我國(guó)目前常用加固技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展?fàn)顩r
概述地說,當(dāng)前的加固和補(bǔ)強(qiáng)工作有下述一些顯著的特點(diǎn):
(1)工作難度火,風(fēng)險(xiǎn)大;
(2)計(jì)算起校核作用,構(gòu)造和連接是關(guān)鍵,
(3)經(jīng)濟(jì)效益顯著,
(4)正在向綜合化,正規(guī)化,標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。
加固和補(bǔ)強(qiáng)工作的難度大,風(fēng)險(xiǎn)大是相對(duì)于新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工而言。
加固與補(bǔ)強(qiáng)不同于新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有較大的自由度,結(jié)溝的形式、構(gòu)件所用的材料、截面尺寸,位置、連接方式等都可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行選擇,新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有章可循,規(guī)范齊全,參考資料多,國(guó)內(nèi)積累的成熟的經(jīng)驗(yàn)也比較多,工作難度相對(duì)較小。結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)工作受到諸多的限制,如加固必須在原有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行,構(gòu)件的位蓋已確定,可利用的空問有限,可參考的資料少,照搬設(shè)計(jì)規(guī)范不行,計(jì)算工作的準(zhǔn)確性差,施工操作空問小等,因此加固和補(bǔ)強(qiáng)工作難度比新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工大,其工作風(fēng)除也相對(duì)較大。
正在施工結(jié)構(gòu)的加固與舊建筑結(jié)構(gòu)的加固又有區(qū)別。前者設(shè)計(jì)、施工資料齊全,上部荷重尚未完全作用到結(jié)構(gòu)上,結(jié)構(gòu)的問題比較突出,加固要點(diǎn)明確,一般大型施工設(shè)備又都在現(xiàn)場(chǎng),處理問題相對(duì)比較方便。舊建筑結(jié)構(gòu)的問題就要復(fù)雜得多,設(shè)計(jì)、施工資料不全,原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工問題與結(jié)構(gòu)經(jīng)風(fēng)歷雨、遭受破壞等問題混雜在一起,主要問題往往被次要問題所掩蓋,舊建筑的加固施工的空間小,難度大,特別是工業(yè)廣房的加固,多數(shù)要求不停產(chǎn),要求的工期短,大型設(shè)備又沒法進(jìn)場(chǎng),施工質(zhì)量不容易保證。
加固設(shè)計(jì)的原則比較易于確定,在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下盡可能不損傷原構(gòu)件并發(fā)揮原有構(gòu)件的能力,盡可能減少附加的荷載,盡可能不影響建筑的使用功能。實(shí)現(xiàn)這個(gè)原則是一件困難的事。首先準(zhǔn)確地計(jì)算原有構(gòu)件的承載能力是一件難于實(shí)現(xiàn)的工作,其次結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的作用情況難于準(zhǔn)確地計(jì)算,由于荷載的長(zhǎng)期作用、不均勻沉降、溫度和收縮變形的作用,構(gòu)件材料徐變、松弛的影響,構(gòu)件相互擠壓、牽制,構(gòu)件中的內(nèi)力與原設(shè)計(jì)的情況相差甚遠(yuǎn);由于構(gòu)件后加部分與原構(gòu)件上的作用不同步,徐變,收縮、松弛里大,通常不能與原構(gòu)件同時(shí)達(dá)到承載能力的極限狀態(tài),因此給加固后構(gòu)件抗力計(jì)算增加了困難。
雖然存在請(qǐng)多的困難,但計(jì)算工作還是必不可少的,目前常用的計(jì)算原則有下述幾個(gè):
(1)原構(gòu)件與新加部分協(xié)同工作,同時(shí)達(dá)到承載能力的極限狀態(tài),
(2)原構(gòu)件能充分發(fā)揮作用,后加部分的承載能力進(jìn)行折減,
(3)原構(gòu)件承載能力折減,后加部分充分發(fā)揮作用;
(4)按材料的本構(gòu)關(guān)系、構(gòu)件受力形式和原構(gòu)件的應(yīng)力水平,從理論上計(jì)算構(gòu)件加固后的極限承載能力,
(5)當(dāng)原構(gòu)件承載能力較小時(shí),不考慮其承載能為,
(6)當(dāng)原構(gòu)件承載能力與設(shè)計(jì)荷載值相差不多時(shí),不考慮后加部分直接受力,僅考慮其軸助作用(如增加剛度,減小長(zhǎng)細(xì)比、高厚比等)。
計(jì)算方法是多種多樣的,但在實(shí)際加固設(shè)計(jì)中,計(jì)算只是起校核的作用,很少有嚴(yán)格地按計(jì)算結(jié)果進(jìn)行加固的,而多數(shù)清況是加固方案確定后,復(fù)核一下加固方案是否絕對(duì)安全。
結(jié)構(gòu)加固的目的是提高結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的安全度。安全度不僅包含構(gòu)件的承載能力,至少還應(yīng)該包括構(gòu)件的破壞形式,如果用可靠性指標(biāo)來表述這個(gè)問題,可以說。在同樣的安全等級(jí)下,延性破壞構(gòu)件的值可略低,脆性破壞構(gòu)件的值應(yīng)略高一些。在結(jié)構(gòu)加固計(jì)算中雖然考慮了這些問題,但是加固后構(gòu)件能否達(dá)到這一要求完全要靠加固的構(gòu)造和連接來實(shí)現(xiàn)。構(gòu)造合理,連接可靠,后加部分能發(fā)揮作用,并可改善原構(gòu)件的脆性破壞特性,相反,雖然加固后構(gòu)件的承載能力與計(jì)算值相差無幾,但構(gòu)件的原性破壞變成加固后的脆性破壞,其安全度依然沒有達(dá)到要求。對(duì)于加固后構(gòu)件的延性問題目前還缺乏是夠的重視。
加固所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。在建筑中,結(jié)構(gòu)投資所占的比例相對(duì)較少,在整個(gè)結(jié)構(gòu)中各部分構(gòu)件的破損又是不同步的,使用環(huán)境惡劣的構(gòu)件破損超前,環(huán)境好的構(gòu)件出現(xiàn)問題比較晚,因此,加固的費(fèi)用雖然比較高,但是與整個(gè)結(jié)構(gòu),整個(gè)建筑的投資來比,加固所耗費(fèi)用還是比較低的。但是對(duì)于一些使用年數(shù)較長(zhǎng),結(jié)構(gòu)構(gòu)件普遍存在問題,門窗、電器、取暖、上、下水等設(shè)備普遍需要。更換的建筑,或許拆除重建更好。
嚴(yán)格地講,國(guó)內(nèi)目前常用的加固技術(shù)都已有幾十年的應(yīng)用歷史。近幾年加固技術(shù)投有突破性的進(jìn)展,而是向綜合化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展,所謂綜合化是指通過借鑒各種加面方法的優(yōu)點(diǎn),取長(zhǎng)補(bǔ)短,形成新的混合型加固方法,如外包混凝土與外包鋼混合形成外包勁性配筋混凝土,外包鋼與預(yù)應(yīng)力法結(jié)合形成預(yù)加應(yīng)力外包鋼加固方法,外包鋼與粘鋼結(jié)合形成濕式外包鋼加固方祛等。所謂標(biāo)準(zhǔn)化和正規(guī)化是指有關(guān)結(jié)構(gòu)加固問題的研究進(jìn)行得比較多,這些研究成果和標(biāo)準(zhǔn)必將使得結(jié)構(gòu)加固與補(bǔ)強(qiáng)工作中的混亂的局面得以改觀。