砌体结构的加固技术分析

砌体结构的加固技术分析
摘要砌体结构房屋在我国属于量大面广的结构形式,研究其加固施工技术具有十分重要的现实意义。

本文介绍了砌体结构的加固原理、砌体常见裂缝的分析以及砌体结构常用的加固方法。

关键词砌体结构;加固;技术
建筑物加固改造施工是一项专业性很强的技术。

为了保证设计意图的全面实现,施工单位既要有良好的技术素质,又要有专业工程经验。

施工之前还应进行详细的施工组织设计,制定完善的施工操作规程。

1结构加固的基本原理
加固结构的受力性能与一般未经加固的普通结构的受力性能有较大差异。

其特点主要体现在:
(1)加固结构属二次受力结构,加固前原结构已经载荷受力,尤其是当结构因承载能力不足而进行加固时,截面应力、应变水平一般都很高。

然而,新加部分在加固后并不立即分担荷载,而是在新增荷载,即第二次加载时,才开始受力。

这样,整个加固结构在其后的第二次载荷受力过程中,新加部分的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力、应变,原结构的累计应力、应变值始终高于新加部分的应力、应变值,原结构达极限状态时,新加部分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,其潜力得不到充分发挥。

(2)加固结构属二次组合结构,两部分结构存在整体工作共同受力问题。

整体工作的关键,主要取决于结合面的构造处理及施工作法。

结合面混凝土的粘结强度一般远远低于混凝土本身强度,因此,在总体承载力上二次组合结构一般比一次整浇结构要低。

2砌体常见裂缝的分析与预防
砌体轻微细小裂缝影响观瞻和使用功能,大的裂缝影响砌体的承载力。

在这些情况下,必须认真分析,妥善处理。

2.1 地基不均匀沉降引起的裂缝
地基发生不均匀沉降后,沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体产生相对位移,从而使砌体中产生附加的拉力或剪力,当这种附加内力超过砌体的强度时,砌体中便产生裂缝。

预防地基不均匀沉降引起裂缝的主要措施有:合理设置沉降缝;加强上部的刚度和整体性,提高墙体的抗剪能力,这样可适应甚至调整地基的不均匀沉降;加强
地基验槽工作。

2.2 温度差引起的裂缝
由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩,或者砌体的伸缩受到不均匀的约束,均会引起砌体开裂。

温差裂缝是可以防治的,但宜确切鉴别温差裂缝与地基沉降裂缝及荷载变形裂缝的差异,注意温差裂缝的存在会削弱结构负荷能力,并采取措施防止其他裂缝伴生。

2.3 地震作用引起的裂缝
与钢结构、混凝土结构相比,砌体结构的抗震性能是较差的。

地震引起的墙体裂缝大多呈“X”形。

除此,在地震作用下也会产生水平裂缝与垂直裂缝,特别是对内外墙咬槎不好的情况下,在内外墙交接处很易产生竖直裂缝。

采取的措施应按结构抗震设计规范要求设置圈梁和构造柱。

2.4 因承载力不足产生的裂缝
如果砌体的承载力不足,则在荷载作用下,将出现各种裂缝,以致出现断裂、崩塌等现象。

所以,应注意观测,主要观察裂缝宽度、长度随时间的发展情况,在观测的基础上认真分析原因,采取有效措施。

3砌体加固方法
我国有大量砌体结构的住宅建筑,这些建筑在设计时未考虑抗震,绝大部分不满足目前的抗震鉴定标准的要求。

对这些房屋进行加固,是提高其抗震能力的最有效的方法。

主要的加固的方法有:
3.1 灌浆法和喷射修补法
灌浆法包括压力灌浆、化学灌浆等方法,它是用空气压缩机或手持泵将粘合剂灌入墙体裂缝内,将开裂墙体重新粘合在一起。

由于粘合剂的强度远大于砌筑砖墙的强度,所以对于开裂不很严重的砌体用灌浆法修补后,承载力可以恢复如初,且较为经济。

喷射修补法是用压缩空气将水泥砂浆或细石混凝土喷射到受喷面上并凝固成新的喷射面的加固方法。

喷射层能保护、参与,甚至替代原结构工作,从而达到恢复或提高墙体承载力的效果。

3.2 钢筋网水泥砂浆面层加固法
它是把需要加固的砖墙表面除去粉刷层后,两面附设钢筋网片,然后抹水泥砂浆的加固方法。

其优点与钢筋混凝土面层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土面层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

钢筋网水泥浆法常用于下列情况的加固:因施工质量差,而使砖墙承载力普遍达不到设计要求;窗间墙等局部墙体达不到设计要求;因房屋加层或超载而引起砖墙承载力的不足;因火灾或地震而使整片墙承载力或刚度不足等。

3.3钢筋混凝土面层加固法
其优点是可以较大幅度提高砖墙的承载能力、抗弯刚度及墙体延性,改变其自振频率,使正常使用阶段的性能得到一定的改善;施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于原墙没有裂缝并以剪切为主的实心砖墙、多孔空心砖墙和240mm厚的空斗砖墙。

3.4增设扶壁柱加固法
该法属于加大截面加固法的一种。

其优点亦与钢筋混凝土面层加固法相近。

3.5加大截面加固法
主要用于砌体承载能力不足,但砌体尚未压裂,或仅有轻微裂缝,而且要求扩大截面面积情况。

一般的独立砖柱、砖壁柱、窗间墙等承重墙的承载能力不足时,可用此法。

3.6外部粘钢加固法
该法为传统加固法,是一种用胶粘剂把钢板粘贴在墙体开裂部分的加固方法。

常用的胶粘剂以环氧树脂为主。

这种加固方法优点是施工简便快速、现场工作量和湿作业少,几乎不改变构件的外形和内部使用空间,却能大大提高墙体的抗剪承载力和正常使用阶段的性能,受力较为可靠。

3.7预应力加固法
该法是一种采用外加预应力钢拉杆对结构进行加固的方法。

此法能降低被加固构件的应力水平,能较大幅度地提高墙体的正截面和斜截面承载力。

预应力产生的负弯矩可以消除部分荷载弯矩,减少墙体的外倾量,缩小墙体的裂缝宽度,甚至可以完全闭合墙体中的裂缝。

其优点是能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠,适用于处于高应力的砌体结构的加固。

3.8 结构构造性加固法
主要用于砌体承载能力严重不足,砌体碎裂严重可能倒塌的情况。

3.8.1增加横墙:对于空旷房屋增加足够刚度的横墙,将房屋的静力计算方案由弹性改为刚性;
3.8.2砖柱承重改为砖墙承重:原为砖柱承重的仓库、厂房或大房间,因砖柱承载能力严重不足而改为砖墙承重,成为小开间建筑;
3.8.3托梁换柱:主要用于独立砖柱承载力严重不足时,先加设临时支撑,卸除砖柱荷载,然后,根据计算确定新砌砖柱的材料强度和截面尺寸,并在柱梁下增设梁垫;
3.8.4托梁加柱:主要在大梁下的窗间墙承载能力严重不足时使用。

设临时支撑,计算确定所加柱的截面和配筋,然后绑扎钢筋、支模和浇混凝土。

4结束语
人们对建筑物的功能要求越来越高,结构的形式越来越复杂。

砌体结构加固不但要精通建筑结构理论,掌握各种修补材料的物理力学性能和耐久性能,还必须了解与使用环境有关的各种影响因素。

因此,工程技术人员应不断学习,掌握更高的技术手段,为我国建筑事业添砖加瓦。

参考文献
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