对钢筋混凝土框架结构加固技术的运用

对钢筋混凝土框架结构加固技术的运用

摘要:社会经济持续发展从很大程度上带动了建设行业的进步,各个建设工程的规模呈现日渐扩大的形式,同时其施工难度也有所增加。在建筑行业,钢筋混凝土框架结构是非常常见的组成结构,对建筑工程整体稳定性和安全性产生直接影响。很多工程项目经过长期的使用后整体性能都有所降低,钢筋混凝土框架结构的承载力不足。为了保证建筑工程整体建设质量,需要采取有效的加固措施,确保整体结构安全,将其安全性提高,切实保证钢筋混凝土框架结构的正常使用,延长工程的使用寿命。

关键词:钢筋混凝土框架结构;加固技术;应用措施

工程项目整体稳定性、可靠性和地区城市化建设水平、社会稳定、经济发展等都有着密不可分的关系。我国很多已经建设多年的工程项目都开始面临着稳定性下降、承载力不足等问题,如果没有采取合理的加固措施,很容易出现安全事故,为此,工作人员要根据工程项目实际情况合理选用加固技术,提高钢筋混凝土框架结构的整体性能,提高工程项目的整体价值。

1常见钢筋混凝土框架结构加固技术

1.1增大截面技术

当前增大截面技术在钢筋混凝土框架结构中有着十分广泛的应用。该技术主要是将钢筋混凝土结构的截面面积或者配件数量增加从而将整体构件承载力和刚度提升。增大截面加固技术相比于其他加固技术的主要优点在于操作简单、适应性强,施工技术难度不高。在具体实践中结构自重可能会受到复杂施工环境的影响而增加湿操作的工程量,导致限制了使用面积[1]。

1.2外贴型钢技术该技术

主要是用型钢粘贴于钢筋混凝土框架结构周围从而达到结构整体支撑能力和稳定性提高的目的。按照加固手段可以将该技术划分为两种操作方法,分别为干式外贴法和湿式外贴法。在钢筋混凝土解耦股中通过粘贴型钢可以融合两个结构的受力体系,保证整体抗弯能力和抗潜能力提高,将整体结构的安全性优化。同时,外贴型钢加固技术的应用也能够大幅度提升钢筋混凝土框架结构的承载力、刚度、延性等,在混凝土梁体、柱体等结构中有着较为广泛的应用。

1.3碳纤维复合材料加固技术

碳纤维聚合物有着诸多特点,比如兼具较高的强度和较强的耐腐蚀性。碳元素是主要的碳纤维材料,在各种形状的钢筋混凝土构件中都可以适用。碳纤维的质量较轻,是铁的大约1/4的重量,但是其比钢板强度能超出3~5倍。在钢筋混凝土框架结构中应用碳纤维复合材料加固技术可以有效应对高腐蚀、高温等恶劣的环境条件,同时不会严重影响原有钢筋混凝土框架结构,可以有效提升结构整体使用价值,延长钢筋混凝土结构的使用寿命。

1.4预应力加固技术

该技术主要是利用钢拉杆和预应力支撑加固处理钢筋混凝土框架结构。在实际应用预应力加固技术过程中相关部门需要对钢筋混凝土框架结构的施工特征进行细致严谨地分析,编制预应力加固施工具体的方案。比如需要提高钢筋混凝土框架结构正截面梁体结构承载力时为了将整体结构稳固性、可靠性提高需要采用预应力水平拉杆技术。具体施工中技术人员需要加固处理钢筋混凝土框架结构的斜截面和正截面,可以用下撑式预应力结构达到整体结构加固的目的[2]。

1.5裂缝修补技术

裂缝是钢筋混凝土结构常见的病害,贯穿性裂缝甚至会威胁整体钢筋混凝土结构的安全。当前注射法、填充密封法、压力注浆法、表面密封法都是常见的裂缝修补技术。工作人员需要在钢筋混凝土框架结构裂缝中注入粘度低、强度高的修补液,并且封闭处理裂缝周围。表面封闭技术主要处理一些细小的不会威胁整体结构的裂缝。裂缝具有渗透、吸收等特点,在修补中可以注入粘度较低的修补胶液。施工人员在使用填充密封法时需要先沿着裂缝开出一个U型槽,清理干净U型槽后用改性环氧树脂、水泥砂浆等材料修复处理裂缝,及时解决钢筋混凝土框架结构裂缝问题[3]。

2钢筋混凝土框架结构加固技术应用

某高校运动场附属建筑的设计使用年限为50年,总面积是3502.97m2。该建筑已经投入使用30余年,经过检测发现原钢筋混凝土框架结构的承载力和实际设计要求存在一定的不符之处,需要加固处理7.29m以下的钢筋混凝土框架结构。

2.1加固技术流程

首先技术人员需要有效地分析建筑结构整体的可靠性,就结构内材料质量、结构整体承载力、构件力学性能等内容进行重点研究分析,从而保证合理地编制加固技术方案。该工程所用材料心梗和实际要求存在一定的出入,经过二次检测评定材料和钢筋混凝土框架结构,为加固技术方案编制提供数据支持。经过技术人员分析后,拟采用增大截面加固技术,利用套箍加固层实现钢筋混凝土框架结构各项应力的约束,对核心混凝土横向变形进行限制,将混凝土结构整体强度和延性从根本上提高,将钢筋混凝土框架结构的整体使用寿命优化。用套箍设备处理钢筋混凝土框架结构基础,将结构表面裂缝区域封闭,达到应力强度因素控制的效果,以免裂缝问题扩大。经过处理应力强度因子为原有40%左右[4]。通过有机融合原有钢筋混凝土框架结构和套箍构件实现了结构整体承载力、刚度的有效提升,实现了建筑工程整体施工效果的增强。在该案例中,需要后期处理钢筋混凝土框架结构承载力不足的情况。为了保证运动场能够正常使用需要改进加固技术方案。相关技术人员在对施工方案的经济性、安全性、适用性进行细致地分析后,编制了钢筋混凝土框架结构加固方案,保证高效、高质开展钢筋混凝土框架结构。

2.2加固技术方案对比

为了保证运动场能够正常使用需要保证加固施工作业不会影响周边的环境,需要在加固施工期间做好技术方案内容的优化,对比分析不同的设计方案,将实际施工期间的综合效益提高。第一,采用增加两层钢筋混凝土框架结构的施工方式进行建筑加固处理。这种方式有着相对较低的成本,能够很好地连接原有建筑结构和新加的建筑结构,可以缓解钢筋混凝土立面处理难度。但是这种方法会导致钢筋混凝土结构整体重量增加,不适合应用于较大的梁、柱当中。第二,轻钢结构加固方式。利用两层轻钢结构处理钢筋混凝土结构能够有效避免结构整体重量增加的问题,并且该方法施工周期短,有着更高的工业化程度。不过在下层钢筋混凝土结构连接处等复杂的节点部位难以高效地发挥出钢结构的作用,会影响原有结构的安全性,所以在细节优化处理方面需要进一步改进[5]。

2.3框架钢筋施工

在绑扎钢筋过程中需要在搭接绑扎之前根据钢筋等级做好搭接长度值的合理设计,然后对搭接长度、绑扎质量、混凝土强度等进行细致地检查。如果存在多种等级的混凝土那么需要技术人员就钢筋绑扎接头强度等参数进行细致地计算,将具体的搭接长度确定。技术人员还要注意是否按照要求做好预留位置处理,避免影响接头的百分率。可以将接头重点设置于相同连接区域内,合理地布置绑扎结构,避免过于集中或者疏散于某个区域,同时要根据钢筋结构性能要求搭接好结构梁和柱,并且将搭接接头位置合理地预留出来。在采用电弧焊进行钢筋焊接时,先要模拟相同施工条件下的焊接条件,然后将焊接工艺确定,并且根据质量标准要求细致地检查焊接是否存在夹渣、气孔等不良问题,避免焊接质量不合格而影响钢筋混凝土结构的加固效果,要严格控制弯折角和轴线,做好电极接触位置的合理确定[6]。

2.4加固技术管理

要加强培养施工技术人员的综合素质,提高其专业技术能力和工作责任心,保证所有施工人员都可以将钢筋混凝土框架结构加固技术正确严谨地落实,严格遵守操作规范标准。企业要加强提升施工人员的安全意识,在钢筋混凝土结构加固过程中严格监督各个加固环节的操作情况,以免出现违规行为,要在保证施工安全的同时尽量提高加固效果。

3工程实例应用

某市区采用钻孔灌注桩作为基础的现浇钢筋混凝土框架结构的高层建筑总面积12864m2,共16层,1~4层为购物中心,首层高度控制在5.5米,2~3层高度为5米,要求使用荷载3.6kN/m2;4~7层为仓库,而4层以上高度均为4.4m,要求使用荷载4.0kN/m2;7层以上均为办公区,要求使用荷载为20kN/m2。因为需要改变建筑的使用功能,因此对建筑进行适当的调整,以改变每楼层的功能区,需确保改变后的使用负荷符合建筑使用要求。

3.1板底粘碳纤维布加固

第一,工艺流程。首先施工人员要注意清理干净基面,处理好基面后进行找平处理,将基面的平整度提高,然后进行底层涂胶处理。在浸渍胶均匀地涂抹后,最后万层表面防护处理。第二,结构表面处理。首先施工单位要将混凝土脱落或者存在碳化、腐蚀等位置的劣质层彻底凿除,并且清理干净表面杂物,用角磨机将混凝土表面的杂质打磨掉,形成清洁平整的表面,然后做好缺陷部位的修补,将表面粉尘清除干净,对混凝土表面用沾有丙酮的脱脂棉进行处理,从而将表面的干燥度、清洁度提高。第三,底层胶涂刷。首先技术人员要在底层胶涂刷之前对产品说明进行细致地解读,根据产品配置要求在容器中进行充分搅拌,确认没有色差后,按照技术标准要求进行涂刷。施工人员要保证在混凝土表面均匀地涂刷底层胶。最后,根据施工现场实际温度做好树脂用量的合理确定。第四,粘贴碳纤维布。技术人员按照设计标准尺寸裁剪碳纤维布,在需要粘贴的区域涂抹调制好的产品,按照设计标准控制胶层厚度,然后沿着纤维方向用滚筒刷不断进行滚压,将内部气泡彻底清除,最后做好表面的防护保养。

3.2梁、柱湿包钢加固

第一,处理梁柱表面。首先施工人员要将梁柱附近的障碍物和表面的砂浆提前清除干净,然后找平处理好各个部分,之后用打磨机将混凝土表面修整平整,最后处理转角部位,保证转角部位呈圆弧状,为后续包钢加固创造便利条件,保证加固效果。第二,钢板下料。工作人员要根据施工现场实际情况确定角钢、扁钢的下料尺寸。具体来讲需要做好三点工作内容。其一要按照相关标准要求矫正加工前的钢板,确保其偏差值在规定范围内。其二工作人员在钢板下料前要按照下料标准规定做好划线处理。其三要注意将切割区的污染物、铁锈等清除干净,用自动气割将其切割,切割坡口要用人工火焰进行处理。其四要注意做好坡口尺寸的严格控制。第三,粘贴角钢。在梁柱角上均匀地涂抹乳胶水泥,按照大约5mm厚度标准控制,然后在梁柱角上粘贴角钢,利用卡具夹紧梁柱四角,按照不超过0.5m的距离控制卡具间距。

4结语

总之,通过加固处理钢筋混凝土框架结构可以有效提升结构整体稳定性,加固技术的应用有助于提升工程项目整体经济效益和社会效益,有助于发挥出钢筋混凝土框架结构的综合价值,有助于优化建筑工程的施工效率。

作者:刘国杰 单位:山东华邦建设集团有限公司