多层混凝土框架结构的检测与加固.pdf

安徽建筑 2 0 1 4年第 6期 ( 总 2 0 0期 ) 多层混凝土框架结构的检测 旦 固 De t e c t i o n a n d Re i n f o r c e me n t o f F 阳me S t r u c t u r e wi t h Mu l t i St o r e y Co n c r e t e 王建 ， 王永洁 ( 安 徽 建 筑 大 学土 木 工 程 学 院， 安 徽 合 肥 2 3 0 0 2 2 ) 摘 要 ：文章分析了混凝土建筑结构检测的必要性及所使用的方法， 对其 加 固技 术进 行 了分析 论述 。通过对 某 多层 混凝土框 架结构 的研 究 说明检测与加固方法的选取， 以期为同类工程作为参考使用。 关键词 ： 框架结构； 结构检测； 加固技术 中图分类号 ： T U3 7 5 4 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 4 ) 0 6 0 1 6 7 一 O 2 0 前言 近几年来 ， 我国已从大规模新建阶段转向新建与维修改造 并重阶段。由于勘察 、 设计、 施工、 使用不当及年久失修等多方 面的原因， 某些建筑物存在着不同程度的问题， 不能满足使用 和安全需要。 如果继续使用就需要对这些病危建筑物进行检测 和加固， 目的是改善使用功能， 延长这些建筑物的使用年限， 来 满 足我 国社 会发 展需 要。 总体来说 ，需要检测和加固的建筑物不外乎以下几种情 况： 超过设计使用年限， 某些建筑物虽已超过设计使用年限 但在当前经济能力条件下不能推到重建， 只有对其进行加固处 理后继续使用； 勘察、 设计失误或施工不当等引起的不能满 足安全和使用功能需要的建筑物，必须对其进行加固处理； 使用功能发生变化 ， 比如加层或加大空间等 ， 使用功能发生变 化后 ， 原来建 筑物 的某些结 构的承载 力可能不满 足 ， 这就需 要 对其进行加固处理； 某些工业建筑由于高温和腐蚀等导致使 用寿命缩短或者不能满足安全生产需要 ， 必须进行加固来满足 安全生产需要； 由于自然灾害而受损的建筑物 ， 比如火灾、 风 灾 、 地震等造成的受损建筑物， 对这类建筑物进行加固处理也 是一项重要的工程。目前 ， 工程检测与加固技术在实际工程中 得到 了广泛 的应用 ， 也引起了学术界的重视。 因此 ， 对工程检测 与加固技术进行深入讨论和研究是很有必要的， 并且具有重要 的科研价值 和社会经 济效 益。 1 检测 方法 工程结构检测是对建筑物质量进行评定， 为解决问题提供 有说服力的数据。检测及评定工作主要包括 ： 分析结构破损或 发生事故的原因， 评定结构的抗力或破损状况 ， 拟采取的处理 措施等。工程结构检测包括的内容比较多， 一般有原始资料的 调查、 结构或构件裂缝的检测 、 施工偏差的检测、 变形和位移的 检测、 结构性能实荷检测等等。我们主要对混凝土的强度及耐 久性和钢筋进行检测。 现场测定构件的混凝土强度是工程中经 常要求检测的项目， 目前检测方法主要有回弹法、 超声脉冲法 、 收稿 日期 ： 2 0 1 4 1 卜 2 7 作者简 介 ： 王建( 1 9 8 7 一) ， 男， 安徽宿 州人 ， 安徽建筑 大学土木 工程 学院 在 读硕士 ， 研 究方向 ： 混凝土理论及其应用 。 回弹超声综合法和钻芯法等。 本次混凝土强度检测采用钻芯法 进行， 钻芯法检测混凝土强度是近年来国内外使用较多的一种 局部破损检测结构中混凝土强度的有效方法。 此法是使用专用 钻芯取样机直接从混凝土构件上钻取一定规格的混凝土芯样， 然后将经过加工的芯样放置在压力试验机上， 测取混凝土强度 的测试方法。由于钻芯法是直接从混凝土构件上取得试样， 因 此其测试结构更能如实反应混凝土构件的实际情况； 混凝土结 构的耐久性检测主要包括 ： 构件所处环境的调查和测定 ， 环境 中特殊腐蚀 性物质的种类 的调查和测定 ， 混凝 土碳 化深度的测 定， 混凝土腐蚀层深度的测定和特殊腐蚀物质侵入深度及含量 的测定等。 根据所测得的数据来评定结构或构件的耐久性状态 和危险程度， 并结合主要技术标准确定结构的应采取的措施和 安全使用年限； 钢筋的检测主要包括钢筋位置和保护层厚度测 定、 钢筋锈蚀的鉴别与检测。鉴别和评定钢筋锈蚀的方法可以 分成两类： 判别法和现场实测法； 若依据测试原理又可分为电 化学方法和非电化学方法。 钢筋锈蚀的电化学方法有 自然电位 法、 极化技术和交流阻抗法。其他的还有一些极为重要且易于 被忽视的检测内容， 如钢筋的搭接、 锚固、 预埋件及焊缝的腐蚀 情况等。 2 加 固方 法 结构或构件经过检验和可靠性鉴定后， 认为不满足使用要 求时， 就要进行加固处理。结构加固改造的全过程包括结构可 靠性鉴定、 方案设计和施工三个阶段。在结构加固方案的选择 和设计时， 应根据可靠性鉴定结果 、 原有结构的实际情况、 加固 改造的目的和加固后的使用要求， 在对加固后结构体系和结构 构件受力状况进行全面分析的基础上， 并充分考虑施工队伍的 技术水平和施工场地条件 ， 选择合理 的加 同方 案。一般所需 加 固的结构大都存在承载能力不足的现象， 所采用的加固方法多 是从提 高结构 的有效受 力面积 出发 ( 如增 大载面法 等 ) 减小截 面的应力， 或者直接改变结构的受力体系， 改变其传力途径( 如 增加支撑法等) 从而降低结构构件的受力， 最终达到加固的 目 的。 加固方法一般有 ： 增大截面法 ， 用与原结构性能相同或 更强的同种材料增大构件截面面积 ， 以提高构件的正截面受弯 承载力； 外包型钢法， 在原结构杆系构件的四周包以型钢以 提高构件的正截面受弯承载力 ；粘贴钢板或纤维材料法， 在 原结构受拉区粘贴钢板或纤维材料， 提高构件承载力； 锚钉 粘贴钢板加固法，在原结构受拉区用特制锚钉锚住并粘贴钢 板， 同时粘贴钢板有预应力效能 ， 使混凝土构件的承载力有更 大的提高； 托梁换柱、 增设支点法 ， 改变结构的受力传递路 线， 减小构件的跨度 ， 以提高构件承载力、 减小挠度变形 ； 预 应力法， 对原结构施加预应力， 改变构件内力分布， 提高构件承 载力和刚度； 其他方法， 增加结构的承载力或刚度， 增加结构 检 测 试 验 与 测 量 技 术 安 徽 建 筑 囫 重 2 0 1 4年第 6期( 总 2 0 0期 ) 安徽建筑 检 测 试 验 与 测 量 技 术 安 徽 建 筑 固 的抗震能力等 。 3 工程案例 3 1工程概况 某 厂房原设 计为 4层混凝土框架结构 结构 ， 但 只建成 了 1 层 ， 建筑 物高度 为 4 8 m。现根据发展需要 ， 拟在 已建成的 1 层 结构上增建 3 层大空间办公用房。加层采用钢结构形式 ， 建筑 物高度增至 1 9 8 m。整体计算及构件验算表明， 原一楼的框架 柱虽然是按原设计 4层框架柱所建造的， 但截面配筋及截面面 积对于加到4层的新结构来说均偏小 ， 故必须对一楼进行加固 处理。由于活荷载加大， 原设计梁板不满足设计要求故梁采用 常规的粘钢处理 ， 而板采用粘贴碳纤维布。 3 - 2外包钢加 固法 一 层框架柱的加固处理常采用的加固方法是加大截面法 和外包钢法。经过反 复计算核定 比较 ， 加大截 面法虽然相对 经 济， 但施工周期长影响一楼的正常使用， 采用外包钢法可以免 去周期长 、 影 响大 的困扰 。外包钢法在对厂房框架梁柱加 固时 均有应用以环氧砂浆胶泥粘接，角钢与框架梁柱用焊接钢缀 板， 角钢与箍板固定采用粘钢与植筋锚固。 其施工工艺为 ： 混凝 土表面划线、 确定角钢及缀板安装位置一混凝土表面处理一角 钢及缀板表面处理一配制环氧砂浆一粘接角钢一焊接、 粘接缀 板一养护 、 固化一 自检一角钢管架防护处理。 3 3外粘钢板 法 框架梁与除氧器大梁加固采用外粘钢板加固， 其施工工艺 流程 为： 混凝 土表 面划线 、 确定角钢及缀板安装位置一混凝土 、 角钢 、 钢板表面加压一粘接缀板及加 压一 养护固化一钢板表面 防护 。 3 4增大截面法 除氧器大梁加固时， 需要进行增大截面， 要求对新老混凝 土进行界 面处理 。其施工工艺流程为 ： 新 老混凝土表面打毛 冲 洗干净， 浇水充分湿润老混凝土一按比例配制 Y 一 5界面结构 胶。人工将界面胶均匀涂刷在老混凝土表面，界面胶厚 为 1 m m 1 5 m m一在界面胶初凝之前 ， 浇筑新混凝土， 边刷胶边浇 筑 ， 并随混凝土一起养护。 ( 上接第 1 5 6页) ( a ) 图 1 柱加 固大样 图 3 5粘贴碳 纤维布加 固法 对主厂房楼板、 次梁加固时采用碳纤维布进行加固， 其施 工工艺流程为： 混凝土表面处理一涂抹底胶涂抹找平胶( 混凝 土表面修补整平 ) 一涂抹浸渍胶一粘贴碳纤维布涂一抹浸渍 胶一养护固化一表面防护。 4 小结 本工程是现行检测与加固技术综合运用实例， 在工程设计 环节针对不同的部位及构件采用不同的加固方案， 以取得最优 经济性。 在加层结构选型与设计、 底层加固方法、 加层与底层的 连接等重点环节都明确贯彻了施工实用设计原则， 取得了良好 的效 果。 参考文献 【 1 袁文阳， 陈尚建， 阮永怀 工程结构补强加固【 M 北京： 中国建筑工 业出版社 。 2 0 0 8 【 2 张家启， 李国胜， 惠云玲 建筑结构检测鉴定与加固设计【 M 】 北京 ： 中 国建筑工业出版社 ， 2 0 1 1 3 】 王宏林闰 文斌， 车朝红 建筑结构加固工程施工技术资料范例【 M 北京 ： 中国建材出版社 ， 2 0 1 1 I 4 1 G B 5 0 3 6 7 - 2 0 1 3 ， 混凝 土结构加 固设计 规范【 s 】 北京 ： 中国建筑 工 业 出版社 ， 2 0 1 3 设备 。 1 6拟 改造成智能化变电站 智能化变电站顾名思义是数字化变电站的升级和发展， 是 对变电站自动化技术进行充实， 以实现变电站智能化功能。从 智能电网体系结构看， 智能变电站是智能电网运行与控制的关 键。 作为衔接智能电网发电、 输电、 变电、 配电、 用电和调度六大 环节的关键。智能化变电站是智能电网中变换电压、 接受和分 配电能 、 控制电力流向和调整电压的重要电力设施， 是智能电 网“ 电力流、 信息流、 业务流” 三流汇集的焦点， 对建设坚强智能 电网具有极为重要的作用。 它的优点是根据国家电网公司 智能变电站技术导则 ， 智 能化变电站是采用先进的传感器、 信息、 通信、 控制、 智能等技 术， 以一次设备参量数字化和标准化、 规范化信息平台为基础 ， 实现变电站实时全景监测 、 自动运行控制 、 与站外系统协同互 动等功能， 达到提高变电可靠性、 优化资产利用率、 减少人工干 墨 + _ 预、 支撑电网安全运行。 其内涵为可靠、 经济 、 兼容、 自主、 互动、 协同， 并具有一次设备智能化 、 信息交换标准化、 系统高度集成 化、 运行控制 自动化 、 保护控制协同化、 分析决策在线化等技术 特征。它的诞生大大地减轻了人为控制的工作量 ， 减轻了员工 的劳动强度。也减少了人为造成的事故。 它的缺点是由于智能变电站是一个新的事物， 人们对它不 够了解 ， 所以运行维护和操作的员工较少， 需要尽快的培训此 方面 的员工 。 2结语 虽然我们从理论上已了解了智能变电站的性能， 但是明光 路 1 l O k V智能变电站 2 0 1 4年年底才改造完成送电，目前等待 着运行的结果。 相信此变电站在运行一年后一定是一个安全性 能高、 运行效率高、 可靠性好的智能变电站。 虽