




碳纤维能否用于墙体加固基建事业的迅猛发展,带动我国建筑技术不断成熟的同时,建筑数量也在成倍的上升。伴随着建筑数量的增多,建筑安全问题也逐渐的暴露了出来。轻视建筑安全,将导致建筑事故的出现,危及人身财产安全,因此必须重视建筑结构安全,对***建筑及时检测鉴定与加固处理。
墙体是建筑的重要组成部分,起到隔离或承重的作用。随着使用年限的上升、使用功能的改变,或者自身设计方面的固有缺陷,都会引发墙体病害的出现,降低承载力,影响结构安全。碳纤维布因其强度高且施工方便,在梁、板、柱的加固中均有所应用,那么在墙体加固中又能否采用呢?
墙体加固注意事项
墙体按功能可分为承重墙与非承重墙两类,非承重墙在建筑中主要起到隔离、保温等作用,但并不代表非承重墙对结构整体安全毫无影响。非承重墙在***来袭时,会分担部分受力,随意改动非承重墙可能会对房屋抗震造成不利影响,因此改动、拆除非承重墙或非承重墙耐久性下降时,为保证防屋抗震性能与整体安全性,同样需采取加固措施。
而承重墙,在建筑中起到支撑并承受上部荷载的作用。当承重墙由于前期设计、施工疏忽,或后期承受荷载不断增加而导致承载力不足时,会严重影响整体结构。承重墙强度不足时,轻者房屋开裂、缩短建筑寿命,重者造成结构整体承载力、刚度不足,发生坍塌事故,必须高度重视承重墙是否存在问题。
墙体加固中碳纤维布的应用
碳纤维布在墙体加固的应用,首先可以从墙体受力的角度来分析。墙体在服役过程中,主要承受上部荷载传递的压力。而碳纤维布虽说抗拉强度高,但其质软且自身抗剪强度几乎可以忽略,无法承受压应力的作用,因此碳纤维布适用于受弯与受拉构件加固,不适用于墙体受压加固。
另一方面,不同基材的墙体与碳纤维布的整体工作性能也大不相同。常用墙体包含砌体墙与混凝土墙,碳纤维布与混凝土基材能够形成整体共同工作,但在砌体墙中由于砌体表面水泥砂浆整体性较差,导致碳纤维布在砌体墙加固中,易发生水泥砂浆剥离***,造成加固失效。
那么,碳纤维布到底能在墙体加固中起到怎样的作用呢?大量实验证明,在保证碳纤维布端部锚固情况下的墙体加固中,碳纤维布能够有效参与墙体受剪作用,改变墙体***形式,提高墙体抗剪承载力与抗震性能。
事实上,在墙体加固中,碳纤维布加固具有很高的局限性。当墙体承载力不满足要求、或墙体配筋率不符合要求时,宜采用增大截面加固法或钢筋混凝土面层法对墙体进行双面或单面的加固。利用这两种方法能够有效提高墙体抗压承载力,但需注意植入钢筋能否保障新旧结构共同工作,因此在增大截面或钢筋混凝土面层法中,植筋胶将是影响质量的重要因素。
建筑地基基础事故的补救与预防
设计、施工或使用不当引起事故的补救
(一)对于建造在软土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施:
1由于建筑体型复杂或荷载差异较大,引起不均匀沉降,而造成建筑物损坏者,可根据损坏程度选用局部卸荷、增加上部结构或基础刚度、加深基础、锚杆静压桩、树根桩或注浆加固等补救措施;
2由于局部软弱土层或暗塘、暗沟等引起差异沉降过大,而造成建筑物损坏者,厂房改造工程,可选用锚杆静压桩、树根桩或旋喷桩等进行局部加固;
3由于基础承受荷载过大、或加荷速率过快,引起大量沉降或不均匀沉降,而造成建筑物损坏者,可选用卸除部分荷载、加大基础底面积或加深基础等;
4由于大面积地面荷载或大面积填土引起柱基、墙基不均匀沉降、地面大量凹陷、或柱身、墙身断裂者,可选用锚杆静压或树根桩加固等;5由于地质条件复杂或荷载分布不均,引起建筑物过大倾斜者,可按本规范第9章有关规定选用纠倾措施。
(二)对于建造在湿陷性黄土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施 :
1、对非自重湿陷性黄土场地,当湿陷性土层不厚、湿陷变形已趋稳定、或估计再次浸水产生的湿陷量不大时,可选用上部结构加固措施;当湿陷性土层较厚、湿陷变形较大、或估计再次浸水产生的湿陷量较大时,可选用石灰桩、灰土挤密桩、坑式静压桩、铺杆静压桩、树根桩、硅化法或碱液法等,加固深度宜达到基础压缩层下限;
2、对自重湿陷性黄土场地,可选用灰土井、坑式静压桩、锚杆静压桩、树根桩或灌注桩加固等。加固深度宜穿透全部湿陷性土层。
(三)对于建造在人工填土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施 :
1、对于素填土地基由于浸水引起过大的不均匀沉降而造成建筑物损坏者,可选用锚杆静压桩、树根桩、坑式静压桩、石灰桩或注浆加固等。加固深度应穿透素填土层;
2、对于杂填土地基上损坏的建筑,可根据损坏程度选用加强上部结构和基础刚度、铺杆静压桩、树根桩、旋喷桩、石灰桩或注浆加固等;
3、对于冲填土地基上损坏的建筑,可按(一)的有关规定选用加固方法。
(四)对于建造在膨胀土地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施 :
1、对建筑物损坏轻微,且胀缩等级为I级的膨胀土地基,可采用设置宽散水及在周围种植草皮等措施;
2、对建筑物损坏程度中等,且胀缩等级为I、II级的膨胀土地基,可采用加强结构刚度和设置宽散水等措施;
3、对建筑物损坏程度较严重,或胀缩等级Ⅲ级的膨胀土地基,可采用锚杆静压桩、树根桩、坑式静压桩或加深基础等方法。桩端或基底应埋置在非膨胀土层中或伸入到大气影响深度以下的土层中;
4、建造在坡地上的损坏建筑,除可选用相应的地基或基础加固方法外,尚应在坡地周围采取保湿措施,防止多向失水造成的危害。
(五)对于建造在土岩组合地基上出现损坏的建筑,可采取下列补救措施 :
1、由于土岩交界部位出现过大的差异沉降,而造成建筑物损坏者,可根据损坏程度,采用局部加深基础、锚杆静压桩、树根桩、坑式静压桩或旋喷桩加固等措施;
2、由于局部软弱地基引起差异沉降过大,而造成建筑物损坏者,可根据损坏程度,采用局部加深基础或桩基加固等措施;
3、由于基底下局部基岩出露或存在大块孤石,而造成建筑物损坏者,可将局部基岩或孤石凿去,铺设褥垫,或采用在土层部位加深基础或桩基加固等。
施工技术措施
1、锚杆静压桩施工前进行两根试桩,确定压桩力和桩长标准,作为后续压桩的控制标准。首先压桩力不得大于强度允许值。其次,当达到桩长后,压桩力小于标准值5MPa以上,接长桩长,当未达到桩长而连续0.5m的压桩力超过标准值5MPa可截桩。
2、建筑物基础静压钢管桩采取跳打法,间隔施工,防止应力集中产生附加破,在锚杆静压桩封桩前,先对桩内注浆,在隧道内拱部同时注浆,静压桩注浆压力控制在0.3~0.5MPa,地下隧道注浆压力控制在0.8~1.0MPa,通过注浆加固土体,使基础上升2~5mm后,再立即用C30砼(内掺速凝剂快速凝结)封桩,待砼达到设计强度70%(3d)后停止洞内注浆,使基础开始借自重产生下沉趋势,这样,会对锚杆静压桩产生预加应力,对今后建筑物沉降控制效果显著。
在静压桩施工过程中,建立监测网络系统,实现信息化施工。压桩顺序及进度由沉降观测数据确定,沉降大的部位先压桩,沉降小的部位后压桩,甚至不压桩。采用高精度水准仪监测基础沉降,用游标卡尺量测裂缝宽度变化,采用差异沉降法量测房屋倾斜。
柱抗震加固在中国建筑中,有“横梁直柱”的说法,柱是建筑物中垂直的主结构件,承托在它上方物件的重量。鉴于柱的重要性,在***中一旦受到侵害,其对整体结构的影响将不堪设想。
***对房屋结构的作用力
1.地基基础影响的***。房屋建筑物所在的地基土质、下卧岩层的结构与深度、基础的类型和深度以及地表地形特征,都对房屋建筑物的******有影响。当加速度较小时或地质坚实时,地表层或下垫层可能会先达到屈服点,岩石、土层将产生塑性变形,导致地基承载力下降甚至地基失效造成的***和强烈***引起的振动导致基底土质液化引起房屋建筑物的下沉、倾斜和滑坡造成的***,在历次***灾害中并不少见。
2.竖向***力导致的***。纵波使房屋建筑物产生上下颠簸,若房屋建筑物的竖向稳定性不是太好,而***力较大时,会使底层柱子和墙体瞬间增加很大的动荷载,叠加上部的自重,当超出底层柱子和墙体的承载能力,底层墙柱会垮掉从而导致***。
3.横向***力导致的***。横波是房屋建筑物损坏水平摇摆,***力很大。它相当于给房屋建筑物施加水平方向来回反复的作用力,大小和引起的变形超出底部墙体和柱子的极限时,就会使整幢房屋建筑物倾斜或倾倒从而导致***。
4.旋转***力导致的***。各种原因引起的旋转***力,导致房屋建筑物围绕水平轴或竖向轴扭转,这种扭转力对房屋建筑物的影响很大,因为房屋建筑物一般抗扭能力较差,很容易扭坏。
竖向***力、横向***力和旋转***力在离震中较近的范围内,往往会交织作用,给房屋建筑物以毁灭性的***。
***对柱呈现怎样的***形式?
1.角柱***
当房屋发生扭转时,角柱受剪大。同时又因双向受弯,所以震害比内柱重。
2.短柱***
短柱刚度大,分配到的***剪力也大,常发生剪切***。
3.柱端弯剪***
因柱端弯矩、剪力、轴力都较大。
4.柱身剪力***
由剪力、扭矩复合作用引起。
5. 梁柱节点***
因箍筋不足,在剪压作用下节点区***。
“强柱弱梁”概念
建筑抗震设计规范》要求强柱弱梁,更强的节点。意思就是,建筑物的柱子要比梁做的坚固,梁柱节点要更坚固。
这是为什么?
在强烈***作用下,梁柱节点往往是多层框架***的主要部位。***中节点的***多为柱端混凝土被压碎、剥落,钢筋压屈外鼓,***首先发生在柱子上。这对整个框架很不利,因为某层某一柱端发生***,其他柱端也容易发生***,从而使建筑物倒塌。
反之,如果***发生在梁端,要待所有的梁或绝大部分的梁出现***时,整个建筑物才会倒塌。所以,在设计上有意加强柱子的抗震能力,在***作用下形成“梁铰型”***机制。
但在汶川***中,框架柱的***明显重于梁,柱端与节点的***较为突出,即所谓的“强梁弱柱”结构很普遍。
哪一种加固方法适合柱抗震加固?
柱抗震加固方法很多种,碳纤维布是近年来被使用***多的加固新材料之一,其对钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固十分有效。当对柱粘贴碳纤维布抗震加固时,应当满足以下几点:
当柱轴心受压的正截面承载力不足时,可采用环向围束法对齐进行加固,即就是沿柱全长进行无间隔地环向连续粘贴碳纤维布来对其进行加固;
当柱斜截面受剪承载力不足时,可将碳纤维布粘贴成环型箍,且纤维方向与柱的纵轴线垂直;当加固大偏心受压的钢筋混凝土柱时,应将碳纤维布粘贴于构件受拉区边缘混凝土表面,且纤维方向应与柱的纵轴线方向一致。
当对延性不足的柱进行抗震加固时,可采用环向粘贴碳纤维布构成的环向围束作为附加箍筋。环向围束的碳纤维布层数,对圆形截面不应少于2层,对正方形和矩形截面柱不应少于3层;环向围束上下层之间的搭接宽度不应小于50mm,环向截断点的延伸长度不应小于200mm,且各条带搭接位置应相互错开。
碳纤维布抗震加固柱子效果佳,但应选择优良的碳布碳胶材料,注意粘贴的方式方法,否则就达不到真正意义上的抗震加固。
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