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建筑結(jié)構(gòu)的檢測與加固研究

2011-12-26 14:47    【  【打印】【我要糾錯】

  摘要:對建筑結(jié)構(gòu)實施科學(xué)的檢測和加固,首先必須了解火災(zāi)對建筑結(jié)構(gòu)造成損害的機理和破壞作用。建筑結(jié)構(gòu)加固前的檢測十分重要,它可以避免加固中的盲目性。修復(fù)加固設(shè)計應(yīng)簡單易行、安全可靠、經(jīng)濟合理;要注意被加固構(gòu)件的節(jié)點構(gòu)造和施工方法,保證加固部分與原結(jié)構(gòu)共同工作并考慮加固對建筑物總體應(yīng)力變化的影響。

  關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);檢測;加固;研究

  一、火災(zāi)對建筑結(jié)構(gòu)的影響

  了解火災(zāi)對建筑結(jié)構(gòu)造成損害的機理和破壞作用;炷潦且运酁槟z凝材料,加粗骨料(石子)、細骨料(砂)、摻和料、外加劑等用水和,硬化而成的人工石。它在火作用下的機理可歸納為以下三個方面:第一,表面受火處溫度升高比內(nèi)部快,內(nèi)外溫差引起混凝土開裂;馂(zāi)時,混凝土中各種水分迅速汽化,體積明顯膨脹,沖破障礙迅速逃逸,導(dǎo)致強度下降;第二,水泥石受熱分解,使膠體的粘結(jié)力破壞,出現(xiàn)裂縫,表面發(fā)毛、起砂、呈蜂窩狀、出現(xiàn)龜裂、邊角潰散脫落等現(xiàn)象;第三,骨料和水泥石間的熱不相容,水泥石受拉,骨料受壓,導(dǎo)致應(yīng)力集中和微裂縫的開展。破壞的程度取決于溫度升高的速率、最高溫度和火作用持續(xù)的時間:當溫度低于500℃時,澆水冷卻的混凝土強度低于自然冷卻后的強度,而高于600℃時,澆水冷卻后的強度高于自然冷卻后的強度;饘︿摬牡闹饕绊,表現(xiàn)在原子熱振動加劇并擴散,產(chǎn)生軟化,到一定程度后可抵消硬化的影響。高溫時,原子間的結(jié)合力也有所降低,從而增加滑移變形,減少了抗滑能力。在1400℃時,鋼筋進人液態(tài),失去了抵抗荷載的能力;馂(zāi)時,鋼筋與混凝土間的粘結(jié)強度隨溫度升高呈下降趨勢,且對光圓鋼筋的影響比螺紋鋼筋更為突出;馂(zāi)對砌體的作用由磚塊材質(zhì)和砂漿性能決定,砂漿的彈性模量比磚的彈性模量小,熱膨脹比磚大,因而在高溫受壓時產(chǎn)生比磚塊更大的橫向變形。

  二、建筑結(jié)構(gòu)的災(zāi)后檢測

  建筑結(jié)構(gòu)加固前的檢測十分重要,它可以避免加固中的盲目性。但是,通過檢測所作的鑒定只能大概地確定結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀。為此,鑒定檢測工作必須盡可能多的調(diào)查、實測,以便對結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀作出較客觀的判斷。鑒定工作包括資料收集、現(xiàn)狀的檢測、抗力的驗算和加固的建議。

  發(fā)生火災(zāi)后,首先應(yīng)由業(yè)主會同消防、設(shè)計、質(zhì)檢等部門對建筑物受損情況進行調(diào)查及檢測,主要內(nèi)容應(yīng)包括:火災(zāi)溫度,結(jié)構(gòu)材料性能,受損結(jié)構(gòu)外觀及變形情況等。

  三、建筑結(jié)構(gòu)的加固和修復(fù)

 。ㄒ唬┗馂(zāi)損害分類

  ①輕度損害:在局部范圍內(nèi)的表面損害,邊沿剝落和產(chǎn)生裂縫;②中度損害:結(jié)構(gòu)部件沒有塑性變形,但有嚴重的截面損害以及鋼筋強度降低;③在單個建筑部件和結(jié)構(gòu)范圍中的嚴重損害:承重構(gòu)件部分或完全失去作用,但不致倒塌;④化學(xué)損害:目前最重要的情況是聚氯乙烯燃燒氣體對混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕。

 。ǘ┦軗p構(gòu)件的修復(fù)加固

  1.基本原則

  修復(fù)加固設(shè)計應(yīng)簡單易行、安全可靠、經(jīng)濟合理;要注意被加固構(gòu)件的節(jié)點構(gòu)造和施工方法,保證加固部分與原結(jié)構(gòu)共同工作,并考慮加固對建筑物總體應(yīng)力變化的影響。

  2.確保施工質(zhì)量

  由于修復(fù)加固的構(gòu)造及施工方法與正常建設(shè)時不同,故必須強調(diào)精心施工,確保質(zhì)量。如某一框架梁用“加大截面法”修復(fù)加固,要求在原構(gòu)件表面外包5cm左右一層混凝土,施工難度較大,需采用專門的施工設(shè)備和工藝,如用小直徑振搗棒振搗或用人工插搗等。

  (三)結(jié)構(gòu)加固方法

  1.各種結(jié)構(gòu)加固方法的原則

  鏟除損壞的混凝土,必要時加鋼筋來保證結(jié)構(gòu)部件具有完全的承載力,按照需要的尺寸用相應(yīng)的混凝土給截面復(fù)原,加固可采用置換、繞絲、粘鋼和粘玻璃鋼等方式。對于不影響結(jié)構(gòu)部件的承載能力的輕度損害,只要鏟除松弛的混凝土部分,再進行填補,作好混凝土表面,以保證鋼筋不受銹蝕;馂(zāi)區(qū)混凝土在受熱后因水泥石收縮變形而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和由于火災(zāi)升溫、降溫階段的溫度分布不均勻所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力等,使其燒傷區(qū)內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列的變化,導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)微細裂縫,降低混凝土強度,增大其三塑性變形。為確定混凝土被破壞的程度,采用超聲脈沖法進行了燒傷深度的檢測,采用拔出法輔以鉆取混凝土芯樣,對梁、柱混凝土強度進行檢測。對于能夠造成結(jié)構(gòu)承載能力降低的中度損害,應(yīng)小心地鏟去損害的混凝土層。這種混凝土層從火燒的顏色即可看出,不必對其強度作精確的調(diào)查,而火燒顏色因混凝土組成和達到的溫度不同而不同。一般來說,受損的混凝土呈儲紅色存留的,混凝土表面最好利用噴砂清洗干凈并弄粗糙。如果鋼筋強度降低,需要置放附加鋼筋。最后用相應(yīng)強度的新混凝土給截面復(fù)原。新、舊混凝土之間必須有良好結(jié)合,鋼筋必須有良好結(jié)合,并且握裹力強,另外采用粘結(jié)鋼和玻璃鋼結(jié)合的方法有很大的優(yōu)越性,根據(jù)結(jié)構(gòu)部件的不同,大多采用噴射混凝土或者模板澆注。嚴重損害應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場情況個別處理,常常需要局部加固或拆掉重建。

  2各類建筑部件的加固

 。1)柱子的加固

  一般是采用安放圈套進行的,圈套尺寸的選擇應(yīng)保證能有足夠地方放置附加鋼筋,并能順利澆灌混凝土。圈套大都做成模板,柱子較高時可分節(jié)制作,加固時小心謹慎地鏟去全部受損松弛的混凝土,保證柱子中不留內(nèi)部裂縫,必要時采取加支架等安全措施。柱子的加固還應(yīng)按照應(yīng)力要求放置附加鋼筋,要采用細鋼筋做箍筋,布置密度要大。

 。2)梁

  尤其是板梁大多總是在下側(cè)被燒損,即火災(zāi)損害主要在受拉區(qū)。由于混凝土層剝落,常使鋼筋外露,加固時應(yīng)加必要的附加鋼筋。在鏟除松弛受損的混凝土層后,再將附加筋放置到梁上,保證附加鋼筋的良好錨接。另外在梁上應(yīng)優(yōu)先采用噴射混凝土。在板上可能有兩種情況:一是混凝土覆蓋層不能保持住;二是下面的鋼筋可能外露,在一些地方混凝土與鋼筋之間不存在任何聯(lián)接。這兩種情況下都應(yīng)高度注意鋼筋的強度,要配置足夠的附加鋼筋。對砌體等其它建筑構(gòu)件的加固也應(yīng)按類似的方法進行。

責(zé)任編輯:棋雯
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