【《混凝土结构加固的方法及应用研究案例》9400字（论文）】.docx

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1、混凝土结构加固的方法及应用实例目录1弓后21I研究背景21.2研究意义213国内外研究现状32钢筋混凝土结构加固基本原理和方法42.1 混凝土结构加固的原因42.2 混凝土结构加固的受力特点42.3 常用混凝土结构加固施工技术62.3.1 增大截面加固方法62.3.2 置换混凝土加固法62.3.3 黏贴钢板加固法72.3.4 外包钢加固法82.3.5 黏贴纤维复合材料加固法82.3.6 植筋技术93混凝土建筑结构加固应用实例研究103.1 案例工程简介103.2 混凝土结构加固基本要求103.2.1 改造加固的一般原则103.2.2 混凝土结构加固方法的适用条件103.3 置换混凝土加固方案设

2、计选用H3.3.1 加固设计的基本思路113.3.2 置换混凝土加固方案确定H3.3.3 置换加固所用材料的选择H3.4 力口固工程施工113.4.1 柱头置换混凝土113.4.2 剪力墙置换123.5 施工质量检查与验收133.5.1 质量管理控制133.5.2 安全监理工作要点143.5.3 原材料计量验收144结论14参考文献151引三11研究背景现阶段，由于我国社会经济的不断发展，各地区的工程项目建设也在如火如荼的进行。因此，在这种情况下，也带动了其他行业的发展。人们在提高了生活质量的同时，也开始重视施工技术的质量，并提出了更高的要求，另外，由于建筑施工材料与建筑工程质量之间的联系是非

3、常紧密的,所以要严格把握建筑施工的材料。旧钢筋混凝土结构随着使用时间的增加，难免会出现一些质量问题，并对建筑结构的安全性带来一定的负面影响，这些问题主要有以下几种：一是混凝土强度等级不足；二是混凝土结构的配筋不符合建筑要求。与此同时，随着社会经济发展脚步的不断加快,使得我国的建筑行业也开始迈进维修和新建的双重发展阶段。与重建或改建相比，通过一些具有科学性和可操作性的加固方法，也能够有效的增强原有建筑的承载力，并延长原有建筑的使用时间，具有更好的经济效益。建筑工程的发展也带动了其相关行业的快速发展，而人们对建筑工程施工质量要求的不断提高的同时，对于其相关行业产品质量的要求也在相应的提高，特别是建

4、筑施工材料的质量问题，严重影响着建筑工程质量的提高。在今天，混凝土在施工过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍和常见的现象，并且在大体积混凝土施工中表现尤为突出。混凝土便因其耐久性高、整体性好、抗压强度高的优点,广泛应用于建筑工程的各个领域:高层建筑、桥梁工程、港口和海洋工程以及特种结构等各个领域.但是混凝土又有自重大、抗裂性差的特点,特别是抗裂性差,使用维护不当会严重影响混凝土结构的耐久性,造成了很多的损失从理论上讲，所有结构或构件在应力作用下都会产生变形，因此在设计中结构计算时，都需要计算构件的最大变形和整体结构的沉降量，使之控制在结构的正常使用状态所容许的范围内。12研究意

5、义大量的工程实践证明，在很多的混凝土工程的垮塌事故中，裂缝都起了主要的作用，由于裂缝的存在，建筑构件的耐久性就无法得到保障，不仅仅影响了工程的质量，而且还造成了工程的安全隐患。钢筋混凝土结构老建筑由于使用时间较长，可能或多或少出现了质量问题，建筑构造上可能也不符合现行规范的要求，如构件混凝土强度等级不足、配筋不符合要求等，我国建筑业随着国民经济建设的快速发展，在经历大规模的建设之后，也将进入维修与新建并重时期。相比重建或改建，利用各种加固补强方法来恢复或提高原有建筑结构的承载力，进行旧有钢筋混凝土建筑的改造加固从而使其最大限度的延长使用寿命显得非常有必要，具有更好的经济效益。13国内外研究现状

6、现今国内外，对钢筋混凝土建筑结构的加固、改造是相关领域的研究重点之一。目前，美国、日本、欧洲及其它发达经济国家和地区都非常重视既有建筑物的维修、改造、加固，而且都相应的制定了法规及标准。从我国建筑业目前的发展状况和发展水平来看,我国目前基本上处于建筑新建与改造加固并行的第二阶段，将不久会朝着现代化改造加固的第三阶段前行。我国成熟的加固技术，包括增大截面法、干式外包钢法、湿式外包钢法、预应力加固法、改变传力途径加固法、外部粘钢法和裂缝修补法。大概在1950年以后，二战后世界范围内建筑业的蓬勃兴起，特别是西方国家，新建建筑日渐拔地而起，此时旧建筑的改造加固一步步发展起来。在1985年时，瑞典对改造

7、加固的投资力度是建筑业总投资的二分之一。在二十世纪末，美国劳工部在行业预测中提到，建筑加固行业将成为二十一世纪最为热口的行业之一，此外，国内许多单位在研究和探讨新型加固技术。钢筋混凝土结构改造再利用的发展和研究空间非常大，改造加固的高潮即将到来。目前国内外已较为成熟的工程结构加固方法有近20种，分别用来应对不同的被加固对象。对钢筋混凝土结构加固最初的，迄今为止仍被广泛使用的方法是粘钢加固目前钢筋混凝土建筑结构加固技术的前沿课题仍然是围绕着材料应用和工艺技术这两个主题展开，新材料、新工艺永永远是结构加固设计中的热点O2钢筋混凝土结构加固基本原理和方法2.1 混凝土结构加固的原因自1949年至今，

8、新中国成立己有60多年。大量的道路、桥梁、房屋己进入老年期，需要进行维修加固。另外，在新的经济发展时期，道路、桥梁上的交通量激增，疲劳荷载、超载，一些房屋的抢建、超建等令结构本身不堪重负，也急需改造、加固。致使混凝土结构需要加固有诸多因素，归纳起来主要有以下4种：表2.1混凝土结构加固范围加固范围原因自然环境因素经过长时间的风吹雨打、雪冻和环境介质侵蚀等的作用，混凝土结构的材料和结构逐渐劣化，结构功能将逐步隆低，引发结构缺陷和破坏。人为因素设计方面:人员经验不足所犯错误留下的隐患；为了节约成本而降低一次性建设投资，结构可靠度偏低；施工方面:施工质量没有得到严格控制，项目质量得不到保证。建设过程

9、中偷工减料现象时有发生，无法满足安全要求；使用和管理方面:随意改变活载或增载超载，改变结构功能布局；改建时移除承重墙体或在承重墙体开设大洞口，留下安全隐患。市场因素业主根据市场需要改变原建筑物的使用功能和标准,致使楼面荷载增大或者设备增重，原结构可靠度降低。偶然因素地震、爆炸、撞击以及自然灾害当中的风灾、水灾、火灾、滑坡、泥石流等，偶然事件的发生导致混凝土结构不同程度的损坏破坏。由上述可知，结构工程加固维修的时代必然到来。对现代结构的要求主要体现在:为了抵御自然灾害的侵蚀，适应人们对建筑结构新的使用需求不断提高地混凝土结构构件强度、自身的刚度稳定性、耐久性等。可以看出，我国钢筋混凝土结构的加固

10、改造不仅规模大，而且还有很长的路要走。2.2 混凝土结构加固的受力特点同未加固的一般结构相比，加固结构的自身应力特性存在一定差异。因此,普通结构概念设计来处理此类结构时己不再适用。加固改造过程中面临和需要考虑问题主要主要分为一下4个方面：(1)结构的二次受力。加固结构属于二次受力，原结构本身承受荷载工作,加固时自身伴有荷载，当承载力超过结构承受范围需而需加固时，截面的应力、应变水平一般都比较高。(2)结合处新面与旧面之间的滞后性。之前的荷载并不会通过新加部分在加固后得到传递，只有新的荷载增加后，新加部分才开始受力。(3)新、旧部份结构整体工作和共同受力的不确定性。拼接面处的构造施工方法是整个加

11、固工作的关键。粘结面的混凝土粘结强度远低于混凝土本身的强度。因此，整体承载力的二次组合结构要低于一次浇筑结构。(4)施工问题。在改造过程中既要保证原有的生产活动不能停止，又要保证改造工程的进度和施工质量；受到周围构件的阻挡，自身工作面狭小，净高过低等影响，加之业主一般对工期要求较短，施工起来难度较大。要想加固结构加固后效果理想，关键在于如何使剪力在加固后通过有效的混凝土结合面进行传递。对于新旧结合面的剪力传递情况，根据中国建筑科学研究院的粘结对比试验可知:新旧结合面的粘结抗剪强度只相当于一次整体浇筑混凝土粘结抗剪强度的15%-20%,见表2.2所示。表1.2混凝土的整体和粘结抗煎强度(N/mn

12、f)混凝土强度等级C1OC15C20C25C30C35C40C45C50C60整体抗剪标准1.251.672.082.502.813.213.463.693.824.10设计0.901.241.751.822.192.292.592.782.853.07粘接抗剪标准0.250.300.370.460.510.560.590.640.680.72设计0.150.240.280.350.390.390.420.490.530.57根据表2.2的研究结果可知，实际加固过程中为提高新旧混凝土结合面的抗剪强度，在设计时可通过设置贯通新旧结合面的剪切摩擦钢筋，通过钢筋的约束连接受力来提高其粘结抗剪强度。根

13、据中国建科院的试验研究，结合面粘结抗剪可按下式迸行验算。rv+0.56psvy式中：r结合面剪应力设计值Av一一横贯结合面的奥力摩擦配筋率，Psv=AJbs;h截面宽度S箍筋间距结合面混凝土抗剪强度设计值，按表2.2选取一一剪力摩擦筋抗拉强度设计值根据四川省建科院的试验研究，对于有纵向裂缝的混凝土柱进行加固时，根据加固后的轴心受压试验结果显示在结合面处的抗剪强度符合设计要求。但试件总是因其结合面最先破坏而导致新旧混凝土剥离，并没有顺其原有裂缝处产生破坏，加固后试件的破坏荷载相对于整体浇注而言要低。因此在施工过程中可以采取一定的措施来提高新、旧结合面处的混凝土粘接面抗剪强度。例如对原有构件混凝土

14、表面凿边凿毛，除去其原有保护层；在新老结合面处涂刷符合标准要求的粘接剂提高粘结抗剪强度;用于加固的混凝土的强度应比原始等级要再提高一级，目的是在结合处提高剪切变形能力，强度等级且不低于C25。2.3 常用混凝土结构加固施工技术2.3.1 增大截面加固方法增加截面加固法指的就是，为能够增大构件的横截面积，从而达到提供结构承载能力的目的，选择在钢筋混凝土构件受压区或受拉区增设现浇钢筋混凝土外加层或钢筋网砂浆层的一种加固方式。本方法适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固。一般计算时可按加固后的整体截面计算，当仅在受压区加固受弯构件时，也可当做叠合式受弯构件进行设计。在我国，加大截面法是一种应用较广的传

15、统加固方法。随着加固技术的不断发展，施工工艺的不断优化，加大截面加固法也不断地完善、进化，锚喷混凝土加固技术、钢筋混凝土套箍加固技术就是最新产物之一。混凝土结构的扩展能够有效提高结构刚度和承载能力，还可以用来修补裂缝等。图2-1增大截面加固法这种加固方法增加了钢筋基部或长距离侧的横截面尺寸，并提高了建筑主梁本身所能够承载的最大负荷值，所以，增加横截面法被广泛用于加固桥梁的施工项目中。2.3.2 置换混凝土加固法所谓置换法，其主要是指对柱子部分进行混凝土处理，并有效提高负荷值的一种方法，通过原始的混凝土和替代的新混凝土一起承载或依靠新混凝土来承载。这种方法只加固原柱的混凝土部分，所以其对混凝土强度过弱部位的加固效果更加显著。图2-2置换混凝土加固在拆除混凝土之前，必须先将其卸载。一般情况下，置换用的混凝土有以下两种：一是喷射混凝；二是喷射钢纤维混凝土。替换长度应根据混凝土误差、强度试验以及计算结果来确定,在进行加固工程后,能够使其恢复到原来的外观,同时也不会改变建筑原有的功能和使用空间，具有成本低和施工简捷的特点。2.3