功效则成为当务之急的任务,完成这一任务的要领,便是对现存建筑物举行的修复与加固。

  二、结构加固的近况

  在西欧发达国度中,现在用于建筑加固改革的投资已占国度建筑业总投资的1/2以上,美国劳工部分在20 世纪末的一项财产猜测陈诉中已经预言:建筑维修加固业将是21 世纪最为抢手的行业之一。

  我国自开国以来,特殊是自上世纪70 年代末实验革新开放当前,种种房屋建筑以及都会设备数目急剧添加。据有关部分统计,现在我国现存的种种建(构)筑物的总面积至多在100 亿m2以上,此中绝大多数是混凝土及砌体结构开国初期制作的大量的产业与民用建筑,服役期多数凌驾50年,存在种种宁静隐患。一些新建成的工程项目中,由于勘探、设计和施工中的技能和治理题目,导致工程在建成初期就出现种种质量宁静隐患。对付这些建筑物,假如不实时接纳加固步伐,就有大概导致庞大的宁静变乱。为此,国度每年要投入大量资金用于建筑的加固修复,促进了建筑加固修复业的生长,构成了一个巨大的市场空间。

  同时,一些现有建筑中,旧的结构设计在功效上不能满意当前利用的需求,这也刺激了建筑加固修复专业的敏捷生长。特殊是随着我国经济生长和人民生存程度的不停进步,比年来旧城改革险些成了各大、中都会的配合课题。这为建筑加固修复业带来了空前的生长机会。

  三、结构加固的传统要领及特点

  现在土建结构常用的几种传统加固要领重要是以下几种:

  1.预应力加固法

  预应力加固法,即指在原结构上添加预应力构件来负担原结构上所受的部门荷载,从而进步原结构的承载本领的要领。现在 利用较多的重要是体外预应力加固法。

  预应力法加固结果好,能较大幅度地进步结构团体承载力。但加固后对原结构表面有肯定影响;比力实用于大跨度或重型结 构的加固以及处于高应力﹑高应变形态下的混凝土构件的加固。但不宜用于混凝土紧缩徐变大的结构,别的加固后需求留意预应力钢筋的防腐题目。

  2.增大截面加固法

  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,从而到达进步原构件承载本领的目标。 增大截面加固法是最为传统的一种结构加固要领,具有成熟的设计和富厚的施工履历;工程本钱绝对较低,可用于梁﹑板柱﹑墙和普通结构物等多种混凝土结构的加固。其重要缺陷是现场施工的湿作业时间长,并且会带来建筑净空的显着淘汰。

  3.改变受力体系加固法

  改变受力体系加固法,通常包罗在梁的两头部位增设支点(刚性支点或弹性支点),将多跨简支梁变为一连梁等要领。改变结构的受力体系能大幅度低落盘算弯矩,进步结构和构件的承载力,到达增强原结构的目标。

  该法比力简朴,并且结果可靠。但加固事情量较大,易侵害建筑物的原貌和利用功效,通常还会减小建筑的利用空间。由所添加的支撑构件普通需求将荷载通报到底子上,这种要领比力实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配合作用,以加强结构的抗弯和抗剪本领,进步结构宁静度。普通实用于蒙受静力作用且处于正常湿度情况中的受弯构件的加固,是比年来生长最快的一种加固要领。 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即可投入利用,且加固后对 原结构自重、表面尺寸和原有净空无显着影响,能明显进步构件的刚度和承载本领,而且代价低廉;但加固质量很大水平上取决于胶粘剂质量和施工的程度,特殊是粘钢后一旦发明空鼓,举行调停比力困难。

  5.外包钢加固法

  外包钢加固法,即以角钢外包于原构件四角,角钢间用扁钢焊接构成团体钢构套的加固要领,以进步构件的承载本领和延性.普通是在要求不明显增大构件截面,同时又可以大幅度进步结构承载本领的环境下接纳,特殊是结构柱四周裹钢,结构受力比 较可靠,同时现场的事情量也较小,结构截面添加也不大。重要缺点是钢材用量较大,相应加大了工程本钱;在节点处理上也有肯定的难度。

  四、结构加固的新要领及生长

  上述通例要领在工程实践中被大量接纳,但某些环境下,这些要领本身所存在的某些范围性,使得它们不能满意一些历久性和雅观方面的需求,或是遭到施工条件的制约而无法实行。比年来出现的一些新加固技能,如粘贴纤维复合质料加固法、钢网水泥砂浆加固法、纤维质料的嵌入式加固法等,这些技能从一开始引进和出如今海内,就以它们优秀的功能、特点和加固结果得到了工程界的存眷和青睐.上面偏重引见粘贴纤维复合质料加固法:

  纤维质料(FRP)加固修补土建结构技能是为了突破传统要领的范围性而产生的一项新技能。它鼓起于八十年代末到九十年代初的发达国度,由于其长处多,结果显着,在日美韩欧洲等国度和地域得到了大量的推广,现在在加固修补技能范畴已成最遍及利用的一项技能,并已完全财产化。

  按纤维质料的差别,可分为玻璃纤维质料﹑碳纤维质料和阿拉米德质料。此中又以碳纤维质料CFRP最具代表性,其功能特点重要有以下几个方面:

  (1)具有精良的物理力学功能:其抗拉强度为平凡钢材的10 倍以上,弹性模量相称于平凡钢材的1.1~2.4 倍;并且纤维片 材分量轻,比重仅为钢材的1/ 4 ;厚度小,普通片材加强层厚度在0.1mm~0.2mm 之间,因而根本上不添加结构截面尺寸和自重。

  (2)现场施工方便:没有湿作业和明火施工,占用园地小,也不需求大型施工机具,因而施工方便、工效高、施工质量轻易得到保障。

  (3)利用范畴广:可用于梁、板、柱及桥梁、隧道、烟囱等多种结构的加固补强。特殊是在曲面壳体和庞大节点的加固中,具有别的加固方法无法相比的上风,与混凝土的无效打仗面积可达100 %。

  (4)具有精良的历久性和耐腐化、抗磁性等功能特点。

  该质料技能用于土建结构加固始于上世纪80 年代中期。1991年欧洲起首用CFRP完成了国际上第一座桥梁加固后,该项技能 便活着界上敏捷推广,特殊是在上世纪90 年代中期日本阪神大地动后的重修历程中,该项技能得到了大量的使用。

  我国在该范畴的研发事情从1997 年开始起步, 98年才开始现实的工程使用。至现在为止,海内已有近十个科研院所、十余所高校正其技能功能举行研讨,取得了大量的科研结果。由国度冶金建筑研讨总院、清华大学等单元所负担的国度“九五”重点科技攻关项目《碳纤维质料加固修复混凝土结构技能研讨开辟与使用》的系列科技结果已于2001 年通过国度判定,并体例了中国工程建立尺度化协会尺度《碳纤维片材加固修复混凝土结构技能规程》。

  五、结语

  我国建筑市场巨大,当前土建结构的加固改革是我们面对的一项意义庞大的使命。随着建筑业的发达生长,建筑物的加固、维修、改革的使用范畴和范畴也将越来越广,种种新的加固技能必将不停地涌现,结构的加固技能也必将取得更长足的生长。


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