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西城宝鑫业建筑加固公司

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房屋加固

西城框架结构加固方法

框架结构是多层建筑物最经常使用的结构形式之一,该结构以其传力明确而简捷的特点,被结构工程师所青睐.

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        框架结构是多层建筑物最经常使用的结构形式之一,该结构以其传力明确而简捷的特点,被结构工程师所青睐.

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        然而,我国早期房屋大多不作抗震设防,这也造成了目前存在不少不作抗震设防的钢筋混凝土框架结构。这种不作抗震设防的房屋其梁柱节点在构造上普遍存在缺陷,节点核心区配箍较少,从而大大降低结构抗震能力,为了保证建筑安全,这时候对建筑进行加固处理,以此提升框架的整体性。


       在进行加固施工前,分析框架结构破坏形式很重要。我们都知道,框架结构中,墙体不承重,只起到围护与隔离的作用,柱是承重的主要构件,承担着整个结构的竖向荷载与水平力引起的附加荷载。框架柱常见的破坏形式主要有以下几种:


       1.弯曲破坏


        弯曲破坏是地震中框架柱常见的破坏形式,主要发生在柱剪跨比较大、轴压比较小且配筋合理的情况下。这种情况受弯承载力起控制作用。


        主要破坏形态为:柱顶或柱底塑性铰区水平完全裂缝密布,纵筋屈服,最终破坏时混凝土明显压碎、剥落。整个过程吸收较大的地震能量,属于延性破坏。


        2.剪切破坏


        剪切破坏是框架柱抗震设计中要避免的破坏方式,主要发生在剪跨比较小、轴压比较大、混凝土强度或箍筋约束不足的情况。这种情况受剪承载力起控制作用,破坏时箍筋屈服,纵筋始终未屈服,达到抗剪承载力后,柱承担的水平力随变形增大迅速降低。


         主要破坏形态为:混凝土出现明显剪切滑移,斜裂缝后迅速发生脆性剪切破坏。根据破坏形式具体又可分为剪切受压破坏、剪切受拉破坏、剪切斜拉破坏。


        3.弯剪破坏


         弯剪破坏介于弯曲破坏和剪切破坏之间。由于多种客观条件的限制,实际设计中不能完全避免剪切破坏的发生,所以设计中应严格控制结构的变形能力。弯剪破坏的特征是:随着变形增大,柱纵筋首先屈服,柱端出现塑性铰,由于剪切斜裂缝的发展使混凝土有效抗剪面积减小,骨料咬合力降低,柱经历一段塑性变形后受剪承载力随变形的增大而减小。随着变形的继续增大,塑性铰区箍筋屈服,柱发生剪切破坏,此时受压边缘混凝土未达到极限压应变。


         破坏过程主要包括纵筋屈服,混凝土保护层剥落,钢筋外露,箍筋屈服,纵筋压曲。弯剪破坏前,构件呈现比较稳定的弯曲响应,表现出一定的延性和耗能能力。


        另外,早期建成的很多钢筋混凝土柱的纵筋未贯通,设有搭接。在地震作用下,当搭接长度不足,且箍筋提供的有效约束不足时,搭接部位容易发生粘结破坏,影响柱的抗震性能。若想提高框架柱的抗震性能,还需要从以上几种破坏机理入手,提高柱的承载能力与变形能力。目前应用较为广泛的是增大截面加固法、外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法等等。

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        一.增大截面加固法


        增大截面加固法,是通过采用增大钢筋混凝土构件的截面面积,并在新增混凝土中配置定量箍筋,以提高其承载能力的加固方法。­


          加固的机理是增大节点核心区的抗剪面积。新增部分面积在直接参与抗剪的同时,对原节点核心区的混凝土产生一定的约束作用,提高了节点的抗剪强度与刚度并抑制了裂缝的开展,节点处的剪切变形减小。


          此外,节点在增大截面以后,梁纵筋在节点处的锚固长度相对增加,有效地改善了梁纵筋与节点核心区混凝土的粘结性能,避免了由于梁纵筋粘结锚固失效发生的脆性破坏。


         二.外包型钢加固法


         外包钢加固法,该加固方法分干式和湿式两种,干式外包钢法在原构件与型钢之间可无任何粘结,两者之间未能形成整体传力。湿式外包钢法在原构件与型钢间填充环氧树脂或者乳胶水泥等粘结剂,使两种材料有较好的协同工作能力,适用于需要大幅提高承载力而又不允许过大增加混凝土截面尺寸的结构。


        外包型钢加固框架节点通常是指以型钢(如角钢等)外包钢筋混土构件的四角或两角,并以横向缀板或缀条将外包型钢连成整体,形成一个与被包裹构件紧密相连的钢构架。外包钢对节点核心区产生约束作用,限制了裂缝的开展,大幅度地提高了核心区混凝土的极限承载力。加固后型钢与原混凝土构件共同受力。


        三.粘贴钢板加固法


        粘钢加固法,是在混凝土构件表面用结构胶粘结钢板并用螺栓锚固,通过两种材料的共同受力来加固构件。


       粘钢法加固梁柱的机理是通过粘贴的钢板直接提供抗剪承载力,同时又对核心区混凝土提供约束,延缓核心区裂缝的开展,增强梁纵筋在核心区的粘结锚固,以此来增加节点组体的刚度和剪切强度,从而提高节点抗震能力。

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         四.碳纤维加固法


        碳纤维布加固技术(碳布加固技术)是利用专用结构胶将碳纤维布粘贴在混凝土表面,形成复合结构,CFRP通过与混凝土之间协同工作,对构件或结构起到加固及改善受力性能的作用。


         碳纤维加固法能够有效提高框架柱的轴心受压承载力、斜截面承载力与位移延性。利用碳纤维布对框架柱进行加固,对原结构扰动最小,基本不增加重量同时不影响结构的外形,具有轻质高强、施工简便、抗震性能提高明显的优点。


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