由于混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)加固設(shè)計所面臨的不確定因素遠(yuǎn)比新建工程多而復(fù)雜,況且還要考慮業(yè)主的種種要求,因此,承擔(dān)修復(fù)加固設(shè)計的人員除具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)理論、明晰的結(jié)構(gòu)概念外, 混凝土加固還應(yīng)具備較為豐富的工程經(jīng)驗才能夠全面系統(tǒng)地分析問題,提出較為合理的修復(fù)結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方案,實(shí)現(xiàn)修復(fù)加固的目的。
混凝土結(jié)構(gòu)是否需要修復(fù)加固,應(yīng)經(jīng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定,專家依據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)提出鑒定,鑒定意見書可做為混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計的依據(jù)之一。當(dāng)某些構(gòu)件不滿足要求時必須進(jìn)行加固,但結(jié)構(gòu)體系的加固往往會被忽視,加固設(shè)計人員應(yīng)從整個結(jié)構(gòu)體系安全的角度考慮。
當(dāng)個別構(gòu)件加固不影響整體結(jié)構(gòu)體系的受力性能時,可進(jìn)行局部加固;結(jié)構(gòu)整體不滿足要求時,應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體加固;臨時加固的要求可以適當(dāng)降低一些。混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固應(yīng)在盡量少停產(chǎn)、不影響或少影響工作和生活的條件下進(jìn)行。
通常應(yīng)先治理后加固。由高溫、高濕、凍融、冷脆、腐蝕、振動、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞,在加固時,應(yīng)采取有效的治理對策,從源頭上消除或限制其有害作用,正確確定加固處理時機(jī),使之不致對加固后的結(jié)構(gòu)重新造成損壞。
混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固一般應(yīng)先卸載或部分卸載,卸載后按一定順序?qū)嵤┘庸獭R话愣,?yīng)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,最后做好保護(hù)與防護(hù)。
地震區(qū)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件加固,除應(yīng)滿足承載力要求外,還應(yīng)復(fù)核其抗震性能。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)的增大或變化的影響。
在進(jìn)行抗震加固設(shè)計時還注意以下一些問題:結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度的分布要均勻,避免出現(xiàn)新的薄弱層;豎向構(gòu)件要連續(xù),保證傳力途徑明晰與簡單直接;增強(qiáng)構(gòu)件或加固原有構(gòu)件,均要考慮減少整個結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的可能性;加強(qiáng)薄弱部位的抗震構(gòu)造;要使結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)更加合理,防止構(gòu)件發(fā)生脆性破壞,消除不利于抗震的強(qiáng)梁弱柱、強(qiáng)構(gòu)件弱節(jié)點(diǎn)等不良受力狀態(tài);考慮建設(shè)場地的影響;加固后的結(jié)構(gòu)要選擇地震反應(yīng)小的結(jié)構(gòu)體系;對原有的不合理結(jié)構(gòu)體系、傳力途徑等應(yīng)盡量進(jìn)行改良。
在混凝土結(jié)構(gòu)改造或修復(fù)加固設(shè)計時,要注意選用新材料、新工藝、應(yīng)用成熟的新技術(shù)。應(yīng)注意,必須采用經(jīng)過正式鑒定的技術(shù)和產(chǎn)品,對于其它一些新產(chǎn)品和新技術(shù)應(yīng)經(jīng)過慎重研究和試驗確定可靠后方可采用。
為適應(yīng)被加固結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象,較為充分地發(fā)揮后加部分的潛力,加固結(jié)構(gòu)所用鋼材,一般應(yīng)選用比例極限變形較小的低強(qiáng)度(I、II級)鋼材。
為提高二次組合結(jié)構(gòu)結(jié)合面的粘結(jié)性能,保證新舊兩部分能整體工作共同受力,加固結(jié)構(gòu)所用水泥及混凝土要求收縮性小、最好微膨脹、與原構(gòu)件的粘結(jié)性好、早期強(qiáng)度高,對加固結(jié)構(gòu)所用化學(xué)灌漿材料及膠粘劑,要求粘結(jié)強(qiáng)度高、可灌性好收縮性小、耐老化、無毒或低毒。
從受力情況分析,加固結(jié)構(gòu)的新加部分,因應(yīng)力、應(yīng)變滯后而不能充分發(fā)揮其效能,尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)工作的應(yīng)變應(yīng)值較高時,受壓構(gòu)件和受剪構(gòu)件,往往會出現(xiàn)原結(jié)構(gòu)與后加部分先后破壞的各個擊破現(xiàn)象,致使結(jié)構(gòu)加固效果很不理想或根本不起作用,相反,加固時若進(jìn)行卸荷,情況則不同,由于應(yīng)力、應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以降低乃至消失。破壞時新舊兩部分就可同時進(jìn)入各自的極限狀態(tài),結(jié)構(gòu)總的承載力可顯著提高。
卸荷加固承載力的計算,原則上仍按二次受力進(jìn)行,但當(dāng)卸荷達(dá)到一定程度,可近似簡化為按一次受力組合結(jié)構(gòu)計算,特別是以鋼筋為主要承力的受拉、受彎及大偏心受壓構(gòu)件。
卸荷可以是直接卸荷,也可以是間接卸荷。直接卸荷是全部或部分直接搬走作用于原結(jié)構(gòu)上的可卸荷載;間接卸荷是用反向力施加于原結(jié)構(gòu),以抵消或降低原有作用效應(yīng)。直接卸荷直觀、準(zhǔn)確,但可卸荷載量有限,一般只限于活荷載;間接卸荷量值無限,甚至可以使作用效應(yīng)出現(xiàn)負(fù)值,間接卸荷有楔升卸荷和頂升卸荷,前者以變形控制,后者以應(yīng)力控制。
預(yù)應(yīng)力加固法與卸荷合二為一,是將結(jié)構(gòu)所受荷載,通過預(yù)應(yīng)力手段部分地轉(zhuǎn)移到新加結(jié)構(gòu)上的一種方法。建筑專業(yè)加固公司;