工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)加固的概述
2015-04-14
引言 隨著時(shí)間的推移，由于種種原因造成不能正常使用的構(gòu)件越來越多，特別是老的既有建筑和遭到自然災(zāi)害影響的建筑，建筑物的鑒定與加固已成為我國建筑業(yè)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)，相應(yīng)的鑒定與加固技術(shù)成為專家重點(diǎn)研究的對(duì)象。
一、近代建筑業(yè)發(fā)展的三個(gè)主要時(shí)期
?、俅笠?guī)模新建時(shí)期。20世紀(jì)20年代后期美國出現(xiàn)了興建高層建筑和高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施的高潮，使經(jīng)濟(jì)大蕭條得到復(fù)蘇。第二次世界大戰(zhàn)后，為滿足人們基本的生產(chǎn)和生活需要，世界各國建筑業(yè)迎來了前所未有的大規(guī)模新建時(shí)期，這一時(shí)期的建筑規(guī)模大但標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低。
?、谛陆ㄅc維修改造并舉時(shí)期。在此期間，一方面為滿足社會(huì)發(fā)展的需求，新的建筑在不斷的建設(shè)，同時(shí)由于人類生產(chǎn)和生活對(duì)建筑要求的提高，過去建造的低標(biāo)準(zhǔn)建筑經(jīng)過數(shù)十年的使用后已不能滿足社會(huì)的需求，需要進(jìn)行維修、加固和現(xiàn)代化改造，從而使建筑業(yè)過渡到新建與維修并舉的發(fā)展時(shí)期。
?、奂扔薪ㄖ木S修改造時(shí)期。 隨著社會(huì)的進(jìn)一步的發(fā)展，人們對(duì)建筑功能的要求越來越高，已有建筑的規(guī)模和功能的逐漸減弱等引起的結(jié)構(gòu)安全問題已開始引起人們的關(guān)注，但是由于昂貴的拆遷費(fèi)用以及對(duì)生活環(huán)境的嚴(yán)重影響等問題阻礙了新建高潮的興起，于是人們把目光投向?qū)ΜF(xiàn)有房屋的維修加固和現(xiàn)代化改造，投資少、影響小、見效快，不僅有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也具有巨大的社會(huì)效益。
目前，我國建筑業(yè)正從第一時(shí)期向第二、第三時(shí)間發(fā)展，對(duì)已有建筑的維修、加固改造已經(jīng)引起國家有關(guān)部門的重視。
二、進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固的原因
①建筑物的已使用年限已經(jīng)接近或超過其設(shè)計(jì)使用年限，因?yàn)樾熳儭毫迎h(huán)境腐蝕等原因，構(gòu)件的承載力降低不能繼續(xù)工作。
?、诮ㄖ锕δ艿母淖?，如工業(yè)廠房改造成超市，引起柱距、荷載的變化，原有柱、梁等構(gòu)件已經(jīng)不能滿足承載力要求，需進(jìn)行改造加固。
?、塾捎诳辈?、設(shè)計(jì)、施工的缺陷造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在安全隱患，容易出現(xiàn)突然破壞失穩(wěn)的現(xiàn)象，需要進(jìn)行加固處理。
?、茉庥龅降卣?、水災(zāi)、火災(zāi)、爆炸、雪災(zāi)等自然災(zāi)害的沖擊造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件折斷破壞從而影響整體穩(wěn)定，需要進(jìn)行檢測(cè)加固。
?、菘拐鹪O(shè)防的提高。隨著人們對(duì)地震的深入研究，發(fā)現(xiàn)原來制定的設(shè)防烈度
分布區(qū)于實(shí)際相差很大，許多地區(qū)的設(shè)防烈度需要提高，導(dǎo)致原有的建筑需要進(jìn)行抗震加固。
三、結(jié)構(gòu)檢測(cè)加固的原則、程序及方法
1.結(jié)構(gòu)檢測(cè)加固的原則
?、贆z測(cè)加固的設(shè)計(jì)與施工必須由專業(yè)人士承擔(dān)。由于建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)所面臨的不確定因素多而復(fù)雜，況且還要考慮業(yè)主的種種要求，因此，承擔(dān)加固改造設(shè)計(jì)和施工的人員除具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)理論、明晰的結(jié)構(gòu)概念外，還應(yīng)具備較為豐富的工程經(jīng)驗(yàn)才能夠全面系統(tǒng)地分析問題，提出較為合理的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)和施工組織方案。
②檢測(cè)加固應(yīng)綜合考慮其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，避免不必要的拆除或更換。如果可以利用設(shè)計(jì)時(shí)的安全儲(chǔ)備，則修補(bǔ)能解決問題的就不需要進(jìn)行加固。若結(jié)構(gòu)存在的損傷影響了結(jié)構(gòu)安全，但有修復(fù)和保存價(jià)值時(shí)，則進(jìn)行加固處理。
?、蹤z測(cè)加固的施工應(yīng)遵循科學(xué)的先后順序。通常應(yīng)先治理后加固；先加固后拆除；先加固后開洞；先基礎(chǔ)后柱、梁和板；先重要構(gòu)件后次要構(gòu)件，最好做好保護(hù)與防護(hù)。
?、軝z測(cè)加固還應(yīng)注意復(fù)核建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，做好抗震加固設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)加固后不應(yīng)存在因局部加強(qiáng)或剛度突變而形成新的薄弱部位，同時(shí)還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度增大或變化而導(dǎo)致地震作用效應(yīng)增大或變化的影響。
2.結(jié)構(gòu)檢測(cè)加固的程序
結(jié)構(gòu)檢測(cè)加固的程序?yàn)?nbsp;可靠性鑒定—加固方案選擇—加固設(shè)計(jì)—施工組織設(shè)計(jì)—施工—驗(yàn)收。
①可靠性鑒定是對(duì)已有建筑物承受的荷載、作用、結(jié)構(gòu)抗力及相互關(guān)系進(jìn)行檢查、測(cè)定、分析和判斷，并取得結(jié)論的過程。目的在于解決在缺乏資料的情況下，對(duì)舊建筑物進(jìn)行鑒定、加固、改建、擴(kuò)建，或由于超載使用、結(jié)構(gòu)存在過度變形裂縫、腐蝕、火災(zāi)、爆炸、地震等造成建筑物損傷等情況，為鑒定及加固改造提供依據(jù)。
?、诩庸谭桨傅倪x擇十分重要，加固方案的優(yōu)劣，不僅影響資金的投入，更重要的是影響加固質(zhì)量。
?、奂庸淘O(shè)計(jì)，包括被加固構(gòu)件的承載力驗(yàn)算、構(gòu)件處理和施工圖繪制三部分工作。加固設(shè)計(jì)單位必須有相應(yīng)的加固設(shè)計(jì)專項(xiàng)資質(zhì)，否則不能從事此類設(shè)計(jì)工作。
?、苁┕そM織設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮到加固施工是在負(fù)荷或部分負(fù)荷的情況下進(jìn)行的，因此施工安全非常重要，應(yīng)做好施工的安全措施。
?、菔┕?，在拆除原有廢舊或清理原有構(gòu)件時(shí)，應(yīng)特別注意觀察有無與原檢測(cè)情況不相符合的地方。工程技術(shù)人員應(yīng)親臨現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí)觀察有無意外情況出現(xiàn)。
⑥驗(yàn)收，施工完成后應(yīng)組織建設(shè)方、監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方、施工方共同進(jìn)行驗(yàn)收，并有監(jiān)督機(jī)構(gòu)對(duì)驗(yàn)收過程進(jìn)行監(jiān)督。
3.結(jié)構(gòu)檢測(cè)加固的方法
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法有很多，主要有增大截面加固法、外包鋼加固法、外粘貼鋼板加固法、外加預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支點(diǎn)加固法、粘貼碳纖維材料加固法等，現(xiàn)對(duì)這些方法作簡(jiǎn)要介紹：
①增大截面加固法：是采用鋼筋混凝土或鋼筋網(wǎng)砂漿層，來增大原混凝土結(jié)構(gòu)截面面積，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載力的目的。它不僅可提高被加固構(gòu)件的承載力，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在某種程度上也能有所改善。這種方法工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，可靠性強(qiáng)，主要適用于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件和受壓構(gòu)件的加固。但缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，尺寸增加造成重要增加較大和空間面積減小，應(yīng)用受到一定限制。
?、谕獍摷庸谭ǎ菏窃诨炷翗?gòu)件四角包以型鋼的加固方法。這種方法施工簡(jiǎn)便，現(xiàn)場(chǎng)工作量較小，受力比較可靠，主要適用于不允許增大混凝土截面尺寸而又需要大幅度提高承載力的構(gòu)件。
?、弁庹迟N鋼板加固法：是用高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠將2—6mm鋼板粘貼在混凝土構(gòu)件表面，補(bǔ)充構(gòu)件內(nèi)部的配筋不足，使鋼板與原混凝土構(gòu)件協(xié)同工作的一種加固方法。主要適用于鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構(gòu)件，但不適用于素混凝土構(gòu)件。
④外加預(yù)應(yīng)力加固法：是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或型鋼撐桿對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固的方法，該法通過對(duì)后加的拉桿或型鋼撐桿施加預(yù)應(yīng)力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布、消除加固部分的應(yīng)力滯后現(xiàn)象，使后加部分與原構(gòu)件能很好地協(xié)同工作，從而提高原結(jié)構(gòu)的承載力，減少撓曲變形，縮小裂縫寬度。主要適用于原構(gòu)件截面偏小或需要增加其使用荷載、原構(gòu)件處于高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)且難以直接卸除其荷載的梁、板、柱等構(gòu)件。
?、菰鲈O(shè)支點(diǎn)加固法：是通過增設(shè)支點(diǎn)，減少受彎構(gòu)件的計(jì)算跨度，達(dá)到減少作用在被加固構(gòu)件上的荷載效應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)承載力的方法。主要適用于梁、板、桁架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)的加固。這種方法簡(jiǎn)單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間，使用受到一定的限制。
?、拚迟N碳纖維材料加固法：這是一門新型的加固技術(shù)，利用環(huán)氧樹脂粘貼劑將碳纖維布沿受拉方向或垂直裂縫方向粘貼在待補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，形成新的復(fù)合體，使增強(qiáng)貼片與原有鋼筋混凝土共同受力，提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪能力，從而達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。這種方法具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維修費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但其耐火性差，需要做專門的防火處理。
結(jié)束語 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，對(duì)房屋建筑提出了更高的要求，土地是不可再生的資源，舊城改造--通過對(duì)建筑物的加固改造來增層、擴(kuò)建、改變用途，使舊建筑煥發(fā)新活力，創(chuàng)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，是城市建設(shè)的必然選擇之一。我們需不斷的學(xué)習(xí)、探索、總結(jié)和歸納一些工程經(jīng)驗(yàn)，來推動(dòng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展。
