粘貼碳纖維材料加固是一種新的加固方法,纖維增強復合材料也是建筑工程建設者積極研究探索的新材料。纖維材料通常具有強度高、質量輕、抗腐蝕性強、非磁性等優(yōu)點。近年來,隨著科技的發(fā)展和產(chǎn)量的提高,纖維及其復合材料在土木工程中得到了越來越多的應用,尤其是應用于結構物的修補和加固中。

以上是建筑結構加固常用的幾種方法,每種方法都有其優(yōu)點與缺點,各自有其適用范圍,因此在選擇確定加固方法時,應該根據(jù)可靠性鑒定結果以及影響結構承載力降低的原因,并結合建筑結構的特點,綜合考慮安全性、經(jīng)濟性、適用性等,擇優(yōu)選用。

加固方法必須注意以下四點:靜力加固必須考慮二次受力要求;抗震加固必須考慮結構延性和整體剛度要求;必須考慮施工的可行性;必須綜合考慮加固效果和經(jīng)濟指標,綜合分析確定。

二、結構設計與計算方面的問題 

1.設計構造方面的問題 

①框架節(jié)點核芯區(qū)箍筋配置應滿足要求對于規(guī)范中規(guī)定的框架柱箍筋加密區(qū)的箍筋zui小體積配箍率的要求，絕大部分設計人員都能給予足夠的重視，但對于《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）中規(guī)定的“一、二、三級框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10、0.08且體積配箍率分別不宜小于0.6％、0.5％，0.4％。”設計中經(jīng)常被忽視，尤其是柱軸壓比不大時，常常不滿足要求。這一規(guī)定是保證節(jié)點核芯區(qū)延性的重要構造措施，應嚴格遵守。 

②底層框架柱箍筋加密區(qū)范圍應滿足要求《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）中規(guī)定：“底層柱的下端不小于柱凈高的1/3”，設計中應重點說明 

③框架梁的縱向配筋率應注意 

《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）中規(guī)定：“當框架梁梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，梁箍筋zui小直徑的數(shù)值應比表6.3.3中規(guī)定的數(shù)值增大2mm。”在目前設計中，這一規(guī)定常被忽視，造成梁端延性不足。 

2.計算方面的問題 

①設計基本地震加速度值 

《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）中規(guī)定：抗震設防烈度為7度時，設計基本地震加速度值分別為0.1g和0.15g兩種，抗震設防烈度為8度時，設計基本地震加速度值分別為0.2g和0.3g兩種。 

②梁剛度放大系數(shù) 

SATWE或TAT等計算軟件的梁輸入模型均為矩形截面，造成結構的實際剛度大于計算剛度，算出的地震剪力偏小，使結構偏于不安全。因此計算時應將梁剛度進行放大，放大系數(shù)中梁取2.0、邊梁取1.5為宜。 

③獨立梁箍筋計算結果需復核 

《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）中規(guī)定：對集中荷載作用下的獨立梁，應按公式進行計算，且集中荷載作用點至支座間的箍筋，應均勻配置。但SATWE軟件計算梁箍筋時，未考慮獨立梁這一情況，都按公式進行計算，有時會造成計算結果偏小，設計中若遇到有獨立梁存在的情況，應對梁箍筋的計算結果進行手算復核。

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建筑結構需要加固的原因有很多種,主要是由于結構的承載力、剛度、抗震性能等不能滿足安全使用的需要。雖然建筑結構在設計階段都經(jīng)過嚴格計算,建筑結構的強度、剛度、耐久性肯定是滿足規(guī)范要求。但是由于施工缺陷、或者設計考慮不周全、現(xiàn)行設計標準提高等原因,造成建筑結構的承載力不足,安全儲備降低,有的甚至產(chǎn)生一些安全隱患;建筑物在使用過程中,其使用功能可能產(chǎn)生改變,從而導致現(xiàn)在的荷載分布與設計不相符,從而導致建筑結構的強度、剛度不能滿足使用功能的要求;遭受地震、火災、洪水、冰雪、狂風等自然災害的摧殘,造成建筑結構不同程度的損壞;建筑物長時間的使用,部分建筑材料老化、一些質量通病的擴展,從而導致了結構的承載力下降等。這些,都是造成建筑結構需要加固的因素。

一、根據(jù)建筑結構加固方式及其加固補強的作用,混凝土結構的加固補強方法可以分為直接加固法與間接加固法。直接加固法包括加大截面法、外層包鋼法、增加預應力法、外貼鋼板法等;間接加固法包括增加支點法、增加支撐體系法、剪力墻加固法等。

1 加大截面加固法

顧名思義,加大截面法就是在混凝土構件的四周再包筑一層混凝土,增大結構的受力截面積,從而提高結構的承載力。該法,應用十分的廣泛,施工工藝簡單成熟,適應范圍廣,可應用于柱、梁、墻、板等混凝土構件。但是,增大截面法現(xiàn)場是作業(yè)量大,混凝土養(yǎng)護期長,而且構件的截面尺寸加大后會影響房屋的空間及美觀。

增大截面法又可以分為以增大截面尺寸為主和以增大截面配筋為主兩種形式。前者,為了確保后補澆筑的混凝土正常的工作性能,必須配置適當?shù)臉嬙熹摻?后者,為保證后增加鋼筋的工作性能,必須澆筑一定厚度的保護層。增大截面法加固通常是采用普通混凝土,若外包層比較薄,鋼筋較密集,應該采用細石混凝土,確?；炷恋拿軐嵍?增大配筋法可采用鋼筋,也可以采用型鋼等。

2 外包鋼加固法

外包鋼加固法是在建筑結構的四角用角鋼進行包裹,提高構件的承載力。該加固法有干、濕兩種形式,前者,外包型鋼與原有構件間因為沒有實質性的粘結,二者不能共同受力,因而其承載力提高效果較差;后者,外包角鋼與原有構件采用乳膠水泥或者環(huán)氧樹脂等粘結為一體,二者可以共同工作受力,其加固效果良好。

外包鋼加固法施工簡單,工作量不大,結構受力也比較可靠,適用不允許加大結構的截面,又可以較大幅度的增大承載力的構件加固,一般用于梁、柱、桁架弦桿等構件的加固。

3 預應力加固法

在原構件體外增設預應力鋼筋,通過對其施加預應力的方法,改變原結構的內力分布狀態(tài),以達到提高結構承載力的目的。增設的預應力桿、撐與原結構有良好的共同工作性能,其承載力提高的幅度也比較大。

該法適用于大跨度結構以及采用一般方法無法加固或加固效果很不理想的較高應力應變狀態(tài)下的大型結構加固,但此法不宜用于處在高濕度環(huán)境下的混凝土結構或混凝土收縮徐變較大的混凝土結構的加固。

4 增設支點加固法

增設支點加固是增設支點從而使得結構的計算跨徑減少,以此改變結構的內力分布,從而提高結構的承載力。比如,在梁、板等結構物的中間增加一個支撐點,增加了結構的跨數(shù)、減少了跨徑,因此,結構的承載力大大的增加,而且可以增大結構的剛度,減少結構的撓度。這種方法對于空間要求不高的大跨度結構中的梁、板、桁架等水平結構的加固,其效果非常顯著。該法*的缺點就是增設支點后,建筑結構的使用空間受影響較大。

5 粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法是將特制的鋼板用建筑結構膠粘于需要加固構件的表面,讓二者共同工作受力,從而提高結構的承載力。其實,該法也就是一種體外配筋,增大其配筋率,以此提高結構的剛度、強度等。粘貼鋼板加固法對粘接的膠水要求非常高,粘貼膠水必須具有強度高、粘接能力強、不易老化、受環(huán)境影響小、溫度變形量小等特性。

粘貼鋼板加固法具有快捷、簡單、對結構的外觀、空間影響甚小,其施工過程不影響建筑物的正常使用,因此,在建筑結構加固中應用十分廣泛。

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