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火災後建築物的加固方法

     对火灾后建築物的修複加固的目的是使結構功能满足要求 ,保证建築物在规定的期间内安全、适用及耐久 ,同时还必须满足当地抗震设防要求。
1加固修複的原則
针对結構可靠性鉴定等级,充分发挥火灾后构件剩余承载能力 ,尽量多地保留原結構 ,尽量减少拆除工程 ,尽量减少上层結構加固改建重量 ,以减少地基基礎附加应力 ,同时还应考虑了施工的方便及可操作性。结合现场构件烧损程度、剩余承载能力计算结果及构件重要性 ,分别采用不同的加固方案。加固的施工應采取確保質量和安全的有效措施,並應遵照有關規範進行施工和驗收
2火災後混凝土結構的加固方法
建築結構火灾后的修复加固要比普通工程加固处理复杂得多 ,尤其是加固的施工質量乃是修复加固成败的关键,而施工期间保证受损結構的安全性及稳定性更是設計關注的焦點。
  为了使构件处于卸荷状态加固 ,要求主梁及次梁底设置支撑 ,支撑必须从底层直至顶层。铲除原梁、柱、板粉刷面层时 ,必须从顶层开始逐层向下。构件的加固从底层开始 ,然后逐层向上。每层构件的加固施工顺序为先加固柱 ,然后框架梁、尔后次梁 ,最后浇捣楼层叠合层。每个构件的加固工序是先凿除烧伤层 ,然后冲洗并刷纯水泥浆 ,尔后放置加固的鋼筋 ,并焊接 ,最后喷射混凝土。上述每道工序完成后必须由火灾损伤检测人员、加固設計人员、监理人员、建設單位現場人員幾方共同確認後方可進行下道

①增大截面法
增大截面法是用同種材料增大構件截面面積的一種傳統的加固方法。它不僅可以提高被加固構件的承載能力,而且還可加大其截面剛度,改變其自振頻率,使正常使用要求的性能也可以在某種程度上得到改善。
这种加固方法被广泛地用于加固砼結構中的梁、板、柱、墙等一般結構,钢結構中的柱、屋架(补焊型钢),以及砖墙、砖柱等,增大截面积法的加固效果与原結構在加固时的应力水平、材料性能、施工工艺、结合面構造处理及是否卸荷加固等因素直接相关,本方法优点是工艺简单,适用范围广,缺点是现场湿作业工作量大,截面增加会减少使用空间;当在梁、板上作砼后浇层时,会使結構自重有较多增长等。
火灾后如果采用加大截面法加固,其施工是与火灾烧疏层的处理同时进行的。根据火灾损伤結構的特点,加固混凝土梁、板結構时宜采用将加固受力鋼筋与原結構受力鋼筋用短筋焊接方式的加大截面法;加固混凝土柱时宜采用围套形式的加大截面法。
②預應力加固法
预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种)或型钢横撑,对結構构件或整体构件进行加固的方法,它可在几乎不改变使用空间的情况下,改变原結構的内力分布并降低原結構应力水平,使結構构件的正截面及斜截面的承载能力得到提高。张拉方式可以采用千斤顶张拉、电热张拉和横向张拉等。
预应力加固法被广泛地用来加固混凝土梁、板等受弯构件以及混凝土柱(用预应力顶撑加固),还被用于钢梁及钢屋架的加固。预应力加固法是具有卸载、加固及改变結構受力的三种功能的一种经济的加固方法。原結構所受的荷载通过预应力,部分地转移到新加(预应力)构件上,可以很好地发挥新老結構的共同工作性能,从而达到加固的目的,并且克服普通加固方法加固件受力滞后的缺点。另外,又由于其反拱作用,可使原有的鋼筋混凝土結構的裂缝减小甚至闭合,这对改善火灾后鋼筋混凝土耐久性极为有利。
③改變受力體系加固法
改变受力体系加固法是通过增设支点(柱或托架)或采用托梁拔柱的办法去改变結構的受力体系的加固方法。增设支点可以减小結構构件的计算跨度、大幅度提高結構构件承载能力、减小挠度、缩小裂缝宽度。当对增设的支点施加预应力时,效果更加。其优点是简单可靠,使用于梁、板、桁架、网架等水平結構的加固,缺点是使用空间受到一定影响。
托梁拔柱是托屋架拔柱、托梁拆墙及托梁拔柱的总称,是在不拆或少拆上部結構的情况下,拆除、更换或接长柱子的一种处理方法。它适用于使用功能改变或生产工艺更新,要求改变平面布局增大使用空间的旧房改造及老厂改造。与传统的大掀盖改造相比,该法具有对生产及生活影响较小、改造时间短、费用低等优点。
④粘鋼加固法
粘钢加固法是用結構胶把钢板粘贴在构件外部以提高結構承载力的一种加固方法。常用的胶粘剂是以环氧树脂为主配成的。这种加固方法的优点是加固后几乎不改变結構的外形和使用空间,却能提高結構构件的承载力和正常使用阶段的性能,施工简单、快速,对生产和生活影响小。
由于混凝土受火燒傷,表面疏松,與鋼板結合後,強度特別低,爲此受火後混凝土的表面均以鑿毛處理爲宜,這樣強度高而且穩定。由于受火損傷比較嚴重的梁的受拉區混凝土強度損失較大,若用粘鋼加固法加固梁的受拉區,則加固效果不好,故應與預應力加固法等結合,將鋼板粘結與混凝土的受壓區,而用預應力加固法加固混凝土的受拉區。
⑤置換法
置換法就是直接用同種材料代替受災後不能滿足使用要求的材料,對于火災後變形嚴重或者根本無法加固或者沒有必要加固的構件,可以采用置換法。如火災中的樓板,特別是預應力樓板一般受損比較嚴重,可以采用置換法加固。
⑥繞絲法
繞絲法用于混凝土梁受火災後斜截面破壞嚴重的情況。先把保護層鑿去,采用退火處理後的鋼絲豎向或斜向纏繞,固定後用鋼楔頂緊,以便産生少量預應力,迫使鋼絲更快地參加工作,再用高強度等級細石混凝土澆補至原截面尺寸。用繞絲法加固後,梁具有更好地約束斜裂縫和變形能力,並提高強度。
⑦噴射混凝土加固法
喷射混凝土在工艺、材料及結構性能方面与普通现浇混凝土相比有许多优点。如,喷射混凝土施工不需要模板、混凝土的浇筑与捣固合二为一,因此特别是用于火灾后混凝土处理补强。
喷射混凝土加固法对火灾后爆裂、露筋楼板的修复加固是最合适的。若火灾后楼板鋼筋的强度损失较大,则需要用预应力方法加固,采取喷射混凝土恢复原截面尺寸时以作预应力筋的保护层。
⑧碳纖維材料加固法
與傳統加固維修方法相比,碳纖維材料加固修補混凝土具有明顯的技術优势。主要有:高强高效;施工便捷,工效高,没有湿作业,不需要大型施工机具,施工占用场地少;具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能;施工質量易于保证;質量轻而且薄,加固维修后基本上不增加原結構自重及原結構尺寸。

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