[发明专利]一种建筑物加固结构及加固方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，尤其是涉及一种对混凝土结构或砌体结构的建筑物进行修复和加固的建筑物加固结构及加固方法。

背景技术

随着我国经济建设的发展，桥梁、建筑等土木工程得到了飞速。由于建筑物用途转变、桥梁荷载等级提升、地震损伤、爆炸破坏等原因，造成结构物的维修加固。目前我国结构加固改造业成为土木工程领域主要行业之一。当前该行业的主要加固技术有FRP(碳纤维布、碳纤维板等)加固技术、加筋高性能砂浆加固技术、粘贴钢板加固技术、增大截面加固技术等。

1、FRP加固：该技术的施工操作性和施工质量好、对原结构的损伤小、不需要破坏原结构、对原结构净空影响小、不会改变原有的艺术特点、在提高承载力的同时对裂缝的抑制效果较好，粘贴FRP复合材料加固，也可对斜弯及异型结构等进行补强；但FRP也有以下几个弱点：FRP的强度非常高，而弹性模量却相对较低，当充分利用其强度时，FRP需要相当的变形，对于刚度也要求加固的结构来说是相当不适用的；粘贴FRP材料所用环氧树脂的耐火性与耐高温性能差，遇到火灾等对加固构件受力性能影响较大；加固构件延性不足，构件变形过大时会引起碳纤维的脆性断裂，从而导致结构的脆性破坏，对于需要较大变形或对抗震要求比较高的结构来说，这一点是十分不利的；环氧树脂层传递的剪力有限，剪切变形不断增长，超过极限剪应变后界面将发生剥离破坏，使得FRP的强度无法得到充分利用；同时，连接部位也会成为整个构件的薄弱环节。

2、加筋高性能砂浆加固：该技术与传统加固修补方法如粘钢、喷射混凝土加固技术等相比，有明显的技术优势，主要表现在如下几个方面：钢筋网等可采用高强度材料，抗拉强度高；表面经过处理后不易生锈，且与砂浆的粘结力好；高性能砂浆能够很好地与被加固构件粘结为一整体共同工作；能有效提高被加固构件的抗弯、抗剪承载力与变形能力，提高构件刚度；加固面层薄(加固层一般为15mm～25mm厚)，对净空几乎没有影响；该加固技术所采用的受力筋和无机胶凝材料与钢筋混凝土同性能、同寿命，均为传统意义上的常用建筑材料，其自身的防腐、耐高温、防火性能良好；施工周期短，不需要大型机具、设备；施工干扰小，在较小的空间中即可实施加固结构的施工，除了混凝土表面处理时的灰尘需要控制以外，对一般建筑物的正常使用几乎无干扰；技术施工操作方便，在正常施工条件下有效粘结面积基本可以达到100％，施工质量可以得到有效保证；加固后结构自重增加不大，结构外观尺寸和形状改变很小，与其它加固方法相比，节省了大量的机械台班费、人工费和检测费；适用面广，可广泛适用于各种结构类型(如桥梁、建筑物、构筑物、隧道、涵洞等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、拱、壳等)的加固修补；维修成本低，维修费用比其它加固方法至少减少1/2以上，维修周期大幅延长，从而大幅度降低维修费用。但该加固技术也存在如下缺点：该方法需通过膨胀螺栓、抗剪销钉等固定受力筋，并提供抗剪粘结强度，施工较麻烦且对原结构构建造成一定损伤；加固层与原结构之间交易发生粘结剥离破坏，加固材料的强度不易充分利用；在结构的刚度和延性要求较高的情况下难以满足。

3、粘钢加固：该技术基本不增加构件及结构的荷载，不改变原设计的结构体系和受力形式，不影响桥梁的使用净空间、不影响构件的外观；胶粘剂硬化时间快，施工周期短；胶粘剂强度高于混凝土本体强度，可以使加固体与原构件形成一个良好的整体而共同工作，受力较均匀，较少在混凝土中产生应力集中现象；加固效果显著，工艺简单，不需特殊设备，所需劳动力少，易于操作。但粘钢加固中钢板的锚固问题比较突出，必须保证钢板在拉断之前不得发生脱胶等粘结破坏现象，要求钢板在锚固区的粘结受剪承载力必须大于钢板的受拉承载力；另外，对于钢板的防腐要求高，长期维护代价稍高。

4、增大截面加固：该技术是通过增大梁底面或侧面的尺寸，增配主筋，提高梁或柱的有效高度和抗弯强度，从而提高结构承载力。在我国加大截面法是一种传统的加固方法，工艺简单，适用面广。但是，这种方法要求的现场湿作业工作量大，养护时间较长，加厚部分使桥梁自重和恒载弯矩增加较多，承载力受压区原有混凝土强度限制，且影响结构净空，对原结构使用空间有较大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单，设计合理，施工方便，结构承载力、延性和刚度好的建筑物加固结构。