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悬挑梁加固方法介绍

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2020-07-28
浏览:14
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建筑设计、施工中,经常可遇到悬挑梁结构,悬挑结构常常处于室外,面对雨水、二氧化碳的侵蚀、以及使用原因导致承载力降低,一旦出现裂缝可能会进一步扩大。

考虑到悬挑梁在整个结构体系中的受力的特殊性,一旦因设计、施工质量和使用环境等原因,导致挑梁出现裂缝和变形等问题,将构成较大安全隐患。

设计问题

01 荷载取值问题

按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),活荷载标准值2.5-3.5kN/m²,若取1.5kN/m²,会造成设计安全隐患。

02 设计计算失误

砌体结构中对钢筋混凝土挑梁的抗倾覆验算中,挑梁计算倾覆点与墙外边缘的距离应按照《砌体结构设计规范》(GB50003-2011)的要求:

当l1≥2.2hb时,x0可近似取x0=0.3hb,且不大于0.13l1

当l1≥2.2hb时,直接取x0=0.13hb

式子中l1为挑梁埋入砌体的长度(mm);x0为计算倾覆点到墙外边缘的距离(mm);hb为挑梁的截面高度(mm)。

因此,在计算外悬挑长度l0时,应该是l0=l+0.3hb,但有些设计却直接采用l0=l,这样设计控制弯矩将严重偏小。

03 抗剪设计失误

规范规定,悬臂梁长度大于1.5m时,必须设置一排弯起钢筋用以抗剪,若梁端有集中荷载,必须设置两排弯起筋。现实中,挑梁端部常因用户的需要而在梁端设有240mm厚砌筑围护墙的等效集中线荷载,但设计时却可能忽视这个问题,从而造成质量事故。

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工程上很多挑梁问题就出在抗剪力不足的问题上,而箍筋和弯起钢筋的合理配置是能否符合要求的关键。

施工问题

施工问题主要有两方面:

01 钢筋配置不当

因为现场工人操作时容易将悬挑梁的负筋踩踏下去,造成梁板计算控制截面的有效高度h0减小;此外,还有钢筋位置配反的情况,此种情况更加危险,拆模时就可能坍塌。

02 混凝土强度和尺寸不足

这种情况亦是工程中易发生的问题。强度的不足意味着受压区面积增大而受拉主筋h0减小,主筋拉应力增大,拆模后会有较大变形及裂缝产生,从而形成隐患。

03 其他原因

施工中钢筋少配或误配、材料使用不当或失误(如使用光圆代替螺纹钢)、劣质水泥、未经设计验算随意套用其他混凝土配合比,都会影响构件的质量。

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质量问题处理方法

对于存在质量问题的悬挑梁,其加固方法有很多,下面对工程中行之有效的几种方法加以探讨与分析。

01 粘钢加固

粘钢法即采用环氧树脂胶对原挑梁进行体粘钢加固。此种方法是发展较为成熟的技术,特点是针对性较强,且现场施工简单,对原结构的损伤和扰动很小,几乎不增加原结构体积。

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缺点是粘贴钢板的应力滞后现象。由于悬臂梁加固一般是在不卸荷的情况下进行施工的,原梁中的钢筋已有一定的应力存在,而所粘贴的钢板在后加荷载作用下才会产生应力。

02 碳纤维加固

碳纤维布在顺纤维方向上具有很高的拉伸强度和疲劳强度,适用于结构构件受拉区域的加固。在悬挑梁受拉区域粘贴碳纤维布进行抗弯加固,并在悬挑梁支座处增加横向压条。在加固区域以外,两端留有足够的锚固长度。

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图2.webp.jpg

碳纤维加固也是比较成熟的一项技术,碳纤维加固与外包型刚类似,它比外包型刚更加简便,且易于运送,外界条件对其几乎无腐蚀作用,施工简单且不会破坏原结构等优良特质。

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03 增大截面

当悬挑梁承载力相差较大,刚度也不满足要求时,采用增截面法加固比较有效。加固设计时,可根据原构件的受力性质、构造特点和现场条件,选用三面加厚、两面加厚或单面加厚等构造形式。

补浇的混凝土处在受拉区,它对补加的钢筋起到粘结和保护作用;补浇的混凝土处在受压区时,增加了构件的有效高度,从而提高了构件的抗弯、抗剪承载力,增加了构件的刚度,加固效果很明显。

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增大截面法与一般方法比较,施工质量易于保证,补浇混凝土前应对原有挑梁基层进行凿毛处理,并清理干净,然后在剔凿表面涂抹高分子界面胶,使新旧混凝土面结合良好,解决新旧界面荷载传递的问题。

注意:由于加固构件实际上为叠合构件,主要表现在混凝土应变滞后,钢筋应力超前。因此,设计上应对增补钢筋强度设计值强度乘以一定的折减系数。

04 挖补加固法

若悬挑根部不满足要求但配筋充足,可采用挖补加固法增加悬缝根部厚度。加固这类构件时,先用脚手架或支撑将待加固悬挑梁的底部固定牢靠,并能承受结构自重与施工荷载而不下沉。

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如图所示,先用钢钻将悬板根部混凝土打掉,再挖去混凝土的底面重新倾斜支模,清洗混凝土接口处,刷上素水泥浆再用不小于C25的细石混凝土补充,使新浇混凝土悬挑根部加厚,并注意养护。这种方法可以彻底解决悬挑根部上皮裂缝和变形问题。

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总结

在工程检测中,原结构承载力达到一定程度后,加固结构才开始受力,同时,上述加固方法对悬挑构件进行补强加固,为二次受力状态,不是新旧结构简单地叠加受力,受力分布也不均匀,因此不可简单地做叠加计算。

为了使加固后的构件更加安全,应适当加大设计的安全系数,以达到最理想、最经济的加固效果,并且施工时严格按标准执行,确保达到使用要求。

关键词:
卡本科技
碳纤维布
裂缝胶
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