今天給各位分享混凝土框架加固設(shè)計的知識，其中也會對框架結(jié)構(gòu)混凝土進行解釋，如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開始吧！，本文目錄一覽：，1、，鋼筋混凝土框架橋線路加固方案？，2、，大截面框架柱加固方法及案例分？
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鋼筋混凝土框架橋線路加固方案？
鋼筋混凝土加固方案框架橋線路
一、 編制依據(jù)
1.1南外環(huán)公路下穿鐵路立交橋工程施工圖紙及相關(guān)資料；
1.2《鐵路橋涵施工規(guī)范》；
1.3《鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范》；
1.4《鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標準》；
1.5《鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗收標準》；
1.6《鐵路軌道施工質(zhì)量驗收標準》；
1.7《鐵路路基施工規(guī)范》；1.8《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》；
1.9《鐵路線路維修規(guī)則》；
1.10《鐵路橋隧建筑物大維修規(guī)則》；
1.11《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》鐵道部令第2號；
1.12本工程的《施工合同》；
1.13設(shè)計文件、施工圖紙及現(xiàn)場實地勘察資料；
二、工程概況
2.1xx市南外環(huán)公路與xx線交叉里程為K348+116，為xx市新增規(guī)劃道路,道路與既有鐵路夾角90°34”，橋上為xx上、下行正線?？蚣苊娣e493.5m2，按頂進施工。
2.2本工程設(shè)計為（8+16+8）m鋼筋砼框架，hо=6.2m，底板厚 1.2m，頂板厚0.8m，軸長14.1m，框構(gòu)外寬35m，邊墻厚0.8m，中墻厚0.7m。
2.3 主要工程量: 主體C35鋼筋砼1078.5m3，C20砼擋墻基礎(chǔ)81.6m3，M10漿砌片石擋墻115.2 m3,線路加固2股，頂進挖土約4100m3。
2.4xx上、下行線均為Ⅲ型軌枕，線路平面為直線；框構(gòu)在線路右側(cè)預(yù)制。
2.5橋址處地表層為粉質(zhì)粘土，箱身設(shè)計基底應(yīng)力 ,地基允許承載力。
2.6 主要施工方法：縱橫抬梁及工便梁組合加固線路頂進施工。
三、施工工期及計劃安排
施工工期：計劃2009年 2 月25 日開工，2009年 5 月31 日
竣工。
四、施工準備
4.1根據(jù)相關(guān)技術(shù)資料、設(shè)計規(guī)范和現(xiàn)場勘查情況，制定詳盡的框構(gòu)橋線路加固及頂進施工方案。
4.2與工務(wù)段、電務(wù)段、鐵通簽定安全配合協(xié)議、弄清電纜、光纜的位置，提前移到安全位置。
4.3做好要點申請，為線路加固做好各項準備工作。
4.4設(shè)備、材料供應(yīng)：施工用材料設(shè)備應(yīng)提前5天進入工地， 并應(yīng)有一定的富余量以免發(fā)生誤工。頂進施工主要機具設(shè)備材料表
五、線路加固方案
線路加固在橋涵頂進作業(yè)中，是保障行車安全的核心，合理的加固方案是確保行車安全的重要保障。本橋變更后的加固方案為：采用
I115工便梁做縱梁（線間采用一根H440*300型鋼），H70縱抬梁組承 托橫抬梁,H40橫抬梁組橫抬扣軌、P50 5扣扣軌承托軌枕，H20鋼枕控制線路方向,既有砼枕控制軌距的組合加固方案，一次頂進就位。
5.1 線路準備
5.1.1線路限速45Km/h。
5.1.2相關(guān)項目利用封鎖點施工。
5.1.3所有電纜都已探明并做好防護。
5.2縱梁安裝
5.2.1路肩側(cè)縱梁采用I115型工便梁，用縱向聯(lián)接板將5孔12米工便梁聯(lián)接起來組成60m長便梁。接頭聯(lián)接板采用等強度聯(lián)結(jié)，由上下夾板兩組和一組腹板組成。工便梁按線路加固平面布置，架設(shè)在距線路中心2.2米的位置。
5.2.2便梁架設(shè)采用100T吊車吊裝。架設(shè)便梁前，在每片便梁兩端位置必須先穿入2片以上鋼枕，以便于便梁就位時隨即與之連接，保證其穩(wěn)定性，確保行車安全；吊便梁時，應(yīng)設(shè)專人進行防護。
5.2.3線間縱梁采用1根H440×300型鋼，申請封鎖上行線路，跨線移梁。H44型鋼縱梁聯(lián)結(jié)采用等強焊接或連接板等強聯(lián)結(jié)。
5.3鋼枕安裝
在既有砼枕之間穿鋼枕，利用線路封鎖點，開挖一空穿一根，穿一根與縱梁加固一根，與軌底接觸面墊好絕緣板，如此反復(fù)逐次施工，嚴格控制水平和方向，確保行車安全，其兩端與縱梁聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)方法采用高強螺栓與縱梁聯(lián)結(jié)擰緊，線間縱梁采用Φ22U型螺栓及-12鋼扣板聯(lián)結(jié)。
5.4扣軌梁安裝
5.4.1利用線路封鎖點，分次拉入P50 5扣扣軌梁。
5.4.2扣軌梁與鋼枕、砼枕之間加橡膠墊板，扣軌梁與鋼枕用Φ22U型螺栓連接，每隔兩根鋼枕連接一處，扣軌梁與砼枕也是用Φ22U型螺栓隔二連一的方法連接。
5.5縱抬梁安裝
5.5.1縱抬梁采用并排3根H700×300型鋼為一組，長度12米，放置在鉆孔樁上，縱抬梁與鉆孔樁之間放橡膠墊板，與橫抬梁節(jié)點處用Φ22U型螺栓連接。
5.5.2縱抬梁與橫抬梁接觸面加橡膠墊板，并用硬木楔把縫隙填塞密實。
5.5.3箱體頂進至第一排鉆孔樁時，先破除樁，再松開U型螺栓，用導鏈落下縱抬梁，橫抬梁一頭落在箱體頂板上。
5.6橫抬梁安裝
5.6.1在扣軌梁下設(shè)橫抬梁組。在框架范圍內(nèi)3根H400×400型鋼為一組，每組間距0.85m，L=18m。
5.6.2在框架兩側(cè)范圍內(nèi)設(shè)3根H400×400型鋼為一組橫抬梁，每組間距0.85m，L=15m，用Φ22U型螺栓聯(lián)結(jié)縱抬梁組。
5.6.3橫抬梁與扣軌梁接觸面加橡膠墊板，不密實處填塞硬木楔。
5.6.4為了減小拆除第一排樁時，橫抬梁的撓度，在下行線橫抬梁底部滿鋪一排木枕，以減小橫抬梁的受力跨度，增大線路加固的安全性。
5.7線路控制
5.7.1軌距控制：一靠砼枕來控制，二靠鋼枕上的鋼軌扣件，確保軌距符合要求。
5.7.2線路的橫向控制：每兩根砼枕之間有一根鋼枕，鋼枕和鋼軌采用絕緣扣板聯(lián)結(jié)，使線路固定在工便梁之間，不致發(fā)生橫向移動。
5.7.3通過上述措施，縱梁、橫梁、線路形成一個整體結(jié)構(gòu)，能確保線路不變形。
5.8線路加固安全保證措施
5.8.1搞好安全教育，強化全員安全意識，牢固樹立安全第一的思想。
5.8.2加強施工過程安全管理，教育作業(yè)人員注意本崗位技術(shù)要求和操作規(guī)程，不允許違章冒險蠻干。
5.8.3線路加固完畢，要嚴格檢查線路的方向、水平、軌距、及加固螺栓扣件是否松動，其它料具嚴禁侵限，工字鋼與線路鋼軌接觸處的絕緣是否良好等，做到每過一輛列車檢查一遍。
六、縱橫梁檢算
檢算說明：本檢算全部按簡支梁檢算，實際上由于縱梁與橫抬梁是絞結(jié)的，實際工作中穩(wěn)定性和牢固程度要更好。
6.1 Ⅰ115型工便梁檢算
6.1.1縱梁檢算（受力跨度為6.2m時）
I115型工便梁慣性矩Ⅰm=1057925cm4
線路活荷載： （以影響線檢算得出）；
靜荷載：結(jié)構(gòu)自重、線路、設(shè)備
根據(jù)便梁支點平面圖，支點間最大間距為620cm
此時梁的最大受力跨度Lmax=6.2m
6.1.2H20鋼枕檢算
現(xiàn)行機車最大軸重P=220KN，
列車限速45Km/h
機車輪軸間距1.5m
橫梁間距600mm
每根橫梁折算受力
梁自重0.68KN/m
橫梁按簡支梁計算，橫梁采用H20鋼枕Im=6646cm4
6.2700×300H型鋼縱抬梁組檢算
原設(shè)計中縱抬梁采用2根458×417H型鋼，現(xiàn)采用3根700×300H型鋼進行替代，458×417H型鋼慣性矩IX=187000cm4，700×300H型鋼慣性矩IX=201000cm4。
1、承托縱梁700×300H型鋼檢算
（1）使用條件：
700×300H型鋼，Wx=5760.0cm3，Ix=201000.0cm4，E=2100000.0kg/cm2，每組H型鋼3片，共6片，承擔線路縱向6.2m跨度的荷載。（Wx、Ix查自材料手冊）
（2）檢算：
A、中—活載圖示：
B、轉(zhuǎn)化為均布荷載：q1=22*5/6.0=18.3t/m
線路及H型鋼（靜載）：按10.0t/m計；
22t 22t 22t 22t22t
1.5*4=6.0m
沖擊系數(shù)：按限速45km/h，根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》和《鐵路工務(wù)技術(shù)手冊》確定：
1+μ=1+2*6.2/（30+0.5）=1.40
故每側(cè)縱梁承受均布荷載：
q=（q1+10）（1+u）=（18.3+10）*1.4=39.62t/m=396.2kg/cm
最大彎矩：Mmax= qL2/8=396.2×6202/8=19.0*106kg.cm
工字鋼強度檢算：
參照《橋涵》施工手冊下冊P406知：
〔σ〕=170Mpa=1700 kg/cm2
σmax= Mmax/ Wx=19.0*106kg.cm/（3*5760.0）cm3
=1099.5kg/cm2﹥〔σ〕=1700 kg/cm2
所以：H型鋼強度滿足要求。
撓度檢算：
fmax=5qL4/（384*E*I）
=5*396.2*6204/（384*2.1*106*3*201000.0）=0.6cm
〔f〕=L/400=620/400=1.55cm
所以：fmax 〔f〕
所以：700*300H型鋼鋼度滿足要求。
6.3400×400 H型鋼橫抬梁組檢算
6.3.1框架部分H型鋼檢算
按0.28m間距放置1根18米400*400H型鋼所組成的橫抬梁進行檢算。
H型鋼橫抬梁主要受撓度控制。假設(shè)H型鋼橫抬梁在整個頂進過程中承受全部的軌道和列車荷載，橫抬梁在頂進中的最大跨度（第一排樁拆掉時）11.85m，2股線路同時承受列車荷載，經(jīng)分析計算,上行中心線處，橫抬梁所產(chǎn)生的撓度最大。
1、計算線路的均布荷載：
線路重量按1t/m計算
未考慮列車沖擊時的均布荷載：
q1＝22/1.5＋1=15.7t/m
列車沖擊系數(shù)：1+μ=1+2*6.2/（30+0.5）1.4
考慮列車沖擊時的均布荷載：
q2＝1.4*15.7=21.98t/m
P=0.28*21.98=6.154t
拆除第一排樁時，H40橫抬梁組受力情況如下圖。
最大彎矩：Mmax=61.54*5.06=311.4KN.m
撓度：ωmax=Fa/（24EI）*（3*l2-4*a2）
=311.4/（24*2.1*106*66900*10-8）*（3*11.852-4*5.062）
=2.9cml/400=1185/400=2.96cm
滿足要求
6.3.2框架兩側(cè)部分H型鋼檢算
按0.28m間距放置1根15m 400*400 H型鋼所組成的橫抬梁進行檢算。
H型鋼橫抬梁主要受撓度控制。假設(shè)H型鋼橫抬梁在整個施工過程中承受全部的軌道和列車荷載，橫抬梁的跨度（第一排樁至下行線底部的木枕中心）10.79m，2股線路同時承受列車荷載，經(jīng)分析計算,上行中心線處，橫抬梁所產(chǎn)生的撓度最大。
1、計算線路的均布荷載：
線路重量按1t/m計算
未考慮列車沖擊時的均布荷載：
q1＝22/1.5＋1=15.7t/m
列車沖擊系數(shù)：1+μ=1+2*6.2/（30+0.5）=1.4
考慮列車沖擊時的均布荷載：
q2＝1.4*15.7=21.98t/m
P=0.28*21.98=6.154t
H40橫抬梁組受力情況如下圖:
最大彎矩Mmax=61.54*4.0=246.16KN.m
撓度：ωmax=Fa/（24EI）*（3*l2-4*a2）
=246.16/（24*2.1*106*66900*10-8）*（3*10.792-4*4.02）
=2.08cml/400=1079/400=2.7cm
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大截面框架柱加固方法及案例分？
1引言
工程質(zhì)量是關(guān)系國家財產(chǎn)和人民生命安全的一件大事。今年來，我國連續(xù)發(fā)生了幾起重大的工程質(zhì)量事故，引起了全國上下極大的關(guān)注。1996年10月。建設(shè)部組織召開了全國建設(shè)工程質(zhì)量工作會議，對工程質(zhì)量狀況進行了全面分析，提出了關(guān)注工程質(zhì)量綜合治理的措施。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當前應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)型式，若鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于種種原因不能滿足安全性、適用性、耐久性的要求，且經(jīng)過建筑物可靠性鑒定為c級或d級的，必須進行補強加固處理[1]。
柱是建筑結(jié)構(gòu)中的基本受力構(gòu)件之一，氣承載力的大小對結(jié)構(gòu)的俺去昂適用起著至關(guān)重要的作用。柱是壓彎構(gòu)件，受很大的軸力，這種受力狀態(tài)決定了柱的延性較小，而作為結(jié)構(gòu)的主要承載部分，柱子破壞將引起嚴重后果，不易修復(fù)甚至引起結(jié)構(gòu)倒塌。為此，在鋼筋混凝土框架設(shè)計中，要控制梁柱的相對強度，使塑性鉸先在梁端出現(xiàn)，盡量避免或減少柱子中的塑性鉸【2】。國內(nèi)歷次大地震中，有鋼筋混凝土柱失效造成的震害是很多的。我國也是個多地震國家，許多地區(qū)都處在地震區(qū)，在這些地區(qū)中，對建筑結(jié)構(gòu)進行抗震加固，一級對震損結(jié)構(gòu)的修補常常是結(jié)構(gòu)工程師的主要工作內(nèi)容。在抗震設(shè)計和加固中，尤其要求對鋼筋混凝土柱這一主要承重構(gòu)件進行局部加強，使其滿足有關(guān)承載力和延性要求，這就需要有一些行之有效的加固措施。今年來隨著高層超高建筑的興起，大截面柱應(yīng)用越來越多，本文結(jié)合鋼筋混凝土大截面柱加固的工程實例，將其較為常用的加固方法進行對比分析，為今后這種構(gòu)件加固及其進一步的研究提供參考【3】。
2框架柱加固的特點及常用方法
我國從50年代就開始了結(jié)構(gòu)的加固處理，及時年來，國內(nèi)許多混凝土結(jié)構(gòu)的加固工程實例，積累了豐富的實踐經(jīng)驗。90年代初我國即頒布了《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（CECS25；9），總結(jié)了我國成熟的加固技術(shù)，適用于多種原因造成的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的補強加固處理，對推動加固技術(shù)的發(fā)展起到很大作用。而無論從工廠應(yīng)用還是從接結(jié)構(gòu)理論上來看，柱的加固，近年來尤其是框架結(jié)構(gòu)柱的加固，都是結(jié)構(gòu)加固工程中一個十分重要的組成部分。
造成鋼筋混凝土柱承載力不夠的原因大致有設(shè)計錯誤，施工粗糙，使用不當，變更用途徑和遭遇自然災(zāi)害等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)柱加固與新建工程框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計不盡相同，主要針對已建的工程，受客觀條件所約束，針對具體現(xiàn)存條件進行加固設(shè)計與施工。往往是在不停產(chǎn)或盡量少停產(chǎn)的條件下施工，要求施工速度快、工期短。且施工現(xiàn)場狹窄、擁擠，常受生產(chǎn)設(shè)備、管道和原有結(jié)構(gòu)的制約，大型施工機械難以發(fā)揮作用，還往往對原有的和相鄰的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件有不良影響?？蚣芙Y(jié)構(gòu)柱加固施工常分段、分期進行，還會因各種干擾而中斷，施工較繁瑣復(fù)雜，并常常存在許多不安全因素。框架結(jié)構(gòu)柱加固設(shè)計包括原結(jié)構(gòu)的驗算和加固設(shè)計計算，要求考慮新、舊接哦股強度、剛度、適用壽命的均衡，以及新、舊結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)工作。
有框架結(jié)構(gòu)柱加固工程的特點，根據(jù)幾十年來建筑物加固的實踐經(jīng)驗，當前常用的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)柱加固方法有：改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、加大截面加固法、外包鋼加固法以及粘貼碳纖維加固法等。各種加固方法都有其各自的優(yōu)缺點及適用范圍，應(yīng)根據(jù)實際情況加以選用【4】。
改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法是指通過增設(shè)支點（柱或托架）的辦法，使結(jié)構(gòu)受力體系（即計算簡圖）得以改變，從而改善框架柱受載及內(nèi)力情況的加固方法。由于增加了支點，減小了計算跨度，因而能夠較大幅度的提高柱的承載能力，減小和限制柱的變形。此種方法主要有增設(shè)支點赫爾托梁撥柱法兩種形式。此方法對框架結(jié)構(gòu)柱的補強加固效果較好，但對建筑物的空間使用影響較大，且施工復(fù)雜程度也較高。
預(yù)應(yīng)力加固法即用預(yù)應(yīng)力型鋼撐桿對框架結(jié)構(gòu)柱進行加固的方法?？煞譃閱蝹?cè)預(yù)應(yīng)力撐桿加固（適用于偏心受壓柱加固）和雙側(cè)預(yù)應(yīng)力撐桿加固（適用于軸心受壓柱加固）。這種加固方法具有可預(yù)制、減少凈空很少、基本不要求停產(chǎn)進行及施工簡便的優(yōu)點。但此種方法不適用于高溫環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，另外需要特別注意盡量減少預(yù)應(yīng)力的損失。
加大截面加固法即通過增大框架結(jié)構(gòu)柱的截面面積和配筋，提高其強度、剛度、穩(wěn)定性及抗裂性，滿足正常適用要求。這種加固方法的缺點也是比較顯著，主要是現(xiàn)場作業(yè)工作量 大，等于生產(chǎn)生活影響較大及影響房屋外觀凈空等。、
外包鋼加固法即在框架結(jié)構(gòu)柱四周以型鋼以提高其承載力。又可分為干式和濕式兩種。干式外包鋼加固即將型鋼直接外包于被加固構(gòu)件四周，型鋼于構(gòu)件間無任何連接，或雖塞填水泥砂漿但仍不能滿足結(jié)合面剪力傳遞要求。以乳膠水泥或環(huán)氧樹脂化學灌漿等方法粘貼型鋼時，稱為濕式外包鋼加固。此種加固方法優(yōu)點是可大幅度提高柱承載能力，施工簡便，工期短。但外包鋼必須進行防腐處理，防止高溫環(huán)境，以提高其耐久性。
近年來，土木工程領(lǐng)域出現(xiàn)了各式各樣的新型材料，如各種高強度混凝土，纖維增強材料等。其中碳纖維布由于其強度高、重量輕、耐腐蝕、耐久性好等諸多優(yōu)點，在混凝土結(jié)構(gòu)補強加固領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展尤為迅速。碳纖維加固法是指用碳纖維布配套用膠將碳纖維布粘貼于混凝土構(gòu)件表面的補強方法。碳纖維布加固鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)柱具有如下很多的優(yōu)點：適用面廣；高強高效；具有極佳的耐腐蝕性、抗?jié)B性及耐久性能；抗疲勞性能和減震性能好；施工便捷、質(zhì)量易于保證等。當然，此種方法的理論研究目前還不是很成熟，但無疑具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
3大截面柱加固工程實例分析
下面我們通過一工程實例，來對框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土大截面柱的加固方法進行對比分析。某鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅樓，開始擬建15層，設(shè)計施工亦照此進行。后欲加建兩層，改為17層，因而需采取牟宗加固措施來提高結(jié)構(gòu)的承載能力。本文主要介紹一層柱的加固，一層柱高3.8米，700*600mm矩形截面，受力縱筋為20根直徑為25mm的鋼筋，箍筋采用間距為100mm直徑為10mm的鋼筋，混凝土強度等級為C30.
考慮本工程的實際情況，由于此樓一層為門面房，故改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法、加大截面加固法這類影響房屋凈空及外觀的方法就不太實用。考慮到新舊兩部分共同工作的因素，本工程采用預(yù)應(yīng)力撐桿加固法
由L0/b=6.3,查表可得： =1，則原柱承載力N0為【5】:
（1）
加層后，設(shè)計荷載N共為10576KN，則需由撐桿承受的受壓承載力N2為：
（2）
則角鋼截面積計算為：
（3）
選擇4L110 8，其截面積為 =6896mm2。實際提高值為：
（4）
另外，選用軸心間距為200mm寬為60mm厚為6mm的綴板，經(jīng)驗符合要求[6].采用橫向張拉，預(yù)壓應(yīng)力控制值確定為80Mpa。
施工時為了保證上述壓應(yīng)力控制值，在進行橫向張力的同時對型鋼撐桿的應(yīng)變進行實時觀測，至應(yīng)變?nèi)缦聰?shù)值時結(jié)束張拉：
（5）
按照上述加固方案進行施工，基本不影響結(jié)構(gòu)的凈空及外觀，且施工不簡潔，不要求停工，還可以使新舊部分能較好地共同工作，可其不失為此類工程加固的一種較為實用的方法。
但是，我們可以看到，對于此類工程這樣的大截面柱，加固前柱的設(shè)計荷載就比較大，而采用預(yù)應(yīng)力撐桿加固法加固的幅度相對來說就顯得較低，撐桿的承載力與整個加固后的柱子承載力之比為1303/（1303+9343）=0.12。各種研究和實驗表明，混凝土的力學性能與所處的應(yīng)力狀態(tài)相關(guān)，對靜水壓力較為敏感，在兩向或三向受壓作用下強度和延伸性有大幅度提高，可考慮減小綴板間距，處理好原柱于綴板間局部剪力傳遞，發(fā)揮綴板約束混凝土橫向變形的作用。可根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》（GBJ10-89）中如下公式進行計算：
（6）
其中， 為混凝土軸心抗壓強度，Acor為柱的核心截面面積， 為所配縱筋強度， 為所配縱筋截面面積， 為間接鋼筋的截面面積，Asso為間接鋼筋的換算截面面積，由下式計算：
（7）
其中，dcor為柱的核心直徑，Assl為單根間接鋼筋的截面面積，s為沿柱軸線方向間接鋼筋的間距。
另外，可根據(jù)建筑使用要求，纏繞鋼絲網(wǎng)，分層抹灰高強度水泥砂漿。這樣不但利用了撐桿直接承受軸向力，而且挖掘了撐桿結(jié)構(gòu)約束混凝土柱橫向變形能力，充分利用了加固材料的作用。鋼絲網(wǎng)筒殼即可解決撐桿防銹蝕和防火的問題，又能起到箍緊混凝土柱子的作用。通過約束混凝土柱橫向變形，提高了核芯混凝土的受壓強度，充分發(fā)揮了原有大截面框架柱混凝土的軸心抗壓強度，這樣可以增加柱的受壓承載能力二到三 倍。這是預(yù)應(yīng)力撐桿結(jié)構(gòu)法的改進，也是其應(yīng)用在大截面框架柱中優(yōu)于其他加固方法的地方。
但是，預(yù)應(yīng)力撐桿加固法容易導致預(yù)應(yīng)力受損，且較難控制撐桿的預(yù)應(yīng)力值，易使被加固構(gòu)件的上端產(chǎn)生應(yīng)力集中而出現(xiàn)局部破壞。通常為防止鋼材因環(huán)境潮濕而腐蝕導致承載力下降的問題，還要進行定期的維護，從而加大了加固的費用。
前面提到，適用碳纖維布加固有許多獨特的優(yōu)點，在約束混凝土方面也能夠收到很好的效果。碳纖維布加固加固鋼筋混凝土柱的原理是用粘貼劑把碳纖維布粘貼在柱構(gòu)件的表面，約束混凝土的橫向變形，從而達到對柱構(gòu)件補強加固及改善構(gòu)件受力性能的目的，其受力機理累死螺旋箍筋混凝土與鋼管混凝土等約束混凝土。螺旋箍筋混凝土和鋼管混凝土的受力特點、破壞過程及計算公式等的研究已經(jīng)較為成熟，而碳纖維布加固鋼筋混凝土柱在正截面受荷載時的力、變形與約束混凝土的情況是一致的，可以引用已有的約束混凝土的分析方法來討論碳纖維布對鋼筋混凝土柱的約束作用。而且粘貼碳纖維布加固法除了具有預(yù)應(yīng)力撐桿加固法的各種優(yōu)點外，還可避免預(yù)應(yīng)力撐桿加固法的前述弊端，無疑是框架機構(gòu)鋼筋混凝土大截面柱加固的一種很有應(yīng)用前景的方法。
碳纖維布就柱承載力的初步計算可找下式進行：
（8）
其中， 為含有纖維特征，為反映碳纖維相對用量的一個與箍筋特征值相似的無量綱量， ， 為碳纖維布與約束混凝土的體積比， 為實測混凝土立方體強度， 為碳纖維的折剪抗拉強度， =2 /3其中2/3為考慮到約束混凝土在達到極限強度時，實測碳纖維布的應(yīng)變僅為其極限應(yīng)變的2/3左右而引入的折剪系數(shù)。 為柱的穩(wěn)定系數(shù)， 、Ac分別為混凝土的抗壓強度設(shè)計值及柱的截面積， 、 分別為鋼筋的抗壓強度設(shè)計值及所配縱筋的面積。
當然，粘貼纖維布加固方法還只是一種新興的尚不成熟的加固方式，其受力原理，尤其是界面的受力情況研究還不是很完善。另外，一定要采取足夠的錨固措施，防止碳纖維布與混凝土的粘貼面發(fā)生剝離破壞，只有這樣，才能高中碳纖維布加固能取得預(yù)期的效果【7】
4結(jié)語
本文結(jié)合工程實例，針對框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土大截面柱，對傳統(tǒng)的常用的結(jié)構(gòu)加固方法進行了分析對比，指出了各種加固方法的優(yōu)缺點及適用情況，為今后此類結(jié)構(gòu)柱的加固提供了參考。此外，本文還介紹了碳纖維布這種新型高強高效材料，對框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土大截面柱進行補強加固這種應(yīng)用前景十分廣闊的新型加固方法，為工程加固設(shè)計提供了新的思路。
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混凝土結(jié)構(gòu)加固方法
1、加大截面加固法
該法施工工藝簡單、適應(yīng)性強混凝土框架加固設(shè)計，并具有成熟混凝土框架加固設(shè)計的設(shè)計和施工經(jīng)驗；適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固；但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長混凝土框架加固設(shè)計，對生產(chǎn)和生活有一定的影響混凝土框架加固設(shè)計，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
2、置換混凝土加固法
該法的優(yōu)點與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點；適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。
3、有粘結(jié)外包型鋼加固法
該法也稱濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護的情況下用于6000C以上高溫場所；適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。
4、粘貼鋼板加固法
該法施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。
5、粘貼纖維增強塑料加固法
除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。
6、繞絲法
該法的優(yōu)缺點與加大截面法相近；適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。
7、錨栓錨固法
該法適用于混凝土強度等級為C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固；不適用于已嚴重風化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。
間接加固的一般方法有混凝土框架加固設(shè)計：
1、預(yù)應(yīng)力加固法
該法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固，但在無防護的情況下，不能用于溫度在600C以上環(huán)境中，也不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。
2、增加支承加固法
該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。
鋼筋混凝土加固設(shè)計中應(yīng)考慮哪些主要規(guī)定
1．混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固設(shè)計應(yīng)由富有經(jīng)驗的專業(yè)人士承擔
混凝土結(jié)構(gòu)是否需要修復(fù)加固，應(yīng)經(jīng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定，專家依據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)程標準提出鑒定，鑒定意見書可做為混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計的依據(jù)之一。由于混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)加固設(shè)計所面臨的不確定因素遠比新建工程多而復(fù)雜，況且還要考慮業(yè)主的種種要求，因此，承擔修復(fù)加固設(shè)計的人員除具有較強的結(jié)構(gòu)理論、明晰的結(jié)構(gòu)概念外，還應(yīng)具備較為豐富的工程經(jīng)驗才能夠全面系統(tǒng)地分析問題，提出較為合理的修復(fù)結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方案，實現(xiàn)修復(fù)加固的目的。并不是一般的結(jié)構(gòu)工程師都能做好加固設(shè)計，新建筑設(shè)計做的好的工程師，經(jīng)過一定研究和工程實踐后才有可能做好加固設(shè)計。
2．修復(fù)加固設(shè)計應(yīng)處理好構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、局部與整體、臨時與永久的關(guān)系
當某些構(gòu)件不滿足要求時必須進行加固，但結(jié)構(gòu)體系的加固往往會被忽視，加固設(shè)計人員應(yīng)從整個結(jié)構(gòu)體系安全的角度考慮。當個別構(gòu)件加固不影響整體結(jié)構(gòu)體系的受力性能時，可進行局部加固；結(jié)構(gòu)整體不滿足要求時，應(yīng)對結(jié)構(gòu)進行整體加固；臨時加固的要求可以適當降低一些。
混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固應(yīng)在盡量少停產(chǎn)、不影響或少影響工作和生活的條件下進行。
3．修復(fù)加固的實施必須有科學的先后順序
通常應(yīng)先治理后加固。由高溫、高濕、凍融、冷脆、腐蝕、振動、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞，在加固時，應(yīng)采取有效的治理對策，從源頭上消除或限制其有害作用，正確確定加固處理時機，使之不致對加固后的結(jié)構(gòu)重新造成損壞。
混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固一般應(yīng)先卸載或部分卸載，卸載后按一定順序?qū)嵤┘庸獭Ｒ话愣?，?yīng)先加固后拆除；先加固后開洞；先基礎(chǔ)后柱、梁和板；先重要構(gòu)件，后次要構(gòu)件，最后做好保護與防護。
4．加固設(shè)計還應(yīng)注意復(fù)核混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力，做好抗震加固設(shè)計
地震區(qū)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件加固，除應(yīng)滿足承載力要求外，還應(yīng)復(fù)核其抗震性能。結(jié)構(gòu)加固后不應(yīng)存在因局部加強或剛度突變而形成新的薄弱部位，同時還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度增大或變化而導致地震作用效應(yīng)的增大或變化的影響。
在進行抗震加固設(shè)計時還注意以下一些問題：結(jié)構(gòu)的剛度和強度的分布要均勻，避免出現(xiàn)新的薄弱層；豎向構(gòu)件要連續(xù)，保證傳力途徑明晰與簡單直接；增強構(gòu)件或加固原有構(gòu)件，均要考慮減少整個結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的可能性；加強薄弱部位的抗震構(gòu)造；要使結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)更加合理，防止構(gòu)件發(fā)生脆性破壞，消除不利于抗震的強梁弱柱、強構(gòu)件弱節(jié)點等不良受力狀態(tài)；考慮建設(shè)場地的影響；加固后的結(jié)構(gòu)要選擇地震反應(yīng)小的結(jié)構(gòu)體系；對原有的不合理結(jié)構(gòu)體系、傳力途徑等應(yīng)盡量進行改良。
5．采用成熟的結(jié)構(gòu)修復(fù)加固改造方法與技術(shù)
在混凝土結(jié)構(gòu)改造或修復(fù)加固設(shè)計時，要注意選用新材料、新工藝、應(yīng)用成熟的新技術(shù)。應(yīng)注意，必須采用經(jīng)過正式鑒定的技術(shù)和產(chǎn)品，對于其它一些新產(chǎn)品和新技術(shù)應(yīng)經(jīng)過慎重研究和試驗確定可靠后方可采用。
6．消除被加固結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變滯后現(xiàn)象
為適應(yīng)被加固結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象，較為充分地發(fā)揮后加部分的潛力，加固結(jié)構(gòu)所用鋼材，一般應(yīng)選用比例極限變形較小的低強度（I、II級）鋼材。為提高二次組合結(jié)構(gòu)結(jié)合面的粘結(jié)性能，保證新舊兩部分能整體工作共同受力，加固結(jié)構(gòu)所用水泥及混凝土要求收縮性小、最好微膨脹、與原構(gòu)件的粘結(jié)性好、早期強度高，對加固結(jié)構(gòu)所用化學灌漿材料及膠粘劑，要求粘結(jié)強度高、可灌性好收縮性小、耐老化、無毒或低毒。
從受力情況分析，加固結(jié)構(gòu)的新加部分，因應(yīng)力、應(yīng)變滯后而不能充分發(fā)揮其效能，尤其是當結(jié)構(gòu)工作的應(yīng)變應(yīng)值較高時，受壓構(gòu)件和受剪構(gòu)件，往往會出現(xiàn)原結(jié)構(gòu)與后加部分先后破壞的各個擊破現(xiàn)象，致使結(jié)構(gòu)加固效果很不理想或根本不起作用，相反，加固時若進行卸荷，情況則不同，由于應(yīng)力、應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以降低乃至消失。破壞時新舊兩部分就可同時進入各自的極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)總的承載力可顯著提高。
卸荷加固承載力的計算，原則上仍按二次受力進行，但當卸荷達到一定程度，可近似簡化為按一次受力組合結(jié)構(gòu)計算，特別是以鋼筋為主要承力的受拉、受彎及大偏心受壓構(gòu)件。
卸荷可以是直接卸荷，也可以是間接卸荷。直接卸荷是全部或部分直接搬走作用于原結(jié)構(gòu)上的可卸荷載；間接卸荷是用反向力施加于原結(jié)構(gòu)，以抵消或降低原有作用效應(yīng)。直接卸荷直觀、準確，但可卸荷載量有限，一般只限于活荷載；間接卸荷量值無限，甚至可以使作用效應(yīng)出現(xiàn)負值，間接卸荷有楔升卸荷和頂升卸荷，前者以變形控制，后者以應(yīng)力控制。預(yù)應(yīng)力加固法與卸荷合二為一，是將結(jié)構(gòu)所受荷載，通過預(yù)應(yīng)力手段部分地轉(zhuǎn)移到新加結(jié)構(gòu)上的一種方法。
7. 加固設(shè)計與新建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計有很大的不同，應(yīng)區(qū)別對待
加固設(shè)計計算時，可考慮樓面活荷載的折減，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的梁，核算其受彎承載力時，跨中應(yīng)考慮現(xiàn)澆板有效受壓翼緣寬度，跨中和梁端受壓區(qū)鋼筋的雙筋梁作用框架梁核算端部承載力和裂縫時的彎矩值應(yīng)取柱邊值而不應(yīng)取柱中值，各構(gòu)件混凝土強度應(yīng)按檢測的實測值換算為設(shè)計值取用，采用計算機軟件做整體內(nèi)力分析后，必須對構(gòu)件做局部驗算。
8．力求與施工單位進行配合
進行加固設(shè)計時，力求與承擔施工的單位進行配合，根據(jù)該施工單位的經(jīng)驗和水平確定更合理的設(shè)計實施方案。如果在設(shè)計時不能確定施工單位，開工之前應(yīng)就設(shè)計中的構(gòu)造做法和施工要求與施工單位作交底和討論，必要時進行方案調(diào)整和修改設(shè)計，以確保工程質(zhì)量和降低造價。
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