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1、前言
    新的国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006提出了九种加固方法和四种配套使用的加固技術。在加固设计中根据实际工程情况综合考虑各种因素,选择采用合适合理的加固方法和加固技術是结构工程师应该重点研究确定的问题,本文结合一改造工程实例,探讨加固方法的选择,以及应用加固技術时注意的问题。
2、某改造工程簡介
    某工程原为某射击场管理楼,四层,框架结构,根据业主要求,现改造为娱乐中心的接
待楼,主要功能是大堂、前台接待、办公室、小型会议室、KTV包间等,结构专业考虑的主要工作是:加设电梯两部;楼梯间位置变动;原楼梯间拆除改为普通办公室,另设楼梯间一处;拆除二层部分梁板,形成内天井;局部加层,增加使用面积;屋面增置设备等。在这一工程的改造与加固设计中采用了增大截面法、外粘型钢加固法、粘贴钢板加固法等加固方法和植筋技术、拆除技术、新旧混凝土界面处理技术等配套使用的加固技術。该工程现已施工完成、投入运行,达到了预期的效果。
3、鋼筋混凝土梁的加固
3.1       钢筋混凝土梁加固方法的选择
    由于改变用途或加层而导致部分钢筋混凝土框架梁因强度不足需要加固,钢筋混凝土
框架梁的加固方法的選擇是加固設計的第一步,正確的方法應該是這樣的:根據新荷載驗算梁的抗彎、抗剪能力,當相差不多且梁沒有超筋時,首先選擇粘貼鋼板加固法(或粘貼纖維複合材料加固法);若根據新的荷載情況原梁斷面已超筋,則只能選擇增大截面加固法和增設支點加固法。而增大截面加固法和增設支點加固法均會對使用空間造成一定的影響,應根據房間淨高淨空要求綜合確定。本工程選擇了粘貼鋼板加固法和增大截面加固法兩種方法,對不同的框架梁進行了加固。
3.2       钢筋混凝土梁超筋的判断
3.3 增大截面法加固鋼筋混凝土框架梁
    增大截面法主要用于因截面不足、承载力相差较大、刚度不满足、采用其它外贴方法
加固將導致超筋時,是較爲簡單的、可靠的加固方法,該方法要求施工時保證處理好新舊混凝土的結合面,只有被加固構件界面處理及其粘結質量符合規範要求時,方可考慮新混凝土與原結構協同工作,按整體截面計算設計。
    文献1给出了当在受拉区加固矩形截面受弯构件时截面受弯承载力的计算公式和受弯构件增大截面加固后的相对界限受压区高度的计算公式,新增钢筋的强度利用系数取0.9。当加固后混凝土受压区高度X与加固前原截面的有效高度之比X/h01大于原截面的相對界限受壓區高度時,應考慮原縱向受拉鋼筋應力尚達不到fyo的情況。
3.4 粘貼鋼板加固法加固鋼筋混凝土梁
    当钢筋混凝土梁截面尺寸足够时,应首选粘贴钢板加固法。但规范规定有个提高的限值,即钢筋混凝土结构构件加固后,其正截面受弯承载力的提高幅度不应超过40%。设计时应考虑二次受力的影响,规范采用折减系数考虑受拉钢板抗拉强度有可能达不到设计值的情況。
    粘贴钢板的胶粘剂必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂。
    当采用纤维复合材料替代钢板时,总体设计思路上相同的,但应注意纤维复合材料本身的特性,纤维方向与构件受拉方向应一致,应采用专用的匹配的粘结胶粘结。
4、植筋技術的應用
    植筋技术是随着植筋胶的开发利用发展起来的,中国在80年代初已开始应用,九十年代后期,喜力得HY150型植筋胶引入中国,对植筋技术大面积的推广起了积极作用。
植筋僅承受軸向力,且僅允許按充分利用鋼材強度的計算模式進行設計。承重結構植筋的錨固深度必須經設計計算確定,嚴禁按短期拉拔試驗或廠商技術手冊推薦值采用。膠粘層改善了鋼筋與混凝土的粘結性能,但改善程度不大,采用一般廠商手冊推薦的(10~12)d是不安全的,較爲理想的狀態應達到(20~25)d,錨固深度對于懸挑構件等重要構件應乘以修正系數。對于地震區,應考慮植筋位移延性要求的修正系數。
    植筋用胶粘剂必须采用改性环氧类或改性乙烯基酯类(包括改性氨基甲酸脂)的胶粘剂。当植筋的直径大于22mm时,应采用A级胶。
    当植筋锚固长度因原有构件尺寸限制而不能满足时,可采取以下处理方法:
植筋技術不是萬能的,有其適用範圍,在應用植筋技術時還應注意以下幾點:
    本工程新加柱钢筋、新增梁钢筋等均采用了植筋技术进行处理。当混凝土构件尺寸不满
足植筋埋深時采取了如圖四所示的處理方法。
5、力學原理在本工程中的應用
    运用力学原理,巧妙布置结构构件,可以起到减少结构内力,节约造价的作用。结合本工程两个局部的结构处理,来进行说明。
6、結語
    梁式构件的加固首先要判断梁的断面是否符合要求;当截面不足或重要构件应首选增大截面加固法;植筋技术的应用应保证满足锚固长度;应用力学知识合理确定传力方式与传力途径是结构加固与改造设计中,结构工程师应该重视的问题,巧妙应用处理得当会起到事半功倍的效果。
(本文爲刪改版,原文見《建築結構》雜志第37卷增刊,第一作者:光軍
 
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