加固改造

技术特点

粘贴纤维结构加固技术是指采用高性能粘接剂将纤维布粘贴在建筑结构构件表面,使两 者共同工作,提高结构构件的(抗弯、抗剪)承载能力,由此而达到对建筑物进行加固、补 强的目的。

碳纤维布及碳板加固的优点是自重轻、强度高,加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐 久性,并且施工方便,易于操作,经济性好,施工工期短。广泛应用于混凝土梁、板,柱及 钢结构构件加固。

采用纤维复合材加固时,当在梁、板构件的受拉区进行受弯加固,纤维方向应与加固部 位的受拉方向一致;当采用环形箍或 型箍对梁、柱构件进行受剪加固时,纤维方向依与构件 U 轴向垂直;当采用环形围束对柱进行抗震加固时,纤维方向应于柱轴向垂直。当碳纤维需要 绕过构件棱角时,在粘贴前需要通过打磨圆化,圆化半径对碳纤维不应小于 ,对玻璃 20mm 纤维不小于 。另外,碳纤维布沿纤维受力方向的搭接长度不应小于 ,当采用多 15mm 100mm 层或多条碳纤维加固时,各层或各条碳纤维搭接位置应错开。

施工工序

设计实例

效果图

技术特点

外包型钢加固法是在钢筋混凝土梁、柱四周包以型钢的一种加固方法。例如,在构件截 面的四角沿构件通长或沿某一段设置角钢,横向用箍板或螺栓套箍将角钢连接成整体,成为 外包于构件的钢构架(角钢套箍)。外包钢构架可以完全替代或部分替代原构件工作,达到 加固目的,多用扁钢加套箍的方法加固。

外粘型钢加固法优点是构件截面尺寸增加不多,而构件承载力可大幅度提高,并且经加 固后原构件混凝土受到外包钢的约束,原柱子的承载力和延性得到改善,同时还具有施工简 便、工期短等特点,目前广泛用于加固混凝土柱、梁、桁架弦杆、腹杆。

采用外粘型钢加固钢筋混凝土构件时,应使用改性环氧树脂胶粘剂进行灌注,胶缝厚度 宜控制在 ,局部允许有长度不大于 、厚度不大于 的胶缝,但不得出现在 3~5mm 300mm 8mm 角钢端部 范围内。型钢表面(包括混凝土表面)应抹厚度不小于 的高强度等级 600mm 25mm 水泥砂浆(应加钢丝网防裂)作保护层,也可采用其他具有防腐蚀和防火性能的饰面材料加 以保护了,提高其耐久性。

施工工序

设计实例

效果图

工艺要求

在喷混凝土前,先用水将墙面湿润,并用界面剂将墙面进行刷浆处理;以使混凝土能更 好的与墙面进行结合。

预埋好喷射混凝土的厚度标志:本喷层厚度为60mm 因此采取一次喷射所设基底喷射厚 标志,必须垂直且在同一平面,间隔约1米左右。

喷射:喷射作业时混凝土、水灰比宜控制在0.4-0.5之间,以保证喷射层表面平整,呈油 亮光泽、无干斑、不流淌为准。为减少回弹量,喷枪与受喷面距离为1米左右,喷射角度为喷 枪与被受喷墙面相垂直。

找平、压光:当喷射达到一定面积后,用原浆找平(2米长刮尺进行刮平,并迅速修补平 整、压光)。

养护:在混初凝后,应每隔2小时后,在混凝土表面喷洒一次水进行混凝土养护,防止出 现裂纹及空鼓现象。

技术特点

适用于承重构件混凝士裂缝的修补;对承载力不足引起的裂缝,除应按本章适用的方法 进行修补外,尚应采用适当的加固方法进行加固。

裂缝修补时,根据裂缝宽度的大小分为以下修补方式:

1.当裂缝宽度小于0.2mm时,建议对其裂缝仅作表面封闭处理。即沿裂缝用钢钎或电 铲凿成“V”型槽后,用钢丝刷及压缩空气将混凝土碎屑粉尘清除干净后,再用丙酮清洗后进 行抹胶封闭;

2.当裂缝宽度大于0.2mm时,必须采取A-B环氧树脂浆液和其他相同性质的灌浆料进行 灌注封堵。

施工工序

效果图

工艺要求

在喷混凝土前,先用水将墙面湿润,并用界面剂将墙面进行刷浆处理;以使混凝土能更 好的与墙面进行结合。

预埋好喷射混凝土的厚度标志:本喷层厚度为60mm 因此采取一次喷射所设基底喷射厚 标志,必须垂直且在同一平面,间隔约1米左右。

喷射:喷射作业时混凝土、水灰比宜控制在0.4-0.5之间,以保证喷射层表面平整,呈油 亮光泽、无干斑、不流淌为准。为减少回弹量,喷枪与受喷面距离为1米左右,喷射角度为喷 枪与被受喷墙面相垂直。

找平、压光:当喷射达到一定面积后,用原浆找平(2米长刮尺进行刮平,并迅速修补平 整、压光)。

养护:在混初凝后,应每隔2小时后,在混凝土表面喷洒一次水进行混凝土养护,防止出 现裂纹及空鼓现象。

适用范围

粘贴钢板加固法用结构胶粘剂,将钢板粘贴在钢筋混凝土结构表面,能达到加固和增强 原结构强度和刚度的目的,适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。主要 用于下列工程:钢筋焊接点断裂加固、施工中漏放钢筋加固、混凝土强度等级达不到设计要 求,提高结构强度加固、加层抗震加固、阳台根部断裂加固、牛腿节点加固、悬挂式吊车梁 提高荷载加固、楼面荷载集中力加固、火灾后梁柱混凝土烧坏加固、混凝土柱子牛腿断裂加 固、桥式吊车梁加固、薄腹梁断裂加固、爆炸冲击波破坏梁体加固、提高楼面荷载加固、屋 面梁下弦腐蚀严重露筋加固、断梁加固、截柱加固、减震加固、梁柱受化学腐蚀的粘钢加 固、旧房改造综合加固、生命线建筑物抗震等。

施工工序

设计实例

效果图

技术特点

增大截面加固法,也称为外包混凝土加固法,它通过增大构件的截面和配筋,来提高构 件的承载力、刚度、稳定性和抗裂性。该方法施工工艺简单,适用面广,可广泛用于梁、 板、柱、墙、基础、屋架等混凝土构件的加固。

技术特点:在设计构造方面必须注意解决好新加部分与原有部分的整体工作、共同受力 问题。加固结构在受力过程中,结合面会出现抗压弯剪等各种复杂应力。在弹性阶段,结合 面的剪应力和法向拉应力主要是靠结合面两边新旧混凝土上的粘结强度承担;开裂后至极限 状态,则主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切摩擦力传递。

工艺特点:现场湿作业工作量大,养护时间较长,对生产和生活有一定影响,而且构件 的截面增加后对结构的外观和房屋净空也有一定影响,可根据使用要求及计算结果确定加固 方法。

施工工序

设计实例

效果图

技术特点

不拆除上部结构,通过设置转换构件,将荷载转移,拆除下柱,实现对已有建筑的改 造。 通过对厂房加固改造设计,不降低厂房结构的承载能力和整体刚度,亦不使厂房刚度产 生突变。

施工简单,容易操作,利用千斤顶就可完成拔柱处屋面系统的顶升、截柱、落架等施工 过程。 通过支顶位移和支顶反力等主要施工控制参数的监测,并采取必要的安全措施,保证 拔柱过程中的安全。

具有节省空间、造价低、施工周期短、不影响车间生产、安全可靠、减少环境污染等优 点,应用前景十分广泛。

1 适用范围

本工法适用于在不拆除上部结构的情况下,对单层钢结构厂房一处或大面积托梁拔柱的 改造工程,钢筋混凝土结构托梁拔柱工法原理与此相同,只是上部结构加固做法和节点处理 不同,可作为参考,广泛应用于商场、别墅、厂房等单体建筑。

2 工艺原理

利用托换技术设置转换构件,使拔柱位置竖向荷载转移到纵向相邻结构柱,转换构件也 可传递水平荷载,增加屋面水平支撑,把拔柱受荷范围内屋面承担的水平荷载分配到相邻 跨,形成托梁拔柱结构体系。

利用结构加固技术,对增加荷载的结构构件、地基基础进行加固。

适用范围

在既有建筑的改造中,为满足业主对单个房间的大空间要求,需要拆除结构中的部分框 架柱,进行房间合并。在这类改造工程中既要对结构进行必要的加固,还要保证结构在改造 施工过程中的施工安全。本文结合工程实例介绍了托梁拔柱的施工方法,在施工过程中即安 全、经济、又方便快捷,是一种理想的施工方法。

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结构的情况 下实施拆除、更换、接长柱子的一门综合性技术,包括相关结构加固技术、上部结构顶升技 术及断柱技术等。托梁拔柱按施工方法的不同分为有支撑托梁拔柱与无支撑托梁拔柱。有支 撑托梁拔柱是在待拔柱旁另设一根临时性支柱,利用此柱顶升上部屋盖结构,安装托架,然 后将上部结构支承关系转换于托架,拆掉柱子。无支撑托梁拔柱是利用原吊车梁及吊车架顶 升上部结构;或先安装托架,利用托架本身顶升上部结构,实现支承关系的转换。

效果图

设计要求

采用钢丝绳(钢绞线)网片——聚合物砂浆外加层加固法,其材料及网片构造规定,受 弯构件正截面计算均应遵照《混凝土结构设计规范》 标准执行。施工质量验 GB50367-2015 收按《建筑结构加固工程施工质量验收规范》 GB50550-2010 标准执行。

本方法适用于下列钢筋混凝土结构构件的加固:

以无粘结钢绞线为预应力下撑式拉杆时,宜用于连续梁和大跨简支梁的加固;
以普通钢筋为预应力下撑式拉杆时,宜用于一般简支梁的加固;
以型钢为预应力撑杆时,宜用于柱的加固。
本方法不适用于素混凝土构件 包括纵向受力钢筋一侧配筋率小于( 0.2% ) 的构件 的加固。
采用体外预应力方法对钢筋混凝土结构、构件进行加固时,其原构件的混凝土强度等级 不宜低于 C20。
采用本方法加固混凝土结构时,其新增的预应力拉杆、锚具、垫板、撑杆、缀板以及各 种紧固件等均应进行可靠的防锈蚀处理。
采用本方法加固的混凝士结构,其长期使用的环境温度不应高于600c。
可 被 加 固 构 件 的 表 面 有 防 火 要 求 时 , 应 按 现 行 国 家 标 准 《 建 筑 设 计 防 火 规 范 》 GB50016-2014规定的耐火等级及耐火极限要求,对预应力杆件及其连接进行防护。
采用体外预应力加固法对钢筋混凝土结构进行加固时,可不采取卸载措施。

工艺要求

钢丝绳网片张拉装置其特征表述如下:


①两块锚板分别固定于梁或板的两端。

②钢丝绳网片一端由铝合金接头固定在锚板上,称为固定端。由拉杆、螺母、铝合金接头 及钢丝绳环套组成的另一端,称之为张拉端。

③通过张拉器对钢丝绳网片实施张拉。当压力传感器显示数值(kgf)达到张拉设计值,与 此同时用另一扭矩扳手将拉杆螺母锁定在张拉端锚板上。从而完成钢丝绳张拉力值全程 封闭。

④张拉器张拉机理是:张拉器前端头卡在锚板上,通过扭力扳手转动齿轮,使滑枕在齿条 上水平移动,牵动滑枕上张拉端钢丝绳环套,实施对钢丝绳网片张拉。

⑤张拉数值的测定:是由装在张拉器端头的压力传感器(数显、单位、kgf)测定。当张拉 至设计要求数值时,扭力扳手同时显示压力传感器里临界时扭力值(单位N.M)。

⑥工人具体操作时,只需用扭力扳手达到相应扭矩值时即可达到张拉设计值。

⑦其特点:操作简单、方便、直观、准确。

施工顺序

设计实例

施工效果

技术特点

隔震减震主要是增强结构各构件的承载力和变形能力抵御地震作用,吸收地震能量,也 就是以柔克刚。

减震就是在建筑物的内部设置耗能装置或者附加子结构,随着建筑物的变形和运动速 度 吸收或消耗地震传递给主体结构的能量,从而减轻结构的振动。

AMD 1% 减震设计原理是在建筑物的顶部设置一个相当于建筑物重量 的“平衡锤”,通 过计算机控制其摇摆,来抵消地震和强风所引起的振动。

施工实例

一般情况下加固后的结构与一次性整体浇筑的结构受力特性有着比较大差异。首先一般情况下结构加固后属于二次受力结构结构加固前原结构已经受到荷载作用原结构截面上的应力、应变在原有荷载的作用下都很高。而新增加加固结构构件并不能够立即分担荷载,只有当有在原来荷载基础上新增加的荷载时新加结构件才能与原结构共同作用分担新增加的荷载。这就是说,新增加结构件的应力、应变状态在结构受力过程中是始终滞后于原结构的累加应力、应变值当原结构达到极限状态时,新加结构构件的应力、应变可能还很低;破坏时,新加部分可能达不到自身的极限状态,其潜力可能得不到充分的发挥。其二,加固结构属二次组合结构,新旧两部分结构构件存在能否整体工作共同受力的问题。要加固构件与结构原有构件整体工作的关键在于加固构件与原有结构构件的结合面的构造处理措施以及施工方法选择是否合理。

由于原有结构和新加加固构件在结合面处混凝土的黏结强度总是在很大程度上低于混凝土本身的强度,因此,从总体承载力这个角度来说二次组合的结构比一次性整浇结构强度一般来说要稍低一些。在结构加固设计和施工过程中要合理的处理这两个问题,是结构加固设计、结构工程加固施工的最关键的两个环节。其次,卸荷加固也是解决新增加的结构构件应力、应变滞后于原有结构构件的最佳途径之一 。卸荷加固是指在对原有结构部分进行加固施工之前,预先将作用于原结构上的活荷载部分或者全部卸下即直接卸荷,或者以反向力施加于原结构上,以抵消或降低原有的荷载效应即间接卸荷效应。经过卸荷处理后,在这个时候进行结构加固,新添加的结构加固构件可以使得原结构内的应力、应变大大降低甚至达到完全消除的效果,加固构件的应力、应变滞后现象得以缓解,当结构在外荷载的作用下发生破坏时原有结构和新增加固结构两部分就可同时进入各自的应力应变极限状态,结构总体承载能力可得到一定程度上的提高。但是,在进行卸荷加固结构的截面承载能力计算时为了保证结构构件的安全使用留有一定的保守空间,原则上仍然按照二次受力结构进行。

在卸荷规模到达一定程度时,原结构和新增加的结构体可近似简化为一次受力结构进行计算,特别是混凝土结构中梁结构等以钢筋受力为主的受拉、受弯以及以混凝土柱子为代表的大偏心受压结构。在荷载卸除后原结构的应力、应变基本不再对结构产生作用。在结构加固设计中为了充分发挥后加加固部分的承载力潜力,应该采用比例极限变形比较小的低强度钢筋。经过这样的处理,加固后结构的截面承载能力会得到很大的提高,计算时可以按照近似简化的一次受力组合结构模式进行计算。为了保证原有结构和加固结构部件两部分整体工作并且共同受力,一般采取在加固构件混凝土结构浇筑前将接触面凿毛洗净的处理方法,或者在接触面上涂刷胶质界面剂的方法,同时可以采取贯穿结合面配置一定数量的抗剪切-摩擦钢筋,来增强接触面上的剪力和增大截面的摩擦力;另外,也可以在需要加固的构件的外围四周采用封闭式钢筋混凝土围套加固的加固方法 。具有封闭式箍筋及部分整浇的混凝土体系,其结合面承载能力之于非封闭的单面 混凝土体系或双面混凝土体系加固后承载能力情况要大得多。同时为了保证二次组合结构的结合面的黏结性能比较高,要求浇筑加固结构所用水泥及混凝土的收缩性要小,最好选用的水泥具有微膨胀的特点。同时选用早期强度高的水泥,可以在混凝土中加入外加剂的方式改善混凝土的各项特性,再次结构加固时如果选用化学灌浆材料及粘结剂,对于这类材料也有一定的技术指标要求,一般来说要求黏结强度要比较高,可灌性流动性比较好,收缩性小,耐老化,无毒或低毒。