無(wú)論是在框架結(jié)構(gòu),還是在剪力墻結(jié)構(gòu)中,梁都是其中的重要構(gòu)件。梁在結(jié)構(gòu)中,承擔(dān)著上部構(gòu)件的荷載并進(jìn)行傳遞,同時(shí)提高房屋整體性,其中框架梁在地震中還起到抗震的作用。隨著荷載的不斷增大,梁會(huì)發(fā)生以彎曲為主的變形,梁體混凝土呈現(xiàn)上部受壓,下部受拉的狀態(tài)。
當(dāng)梁承受荷載過(guò)大,梁底部拉應(yīng)力過(guò)高時(shí),很容易導(dǎo)致梁承載力不足,梁底部混凝土開(kāi)裂?;炷灵_(kāi)裂不僅破壞結(jié)構(gòu)整體性,還會(huì)令混凝土保護(hù)層失效,加快鋼筋銹蝕。為保證結(jié)構(gòu)整體安全,杜絕安全隱患,應(yīng)及時(shí)對(duì)發(fā)生病害的梁進(jìn)行加固處理。
加固重點(diǎn)分析
梁屬于典型的受彎構(gòu)件,受彎構(gòu)件在加固中主要存在兩大重點(diǎn)加固方向:正截面加固與斜截面加固。正截面加固與斜截面加固針對(duì)方向不同,其中正截面加固可以理解為受彎加固,主要通過(guò)提高梁的抗拉強(qiáng)度、增加梁受彎承載力,來(lái)防止混凝土底部拉應(yīng)力過(guò)高引起開(kāi)裂。
斜截面加固,主要針對(duì)于梁受剪承載力不足進(jìn)行加固。梁受剪承載力不足,極易發(fā)生斜截面剪切破壞。不同于正截面破壞存在預(yù)兆,破壞前有反應(yīng)時(shí)間,斜截面發(fā)生破壞均具有脆性,破壞征兆不明顯,一旦發(fā)生破壞后果嚴(yán)重。因此無(wú)論是在新建結(jié)構(gòu)、還是結(jié)構(gòu)加固中都應(yīng)避免。
梁體正截面與斜截面加固在結(jié)構(gòu)加固中存在一定的差別,因此在加固前應(yīng)明確加固需求,確定加固方向。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)梁正截面強(qiáng)度不足需要加固時(shí),為了防止正截面加固對(duì)受彎承載力提高幅度過(guò)大導(dǎo)致梁的破壞形式轉(zhuǎn)變?yōu)槭芗羝茐?,宜在針?duì)正截面受彎加固同時(shí)進(jìn)行斜截面抗剪加固。
加固方法的選擇
增大截面加固法,通過(guò)增加混凝土截面面積以及鋼筋用量,能夠同時(shí)加固梁的正截面與斜截面,提高受彎與受剪承載力。但增大截面法加固梁提高幅度較為有限,且存在較大的問(wèn)題:其一是僅在樓層或屋面允許梁頂面突出時(shí)才能使用,對(duì)于大多數(shù)房屋來(lái)說(shuō)并不適用;其二利用混凝土材料,在腐蝕環(huán)境下存在問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)的可能,加固效果得不到保障。
碳纖維布加固、粘鋼加固二者作用機(jī)理類(lèi)似,對(duì)梁承載力提高的幅度要高于增大截面法,且在復(fù)雜環(huán)境中仍能穩(wěn)定服役。在梁加固中,可通過(guò)在梁底粘貼碳纖維布或鋼板進(jìn)行正截面加固提高受彎承載力,而斜截面受剪承載力的提高,需要通過(guò)U型箍的形式實(shí)現(xiàn)。因此這兩種方法中,要注意考慮U型箍是否布置與布置的合理性,同時(shí)注意錨固措施防止發(fā)生剝離破壞引起加固失效。
除此之外,對(duì)于部分廠(chǎng)房中的大跨徑梁來(lái)說(shuō),常規(guī)方法加固發(fā)揮效果有限,可以采用預(yù)應(yīng)力碳板通過(guò)主動(dòng)加固的形式,改善結(jié)構(gòu)受力。另一方面,針對(duì)于框架梁加固時(shí),還需要注意到梁柱節(jié)點(diǎn)起到的重要作用,保證節(jié)點(diǎn)能夠承受加固后梁傳遞的彎矩與剪力,防止節(jié)點(diǎn)優(yōu)先破壞造成的加固失效。