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沈陽同輝建筑設(shè)計有限公司官網(wǎng)

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更新時間:2025/03/21

建筑“守護(hù)者”:混凝土結(jié)構(gòu)加固的秘密

走在城市的大街小巷,我們常常能看到一些老舊建筑,它們或是墻面斑駁,或是結(jié)構(gòu)略顯滄桑 ,像重慶沙坪壩區(qū)石井坡街道團(tuán)結(jié)壩社區(qū)的 “蘇式樓”,修建于 1952 年,幾十年過去,由于年久失修,外墻積灰,夾壁墻和木地板破敗不堪。這些建筑就像暮年的老人,雖承載著歲月的故事,但也面臨著各種問題。

你是否想過,這些老舊建筑為何會變成這樣?其實,建筑就像人一樣,會隨著時間的流逝而 “衰老”?;炷两Y(jié)構(gòu)的建筑,可能會因為混凝土的碳化、鋼筋的銹蝕,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載能力下降。同時,自然災(zāi)害,如地震、臺風(fēng),也可能對建筑結(jié)構(gòu)造成損傷。除了自然因素,人為因素也不容忽視。比如,使用功能的改變,原本的住宅改為商業(yè)用途,荷載增加;又或者在裝修過程中,隨意拆除承重墻等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件,這些都可能給建筑帶來安全隱患。所以,為了讓這些建筑繼續(xù)安全地 “服役”,混凝土結(jié)構(gòu)加固就顯得尤為重要。

一、混凝土結(jié)構(gòu)為何需要 “加固”

混凝土結(jié)構(gòu)加固,從根本上來說,是為了保障建筑的安全。建筑安全關(guān)乎著每一個使用者的生命和財產(chǎn)安全,就像一座大廈的基石,基石不穩(wěn),大廈又怎能穩(wěn)固?當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題,如裂縫、鋼筋銹蝕等,建筑的承載能力就會下降,就像一個不堪重負(fù)的人,隨時可能被壓垮。這些問題如果不及時處理,在極端情況下,如地震、大風(fēng)等自然災(zāi)害來臨時,建筑就可能發(fā)生坍塌,造成不可挽回的損失。

加固也是為了延長建筑的使用壽命。每一座建筑都像是一個有生命的個體,會經(jīng)歷成長、衰老的過程。而加固,就像是給建筑注入一劑 “青春良藥”,讓它能夠繼續(xù) “健康生活”。以一些具有歷史意義的建筑為例,像上海的外灘建筑群,這些建筑承載著城市的歷史記憶,通過混凝土結(jié)構(gòu)加固,可以讓它們在歲月的洗禮下依然屹立不倒,繼續(xù)見證城市的發(fā)展。

隨著社會的發(fā)展,人們對建筑的功能需求也在不斷變化。原本的住宅可能需要改為辦公場所,或者在建筑內(nèi)增加一些新的設(shè)備,這就要求建筑的結(jié)構(gòu)能夠承受更大的荷載。通過混凝土結(jié)構(gòu)加固,可以讓建筑適應(yīng)這些新的功能需求,就像給舊衣服進(jìn)行改造,讓它能夠跟上時尚的潮流。

二、常見加固方法大盤點

1、增大截面加固法

增大截面加固法是一種傳統(tǒng)且經(jīng)典的加固方法,就像是給瘦弱的人穿上厚實的鎧甲。它的原理是通過增大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸,并增配計算所需的鋼筋,讓新增加的部分與原結(jié)構(gòu)共同受力,以此提高構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度 。在梁的加固中,如果梁的抗彎或抗剪承載力不足,相差較大時,增大截面加固法就可以大展身手。比如在一些老舊建筑中,梁的截面尺寸較小,無法承受現(xiàn)在增加的荷載,通過增大截面,在梁的底部或側(cè)面增加鋼筋和混凝土,就能有效提高梁的承載能力。對于板的加固,當(dāng)板的承載能力不足時,也可以在板的上面或下面增加一層混凝土和鋼筋,增強(qiáng)板的剛度和承載能力。柱的加固同樣適用,當(dāng)柱的強(qiáng)度或剛度不足,增大截面可以提高柱的穩(wěn)定性和承載能力。

這種加固方法的優(yōu)點很明顯,它的工藝相對簡單,適用面非常廣,對于各種混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱等構(gòu)件都能進(jìn)行加固。而且加固效果顯著,能大幅度提高構(gòu)件的抗力和剛度,對柱的穩(wěn)定性改善也十分明顯,質(zhì)量可靠,安全性高。不過,它也有一些缺點,施工時濕作業(yè)工作量大,現(xiàn)場需要大量的混凝土澆筑、振搗等工作,周期長,在混凝土養(yǎng)護(hù)期間還需限制荷載。同時,增大截面會增加結(jié)構(gòu)的自重,對整個結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的重力效應(yīng),還會導(dǎo)致應(yīng)力滯后,降低結(jié)構(gòu)耐久性 。此外,加固后的建筑物凈空和實際使用面積會減少,影響了適用性。

2、粘鋼加固法

粘鋼加固法,簡單來說,就是使用特制的結(jié)構(gòu)膠粘劑,將鋼板粘貼在所需加固的建筑混凝土表面,就像給混凝土結(jié)構(gòu)貼上了 “強(qiáng)力補(bǔ)丁”,從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)的承載力,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度以及強(qiáng)度的效果 。在實際應(yīng)用中,比如一些混凝土標(biāo)號未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件承載能力不足的建筑工程,就可以采用粘鋼加固法,將鋼板與混凝土緊密相連,待粘鋼劑固化后,大幅提升結(jié)構(gòu)件的承載力。橋梁加固中,也常常采用粘鋼加固法,在不破壞原有結(jié)構(gòu)的情況下,增加橋梁的承載能力和耐用性,降低加固成本和時間。在抗震加固方面,無論是房屋的整體加固、區(qū)段加固還是構(gòu)件加固,粘鋼加固法都能發(fā)揮作用,它不會改變原有的材料和建筑結(jié)構(gòu),但能打造出強(qiáng)度更高、承載能力更強(qiáng)的抗震結(jié)構(gòu)。

粘鋼加固法的優(yōu)勢眾多,施工效率較高,結(jié)構(gòu)膠凝固時間快,施工周期短,而且加固施工所使用的鋼板較薄,施工過程簡單快速。加固效果顯著,經(jīng)過多年的實踐和沉淀,這項技術(shù)已經(jīng)爐火純青,使用粘鋼加固后,結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、承載力都能很好地滿足需求。它的適應(yīng)性也很強(qiáng),粘貼鋼板的方法靈活多樣,還能與其它加固方法搭配使用,適用范圍廣泛。從成本角度來看,性價比也比較高,施工速度快,所需加固材料費用較低,相比傳統(tǒng)加固方法,人力物力成本大大降低。

3、碳纖維加固法

碳纖維加固技術(shù)是一種新型的、應(yīng)用廣泛的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。碳纖維材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐老化、耐久性好、物理性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點,其抗拉強(qiáng)度是同等截面鋼材的 7 - 10 倍 。在混凝土結(jié)構(gòu)加固中,利用碳纖維材料的這些特性,與聚合物基體結(jié)合,和混凝土結(jié)構(gòu)形成一體共同工作,通過碳纖維材料的抗拉強(qiáng)度來達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件的承載能力及剛度的目的 。在各類混凝土結(jié)構(gòu)的加固中,如橋梁、樓房、水泥罐等,碳纖維加固技術(shù)都有廣泛應(yīng)用。在橋梁加固中,它可以提高橋梁的抗彎、抗拉和抗震性能,延長橋梁的使用壽命。對于樓房的加固,無論是梁、板、柱等構(gòu)件出現(xiàn)問題,都可以采用碳纖維加固法進(jìn)行修復(fù)和加固,而且碳纖維布可以根據(jù)需求任意裁剪,不改變結(jié)構(gòu)形狀,也不影響結(jié)構(gòu)外觀。在一些特殊結(jié)構(gòu)的加固中,如海洋平臺、風(fēng)力發(fā)電塔等,由于碳纖維材料的耐腐蝕、輕質(zhì)高強(qiáng)等特點,也能發(fā)揮重要作用。

碳纖維加固技術(shù)施工簡便快捷,不需要大型工具,占用施工場地少,并且不用濕作業(yè),現(xiàn)場使用時根據(jù)尺寸需求可以選用剪刀或刀片裁剪,施工工效是粘貼鋼板工效的 4 - 8 倍 。它還能達(dá)到更好的耐腐蝕以及耐久性的效果,化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,對環(huán)境和人體健康不會造成任何傷害,在酸堿環(huán)境下都不用擔(dān)心出現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)和變化。不過,碳纖維加固技術(shù)也有一定的局限性,在高溫環(huán)境下,碳纖維材料的性能會受到影響,降低其加固效果,所以在高溫或火災(zāi)頻發(fā)的場所需要謹(jǐn)慎應(yīng)用。另外,由于碳纖維材料相對昂貴,在一些低成本工程中可能不太適用。

4、外包鋼加固法

外包鋼加固法,是在混凝土構(gòu)件外部包以型鋼的一種加固方法,就像是給混凝土構(gòu)件穿上了一層堅固的 “鋼鎧甲”。施工時,通常是在混凝土柱、梁等構(gòu)件的四角或兩側(cè)包上型鋼,然后通過綴板將型鋼連接起來,形成一個整體,與原構(gòu)件共同承受荷載 。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸,但又需要大幅度提高其承載能力時,外包鋼加固法就展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。比如一些具有歷史意義的建筑,為了保持其原有的外觀和風(fēng)格,不能對構(gòu)件進(jìn)行大幅度的截面增大,但又需要提高結(jié)構(gòu)的承載能力,這時外包鋼加固法就是一個很好的選擇。在一些工業(yè)建筑中,由于設(shè)備更新等原因,對結(jié)構(gòu)的承載能力提出了更高的要求,而原結(jié)構(gòu)空間有限,無法通過增大截面等方法進(jìn)行加固,外包鋼加固法就能解決這個問題。

外包鋼加固法施工工藝相對簡單,施工速度快,能在較短的時間內(nèi)完成加固工作,減少對建筑物使用的影響。它可以在不顯著增加構(gòu)件截面尺寸的情況下,有效提高構(gòu)件的承載能力和剛度,尤其適用于對空間要求較高的場所。而且加固效果可靠,型鋼與混凝土之間通過粘結(jié)劑等方式連接緊密,能共同工作,提高結(jié)構(gòu)的整體性能。不過,外包鋼加固法也存在一些缺點,如用鋼量較大,成本相對較高,后期需要對型鋼進(jìn)行防銹處理,增加了維護(hù)成本和工作量 。

三、混凝土結(jié)構(gòu)加固的意義

混凝土結(jié)構(gòu)加固,不僅僅是一項技術(shù),更是一份對建筑安全的責(zé)任。它關(guān)乎著我們生活的方方面面,從我們居住的房屋,到工作的場所,再到城市的標(biāo)志性建筑,每一個都離不開混凝土結(jié)構(gòu)加固的保障 。在建筑領(lǐng)域,混凝土結(jié)構(gòu)加固就像是一位默默守護(hù)的衛(wèi)士,當(dāng)建筑面臨各種問題時,它挺身而出,用各種加固方法為建筑 “排憂解難”,讓建筑能夠繼續(xù)安全地為人們服務(wù)。