加固方法的探讨11pWord文档下载推荐.docx

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3、连接的加固与加固件的连接；

4、裂纹的修复与加固

摘要：

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。

在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。

关键词：

结构加固补强

混凝土结构加固方法与技术：

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

1、加大截面加固法

该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；

适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；

但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；

适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

3、有粘结外包型钢加固法

该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于60℃以上高温场所；

适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

4、粘贴钢板加固法

该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；

适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

5、粘贴纤维增强塑料加固法

除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

6、绕丝法

该法的优缺点与加大截面法相近；

适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。

7、锚栓锚固法

该法适用于混凝土强度等级为C20～C60的混凝土承重结构的改造、加固；

不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

1、预应力加固法

该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；

适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600℃以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2、增加支承加固法

该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；

适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

1、托换技术

系托梁（或桁架，以下同）拆柱（或墙，以下同）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称；

属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成；

适用于已有建筑物的加固改造；

与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。

2、植筋技术

系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；

可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；

已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如：

施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

3、裂缝修补技术

根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；

适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。

4、碳化混凝土修复技术（还不成熟）

系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。

5、混凝土表面处理技术

系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

6、混凝土表层密封技术

系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。

7、其它技术

如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。

砌体结构加固方法：

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时，可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

1、钢筋混凝土外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。

其优点是施工工艺简单、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；

适用于柱、带壁墙的加固；

其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、钢筋水泥砂浆外加层加固法

其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，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外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3、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外加层加固法相近，但承载力提高有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非地震区应用。

1、无粘结外包型钢加固法

该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠；

适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固；

其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。

2、预应力撑杆加固法

该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力，且加固效果可靠；

适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固；

其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。

1、增设圈梁加固

当圈梁设置不符合现行设计规范要求，或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷，或房屋的整体性较差时，应增设圈梁进行加固。

2、增设梁垫加固

当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，应增设梁垫进行加固。

3、砌体局部拆砌

当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

4、砌体裂缝修补

在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。

钢结构加固方法：

钢结构加固的主要方法有：

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；

改变结构计算图形的一般加固方法：

（1）对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：

A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；

B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；

C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；

D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；

E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：

A、改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；

B、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；

C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；

D、调整连续结构的支座位置；

E、将结构变为撑杆式结构；

F、施加预应力。

（3） 

对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：

A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构；

B、加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。

当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。

碳纤维加固技术　

　碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理，该技术采用的碳素纤维布强度是普通Ⅱ级钢的10倍左右。

具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。

厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，能保证碳素纤维布与原构件共同工作。

1、碳纤维介绍

　　碳纤维根据原料及生产方式的不同，主要分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维及沥青基碳纤维。

碳纤维产品包括PAN基碳纤维（高强度型）及沥青基碳纤维（高弹性型）。

2、环氧树脂

　　不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用，例如底涂树脂；

以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用，例如环氧粘结树脂等。

（1）环氧树脂简介

　　仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能，只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作，才能达到补强的目的。

因此，环氧树脂的性能是重要的关键之一。

环氧树脂因类型不同而有不同的性能，适应于各个部位的不同要求。

例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用，能渗入到混凝土内一定深度；

粘贴碳纤维片的环氧树脂易于“透”过碳纤维片，有很强的粘结力。

依使用温度的不同，树脂还分为夏用及冬用类树脂。

我公司使用的各类树脂规格及性能（包括底层涂料的规格及性能、环氧腻子的规格及性能、粘结树脂的规格及性能等均有详细表格资料、以备索取）。

（2）物理性能

　　碳纤维片工法中使用了底涂、腻子、浸渗粘着树脂等3种环氧树脂。

上述3种环氧树脂的使用目的各不相同，其物性标准也不相同。

①底涂：

粘着强度

　　底涂必须确实具有把作用在混凝土表面上的荷载传递到碳纤维片上的力学性能。

因此粘着强度成为制定其物性标准的重要依据。

②腻子：

压缩强度·

压缩弹性率

　　腻子用于填充混凝土上的微小缺损部分。

因此，要求必须具有与混凝土同等以上的压缩强度。

此外，还要求具有较高的压缩弹性模量。

根据以上理由，制定腻子的物性标准时主要根据其压缩强度及压缩弹性模量。

剪切强度·

　　腻子与底涂一样必须具有把因荷载作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。

因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据。

③ 

粘着树脂：

张拉强度·

弯曲强度

　　碳纤维片工法系通过向碳纤维片内渗透浸渗粘着树脂、通过固化形成CFRP。

重要的是固化后的CFRP的物性，而浸渗粘着树脂本身的物性并非重要。

但要想获得良好的CFRP物性，浸渗粘着树脂本身的物性确实也有影响。

因此制定了最小限度的张拉强度及弯曲强度的物性标准。

　　浸渗粘着树脂除渗透到碳纤维片内、通过固化形成CFRP之外，还具有粘着剂的功能。

与腻子、底涂同样，必须具有把因载荷作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。

相比之下，国产的树脂材料目前缺乏配套产品，用途单一，且尚未制定出严格的物性标准。

2、碳纤维材料与其他加固材料对比

（1）抗拉强度：

碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。

（2）弹性模量：

碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材，但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。

疲劳强度：

碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。

金属材料在交变应力作用下，疲劳极限仅为静荷强度的30%～40%。

由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展，以及存在纤维内力再分配的可能性，复合材料的疲劳极限较高，约为静荷强度的70%～80%，并在破坏前有变形显著的征兆。

　　（4）重量：

约为钢材的1∕5。

　　（5）与碳纤维板的比较：

碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面，而板材更适用于规则构件表面。

此外，由于粘贴板材时底层树脂的用量比片材多、厚度大，与混凝土界面的粘接强度不如片材。

3、材料性能

　　碳纤维片是以碳纤维为组分，以树脂为基体，通过一定的成型方法形成的单向排列的碳纤维的复合片材。

它具有极其优越的品质：

材料质轻高强，碳纤维片的抗拉强度比同截面钢材高7～10倍，用环氧树脂将它与结构物粘贴后形成一体，能可靠地与钢筋混凝土共同工作，获得优异的补强效果，而结构物自重的增加几乎可以忽略；

其抗疲劳强度高，耐久性能好，耐磨损、抗老化等。

注：

设计厚度是按照碳纤维断面积推算出的厚度，施工时用的片材含有集束用的预浸树脂、玻璃纤维网和衬纸，其厚度与设计厚度不同。

4、工具简介

（1）基底处理工具：

① 

磨机：

用于混凝土表面的打磨用

② 

錾子：

用于剔凿混凝土表面松散部位的混凝土残渣

钢丝刷：

用于清除混凝土表面的不洁污渍

（2） 

粘贴碳纤维：

调料容器：

用于调和环氧树脂用

衡器：

用于称量材料各组分的重量

搅拌器：

用于搅拌混合树脂材料用

④ 

刮板：

用于修补凹凸不平及粘贴碳纤维抚平用

⑤ 

滚筒刷：

用于涂刷树脂用

⑥ 

罗拉：

用于碳纤维的脱泡和压紧用

检测类工具：

靠尺：

用于检查混凝土表面平整度

塞尺：

与靠尺配合使用

温湿度计：

用于测量大气温度、湿度用

小鼓锤：

用于检查空鼓用

卷尺与钢板尺

（4） 

修补类工具

注胶器：

用于向空鼓内注入粘结树脂 

割刀：

用于割开空鼓处碳纤维片以便注入粘结树脂

（5） 

劳保类用品

工作服、工作帽

防护眼镜

防尘口罩

安全帽

胶手套

结构粘钢加固

粘贴钢板加固法，是指用胶黏剂将钢板粘贴在构件外部的一种加固方法。

该法在建筑，桥梁等工程的加固、补强、修复中的应用较为广泛。

结构粘钢加固方法，与其他的加固方法比较，有许多独特的优点和先进性，主要有：

1、坚固耐用：

经过多年来的工程实践，已经证明完全能保证加固工程的质量，结构的强度和刚度都能满足设计的要求。

施工工艺精巧，质量优秀，工程合格率为100%。

胶粘剂30年老化试验耐久性能满足要求。

粘钢加固后的结构试验，也证明强度和刚度的设计方法是正确的和可靠的。

2、施工快速：

在保证粘钢加固结构质量的前提下，快速完成施工任务，并能根据业务要求，在不停产不影响使用的情况下完成施工，受到用户的普遍赞扬。

3、简洁轻巧：

与其它加固方法比较，粘钢加固的施工，干净利落，比较简便，现场无湿作业。

完成加固后的结构外观不改变，比较轻巧，钢板薄，结构自重增加极微，不会导致建筑物内其他构件的连锁加固。

4、灵活多样：

粘钢加固法的适应性很强，能够解决生产上和生活上各种有关问题。

粘贴钢板的方案多种多样，灵活巧妙。

还可粘贴型钢、加固钢结构及砖砌体结构等。

5、经济合理：

由于施工快，避免或减少工厂停产时间，节约加固材料，与其它加固方法比较，粘钢加固的费用大为节省，经济效益很高。

结构粘刚加固的使用情况：

（1）钢筋焊接点断裂加固

（2）施工中漏放钢筋加固

（3）混凝土标号达不到，提高结构强度加固 

（4）加层抗震加固

（5）阳台根部断裂加固

（6）牛腿接点加固

（7）悬挂式吊车梁提高荷载加固

（8）楼面荷载集中力加固

（9）火灾后梁柱砼烧坏加固

（10）混凝土柱子牛腿断裂加固

（11）桥式吊车梁加固

（12）薄腹梁断裂加固

（13）爆炸冲击波破坏梁体加固

（14）提高楼面荷载加固

（15）屋架梁下弦腐蚀严重露筋加固

（16）断梁加固

（17）截柱加固

（18）减震加固

（19）梁柱受化学腐蚀的粘钢加固

（20）旧房改造综合加固

（21）生命线建筑物抗震加固

（22）剪力墙开1.6m以下的圆洞加固，开1m 

×

2m以下的门洞加固

（23）桥梁断裂、旧桥维修加固

（24）提高柱子承载力解决柱子轴压比超标加固

化学植筋技术

（一）、化学植筋技术

植筋新技术是运用高强度的化学粘合剂，使钢筋、螺杆等与混凝土产生握固力，从而达到预期效果。

施工后产生高负荷承载力，不易产生移位、拔出，并且密着性能良好，无需作任何防水处理。

由于其通过化学粘合固定，不但对基材不会产生膨胀破坏，而且对结构有补强作用。

施工简便迅速，安全并符合环保要求，是建筑工程中钢筋混凝土结构变更、追加、加固的最有效的方法。

（二）、 

使用范围

1、各类建筑结构增建、变更等预留钢筋固定。

2、横梁、柱头、楼板、剪刀墙等加固预留钢筋锚定。

3、各类刚结构、机械设备、支架等的螺杆锚定。

（三）、 

技术特点

1、高承载力（剪力、拉力）

2、对固定的基材不产生膨胀力，适宜边距、间距小的部位

3、施工简便、时间短

（四）、 

植筋（化学锚栓）加固施工工艺流程

①钻孔②清孔③注入锚固剂④植入钢筋或螺杆⑤固化⑥完成

（五）、植筋技术数据

钢筋直径钻孔直径钻孔推荐深度承载力（kN）

10mm14mm150mm 

26.3

12mm16mm180mm 

37.9

14mm18mm210mm 

51.6

16mm22mm240mm 

67.4

18mm25mm270mm 

85.4

20mm28mm300mm 

105.2

22mm30mm330mm 

127.3

25mm32mm400mm 

153.8

28mm36mm500mm 

206.3

32mm40mm600mm 

257.9

注浆加固设计

（一）、 

针对钢筋混凝土结构物（构造物）由于各种原因产生的各种裂缝，采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补，在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度，延长结构的适用寿命，施工快捷方面，不需要大型机械作业，加固效果安全可靠。

注浆工法特点

1、采用慢速、低压连续灌浆，可以确保树脂注入裂缝细微部位

2、可以控制注入量，必要时可以补充灌浆料

3、可根据裂缝大小、注入状况的需要，调整压力

4、注入量和注入情形可以目视观察

注浆工法适用的范围

1、 

混凝土建筑物裂缝的修补：

大厦、公寓、仓库

2、 

各种设施：

储存、塔槽、烟囱等

3、 

桥梁、铁道的附属构件：

桥墩、桥台、桥面、绗架、隧道等

4、 

港湾、河川设施：

堤岸、便桥、拦沙坝、堰堤等

注浆加固工法施工工艺流程

①基层处理②裂缝密封③安装底座④密封剂养护⑤注入浆材⑥硬化养护⑦修正饰平⑧完成

改变受力体系加固法

改变受力体系加固法，既在梁的中间部位增设支点、托梁（架）或将多跨筒支梁变为连续梁等方法。

改变结构的受力体系，能大幅度地降低计算弯矩，提高结构构件的承载力，达到加强原结构的目的。

按增设支点的支撑刚度的不同，分为刚性支点和弹性支点两种。

按支撑的受力情况分预应力支撑和非预应力支撑。

（一）、刚性支点

所谓刚性支点，就是指新增设的支撑件刚度很大，以致被加固结构构件的新支点在外荷载作用下没有竖向位移或位移很小可忽略。

工程中常见的集中支撑体系，这些杆件受轴向力作用，在后记上荷载作用下，新支点的变位很小，可以作为刚性支点考虑。

（二）、弹性支点

所谓弹性支点，是指所增设的支杆或托架相对刚度不大，在外荷载作用下，新支点的位移相对于原结构支座较大。

当采用受弯构件作为支撑件或支撑件的刚度较小，轴向变形叫大时，支撑点的位移不能忽略，应按弹性支点计算。

工程中长作为弹性支点计算的加固件。

（三）、预应力撑杆（支柱）

预应力撑杆（支柱），是指在施工时，对支撑杆件施加预压应力，使之对被加固结构构件施加预顶力。

它不仅可保证支撑件良好地参加工作，而且可调节被加固结构构件的内力。

预定理顶力对被加固构件的内力有较大的影响，梁中弯矩随预应力的增大而减小，预顶力越大，跨中弯矩减少得越多，增设支点的“卸载”作用也就越大。

若预顶力过大，原梁可能出现负弯矩。

因此，对预顶力的大小应加以控制。

加固规范规定，预应力的大小以支点上表面不出现裂缝和不需增设附加钢筋为宜。

在撑杆中施加预应力的方法有以下两种：

（1）.纵向压缩法

采用预制型钢支撑或钢筋混凝土支柱时，使其预制长度略小于实际长度，并在支柱下部预留一孔洞。

加固施工时，先将小托梁穿入预留孔内，然后用两只千斤顶顶升小托梁，当顶升力达到要求后，在支柱底部嵌入钢板，拆去千斤顶及小拖梁，浇混凝土加以保护。

纵向压缩的另一种方法，是采用直接在支柱的底部及基础顶面嵌入钢，以产生预顶力。

（2）.横向校直法

用型钢做支柱时，可采用横向交织法产生预顶力。

做法是使钢支柱的制作长度稍大于安装尺寸，并使其对称地向外弯曲（折）。

安装时，先固定支柱的两端，然后用螺栓装置将支柱校直。

支柱弯曲（折）变直，受到压缩而产生预顶力。

预顶力值由初始弯曲值控制。

在对被加固梁进行内力分析时，可以把预顶力作为作用在加固梁上的外力来考虑。

（四）、多跨简支梁的连续化