对于建筑结构来说,由于荷载和环境的不断变化,会出现混凝土柱子的耐久性下降,强度或刚度不足等情况,作为建筑中的主要承重结构,需要对缺陷柱进行加固。混凝土柱的加固方法很多,其中常用的有增大截面法、外粘钢法、粘钢法、碳纤维布法和缠绕法。
1.增大柱截面的加固方法
增大柱截面加固法是根据柱的受力情况,在混凝土柱的一侧、两侧或四周覆盖混凝土,增加结构截面面积和配筋,以提高柱的结构承载力、强度和刚度的一种柱加固方法。
在混凝土加固中,加大截面的方法特别适用于因柱截面过小而导致承载力不足的情况。为了增加截面法在混凝土中的加固效果,必须保证混凝土基材的强度等级不低于C13,钢筋不小于14mm。同时,不同类型、不同截面、不同受力情况的混凝土柱需要采用不同的结构形式。
优点:施工工艺简单,适应性强,经验丰富;
缺点:湿施工时间长,混凝土养护时要限制荷载。加固后结构自重增加,建筑空间减少。
2.粘碳纤维加固法
碳纤维布适用于加固轴心受压、大偏心受压和延性不足的混凝土柱。混凝土柱承载力和延性的不足可以通过环向粘结来改善,即连续环向无间距粘结。碳纤维布也可粘结成环形箍,提高混凝土柱斜截面承载力。
碳纤维布加固应保证基材强度不低于C15,正拉粘结强度不低于1.5MPa,碳纤维布在环向束中的搭接长度不小于50 mm
优点:重量轻、高度低,一般不需要搭接,能满足曲面混凝土的粘结要求,耐腐蚀、防潮,施工方便;
缺点:使用环境温度有限,需要特殊防护处理。如果保护不当,很容易遭受火灾和人为破坏。
3.绕丝加固法
为了提高混凝土柱的延性,通常采用缠绕的方法进行加固。绕丝加固法的加固原理是一种直接加固法,通过缠绕退火钢丝来约束加固受压构件的混凝土,从而提高混凝土构件的承载力和延性。
采用缠绕方式时,若柱体截面为方形,其长边尺寸与短边尺寸之比不应大于1.5,柱体四角应钝化,圆角直径不应小于30mm。这种方法类似于上面提到的碳纤维布加固法,是一种提高构件延性的加固方法。
4.外包钢柱加固法
外包型钢柱加固法是在混凝土柱的两个角或四个角外包型钢,在扁钢箍上焊接角钢以增强其刚度和力学性能的一种加固方法。广泛应用于框架柱的加固。
外包钢柱加固可分为干加固和湿加固两种。干筋是指角钢与原柱之间没有连接,或者即使塞了水泥砂浆,结合面的剪力也不能有效传递,角钢与柱之间的变形难以协调。湿式加固是在角钢与原柱之间用乳胶水泥、聚合物砂浆或环氧树脂化学灌浆,使型钢与柱共同工作,共同受力。干外包加固施工简单,湿外包加固在提高承载力方面效果明显,因此湿外包加固在实践中被广泛应用。
5.粘钢加固法
粘钢加固法是在新增截面包裹粘角钢和粘钢板,既提高了柱的承载力,又由于新增钢箍的侧向约束,使原混凝土柱具有良好的三维受力状态。因此,可以大大提高柱的承载能力,也可以提高柱的抗变形能力。
优点:在柱的横截面积增加不多的情况下,柱的承载力大大提高。
总而言之,混凝土柱的五种加固方法各有特点,不能简单地通过经验或方便施工来决定加固方法,要根据建筑结构具体情况来选择。此外,选择安全可靠的加固材料以及合适的加固方法也同样重要。对于建筑结构加固施工需要谨慎选择针对性补强加固方案进行加固施工,提升建筑结构安全性,增加建筑结构荷载。更多加固讯息,请关注加固家!