四川建筑加固淺談：建筑結構的檢測與加固研究
發布時間：2019-07-22 21:15 來源：m.szqd888.com
[摘要] 一、火災對建筑結構的影響
了解火災對建筑結構造成損害的機理和破壞作用。混凝土是以水泥為膠凝材料，加粗骨料（石子）、細骨料（砂）、摻和料、外加劑等用水和，硬化而成的人工石。
四川建筑加固淺談：建筑結構的檢測與加固研究
一、火災對建筑結構的影響
了解火災對建筑結構造成損害的機理和破壞作用?；炷潦且运酁槟z凝材料，加粗骨料（石子）、細骨料（砂）、摻和料、外加劑等用水和，硬化而成的人工石。
它在火作用下的機理可歸納為以下三個方面：第一，表面受火處溫度升高比內部快，內外溫差引起混凝土開裂?；馂臅r，混凝土中各種水分迅速汽化，體積明顯膨脹，沖破障礙迅速逃逸，導致強度下降；
第二，水泥石受熱分解，使膠體的粘結力破壞，出現裂縫，表面發毛、起砂、呈蜂窩狀、出現龜裂、邊角潰散脫落等現象；
第三，骨料和水泥石間的熱不相容，水泥石受拉，骨料受壓，導致應力集中和微裂縫的開展。破壞的程度取決于溫度升高的速率、****溫度和火作用持續的時間：當溫度低于500℃時，澆水冷卻的混凝土強度低于自然冷卻后的強度，而高于600℃時，澆水冷卻后的強度高于自然冷卻后的強度?；饘︿摬牡闹饕绊?，表現在原子熱振動加劇并擴散，產生軟化，到一定程度后可抵消硬化的影響。高溫時，原子間的結合力也有所降低，從而增加滑移變形，減少了抗滑能力。
在1400℃時，鋼筋進人液態，失去了抵抗荷載的能力。火災時，鋼筋與混凝土間的粘結強度隨溫度升高呈下降趨勢，且對光圓鋼筋的影響比螺紋鋼筋更為突出?；馂膶ζ鲶w的作用由磚塊材質和砂漿性能決定，砂漿的彈性模量比磚的彈性模量小，熱膨脹比磚大，因而在高溫受壓時產生比磚塊更大的橫向變形。
二、建筑結構的災后檢測
建筑結構加固前的檢測十分重要，它可以避免加固中的盲目性。但是，通過檢測所作的鑒定只能大概地確定結構的現狀。為此，鑒定檢測工作必須盡可能多的調查、實測，以便對結構的現狀作出較客觀的判斷。鑒定工作包括資料收集、現狀的檢測、抗力的驗算和加固的建議。
發生火災后，首先應由業主會同消防、設計、質檢等部門對建筑物受損情況進行調查及檢測，主要內容應包括：火災溫度，結構材料性能，受損結構外觀及變形情況等。
①輕度損害：在局部范圍內的表面損害，邊沿剝落和產生裂縫；②中度損害：結構部件沒有塑性變形，但有嚴重的截面損害以及鋼筋強度降低；③在單個建筑部件和結構范圍中的嚴重損害：承重構件部分或完全失去作用，但不致倒塌；④化學損害：目前**重要的情況是聚氯乙烯燃燒氣體對混凝土結構的侵蝕。
（二）受損構件的修復加固
1.基本原則
修復加固設計應簡單易行、安全可靠、經濟合理；要注意被加固構件的節點構造和施工方法，保證加固部分與原結構共同工作，并考慮加固對建筑物總體應力變化的影響。
2.確保施工質量
由于修復加固的構造及施工方法與正常建設時不同，故必須強調精心施工，確保質量。如某一框架梁用“加大截面法”修復加固，要求在原構件表面外包5cm左右一層混凝土，施工難度較大，需采用專門的施工設備和工藝，如用小直徑振搗棒振搗或用人工插搗等。
（三）結構加固方法
1.各種結構加固方法的原則
鏟除損壞的混凝土，必要時加鋼筋來保證結構部件具有完全的承載力，按照需要的尺寸用相應的混凝土給截面復原，加固可采用置換、繞絲、粘鋼和粘玻璃鋼等方式。對于不影響結構部件的承載能力的輕度損害，只要鏟除松弛的混凝土部分，再進行填補，作好混凝土表面，以保證鋼筋不受銹蝕。火災區混凝土在受熱后因水泥石收縮變形而產生的內應力和由于火災升溫、降溫階段的溫度分布不均勻所產生的溫度應力等，使其燒傷區內微觀結構發生一系列的變化，導致混凝土內部出現微細裂縫，降低混凝土強度，增大其三塑性變形。
為確定混凝土被破壞的程度，采用超聲脈沖法進行了燒傷深度的檢測，采用拔出法輔以鉆取混凝土芯樣，對梁、柱混凝土強度進行檢測。對于能夠造成結構承載能力降低的中度損害，應小心地鏟去損害的混凝土層。這種混凝土層從火燒的顏色即可看出，不必對其強度作****的調查，而火燒顏色因混凝土組成和達到的溫度不同而不同。一般來說，受損的混凝土呈儲紅色存留的，混凝土表面****利用噴砂清洗干凈并弄粗糙。
如果鋼筋強度降低，需要置放附加鋼筋。**后用相應強度的新混凝土給截面復原。新、舊混凝土之間必須有良好結合，鋼筋必須有良好結合，并且握裹力強，另外采用粘結鋼和玻璃鋼結合的方法有很大的優越性，根據結構部件的不同，大多采用噴射混凝土或者模板澆注。嚴重損害應該根據現場情況個別處理，常常需要局部加固或拆掉重建。
一般是采用安放圈套進行的，圈套尺寸的選擇應保證能有足夠地方放置附加鋼筋，并能順利澆灌混凝土。圈套大都做成模板，柱子較高時可分節制作，加固時小心謹慎地鏟去全部受損松弛的混凝土，保證柱子中不留內部裂縫，必要時采取加支架等安全措施。柱子的加固還應按照應力要求放置附加鋼筋，要采用細鋼筋做箍筋，布置密度要大。
（2）梁
尤其是板梁大多總是在下側被燒損，即火災損害主要在受拉區。由于混凝土層剝落，常使鋼筋外露，加固時應加必要的附加鋼筋。在鏟除松弛受損的混凝土層后，再將附加筋放置到梁上，保證附加鋼筋的良好錨接。另外在梁上應優先采用噴射混凝土。在板上可能有兩種情況：一是混凝土覆蓋層不能保持??；二是下面的鋼筋可能外露，在一些地方混凝土與鋼筋之間不存在任何聯接。這兩種情況下都應高度注意鋼筋的強度，要配置足夠的附加鋼筋。對砌體等其它建筑構件的加固也應按類似的方法進行
一、火災對建筑結構的影響
了解火災對建筑結構造成損害的機理和破壞作用?；炷潦且运酁槟z凝材料，加粗骨料（石子）、細骨料（砂）、摻和料、外加劑等用水和，硬化而成的人工石。
它在火作用下的機理可歸納為以下三個方面：第一，表面受火處溫度升高比內部快，內外溫差引起混凝土開裂?；馂臅r，混凝土中各種水分迅速汽化，體積明顯膨脹，沖破障礙迅速逃逸，導致強度下降；
第二，水泥石受熱分解，使膠體的粘結力破壞，出現裂縫，表面發毛、起砂、呈蜂窩狀、出現龜裂、邊角潰散脫落等現象；
第三，骨料和水泥石間的熱不相容，水泥石受拉，骨料受壓，導致應力集中和微裂縫的開展。破壞的程度取決于溫度升高的速率、****溫度和火作用持續的時間：當溫度低于500℃時，澆水冷卻的混凝土強度低于自然冷卻后的強度，而高于600℃時，澆水冷卻后的強度高于自然冷卻后的強度?；饘︿摬牡闹饕绊?，表現在原子熱振動加劇并擴散，產生軟化，到一定程度后可抵消硬化的影響。高溫時，原子間的結合力也有所降低，從而增加滑移變形，減少了抗滑能力。
在1400℃時，鋼筋進人液態，失去了抵抗荷載的能力。火災時，鋼筋與混凝土間的粘結強度隨溫度升高呈下降趨勢，且對光圓鋼筋的影響比螺紋鋼筋更為突出?；馂膶ζ鲶w的作用由磚塊材質和砂漿性能決定，砂漿的彈性模量比磚的彈性模量小，熱膨脹比磚大，因而在高溫受壓時產生比磚塊更大的橫向變形。
二、建筑結構的災后檢測
建筑結構加固前的檢測十分重要，它可以避免加固中的盲目性。但是，通過檢測所作的鑒定只能大概地確定結構的現狀。為此，鑒定檢測工作必須盡可能多的調查、實測，以便對結構的現狀作出較客觀的判斷。鑒定工作包括資料收集、現狀的檢測、抗力的驗算和加固的建議。
發生火災后，首先應由業主會同消防、設計、質檢等部門對建筑物受損情況進行調查及檢測，主要內容應包括：火災溫度，結構材料性能，受損結構外觀及變形情況等。
三、建筑結構的加固和修復
（一）火災損害分類①輕度損害：在局部范圍內的表面損害，邊沿剝落和產生裂縫；②中度損害：結構部件沒有塑性變形，但有嚴重的截面損害以及鋼筋強度降低；③在單個建筑部件和結構范圍中的嚴重損害：承重構件部分或完全失去作用，但不致倒塌；④化學損害：目前**重要的情況是聚氯乙烯燃燒氣體對混凝土結構的侵蝕。
（二）受損構件的修復加固
1.基本原則
修復加固設計應簡單易行、安全可靠、經濟合理；要注意被加固構件的節點構造和施工方法，保證加固部分與原結構共同工作，并考慮加固對建筑物總體應力變化的影響。
2.確保施工質量
由于修復加固的構造及施工方法與正常建設時不同，故必須強調精心施工，確保質量。如某一框架梁用“加大截面法”修復加固，要求在原構件表面外包5cm左右一層混凝土，施工難度較大，需采用專門的施工設備和工藝，如用小直徑振搗棒振搗或用人工插搗等。
（三）結構加固方法
1.各種結構加固方法的原則
鏟除損壞的混凝土，必要時加鋼筋來保證結構部件具有完全的承載力，按照需要的尺寸用相應的混凝土給截面復原，加固可采用置換、繞絲、粘鋼和粘玻璃鋼等方式。對于不影響結構部件的承載能力的輕度損害，只要鏟除松弛的混凝土部分，再進行填補，作好混凝土表面，以保證鋼筋不受銹蝕。火災區混凝土在受熱后因水泥石收縮變形而產生的內應力和由于火災升溫、降溫階段的溫度分布不均勻所產生的溫度應力等，使其燒傷區內微觀結構發生一系列的變化，導致混凝土內部出現微細裂縫，降低混凝土強度，增大其三塑性變形。
為確定混凝土被破壞的程度，采用超聲脈沖法進行了燒傷深度的檢測，采用拔出法輔以鉆取混凝土芯樣，對梁、柱混凝土強度進行檢測。對于能夠造成結構承載能力降低的中度損害，應小心地鏟去損害的混凝土層。這種混凝土層從火燒的顏色即可看出，不必對其強度作****的調查，而火燒顏色因混凝土組成和達到的溫度不同而不同。一般來說，受損的混凝土呈儲紅色存留的，混凝土表面****利用噴砂清洗干凈并弄粗糙。
如果鋼筋強度降低，需要置放附加鋼筋。**后用相應強度的新混凝土給截面復原。新、舊混凝土之間必須有良好結合，鋼筋必須有良好結合，并且握裹力強，另外采用粘結鋼和玻璃鋼結合的方法有很大的優越性，根據結構部件的不同，大多采用噴射混凝土或者模板澆注。嚴重損害應該根據現場情況個別處理，常常需要局部加固或拆掉重建。
四、各類建筑部件的加固
（1）柱子的加固一般是采用安放圈套進行的，圈套尺寸的選擇應保證能有足夠地方放置附加鋼筋，并能順利澆灌混凝土。圈套大都做成模板，柱子較高時可分節制作，加固時小心謹慎地鏟去全部受損松弛的混凝土，保證柱子中不留內部裂縫，必要時采取加支架等安全措施。柱子的加固還應按照應力要求放置附加鋼筋，要采用細鋼筋做箍筋，布置密度要大。
（2）梁
尤其是板梁大多總是在下側被燒損，即火災損害主要在受拉區。由于混凝土層剝落，常使鋼筋外露，加固時應加必要的附加鋼筋。在鏟除松弛受損的混凝土層后，再將附加筋放置到梁上，保證附加鋼筋的良好錨接。另外在梁上應優先采用噴射混凝土。在板上可能有兩種情況：一是混凝土覆蓋層不能保持??；二是下面的鋼筋可能外露，在一些地方混凝土與鋼筋之間不存在任何聯接。這兩種情況下都應高度注意鋼筋的強度，要配置足夠的附加鋼筋。對砌體等其它建筑構件的加固也應按類似的方法進行