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既有建筑加固改造技术迈上新征程

我国的建筑行业目前正处于新建与既有建筑物的改造与加固並重的阶段,全国现有建筑将近500亿㎡,所以既有建筑的加固和改造是摆在我们面前的一个巨大的市场。20世纪90年代,美国劳工部门曾做出“建筑维护改造业在21世纪将是世界各国最受欢迎的九大行业之一”预测。事实上,我国的加固改造业已悄然步入一个新时代。

既有建筑当混凝土质量不合格;梁和板在超载或温度应力过大开裂时;结构因火灾受损时;房子产生过大沉降时;或因过大不均匀沉降发生倾斜墙体开裂时;砖砌体砌筑砂浆强度太低,承载能力不够时;楼面使用荷载增加,承载能力不够时;……也就是说既有建筑不能继续健康工作时,我们必须对它加固,让它恢复健康,摘掉“危房”的帽子。

随着生活水平的提高,生产发展的需要既有房屋使用功能也需要作某些改变:如柱子太密,需要拔除一部分;承重墙拆掉一部分,变成大开间;楼面开大孔,需要截断一部分梁;梁截面太高影响使用,需把梁截面减小;把砖混结构改成框架结构等。这些都是高难度的改造工程。

加固的方法分非预应力加固法和预应力加固法二大类。我国加固规范里非预应力加固法主要有粘贴碳纤维布加固法,粘贴钢板加固法,加大截面加固法,外包钢加固法等。预应力加固法主要有无粘结钢绞线体外预应力加固大梁的技术。

我国还没有既有建筑改造技术规范,改造技术基本上还处于空白。

非预应力加固法与预应力加固法的主要区别是非预应力加固法是一种被动加固法,预应力加固法是主动加固法。非预应力加固法加固以后,不能马上起作用,要待结构变形继续增加以后才能逐渐起作用,所以加固以后裂缝宽度和挠度仍会继续增加。而且构件还存在应变滞后问题。

预应力加固法的主要优点是立即见效。随着预应力的施加,裂缝宽度随即变小,大梁产生反拱,构件原有钢筋的应力随即变小,没有应变滞后问题。

目前我国加固工程中使用最广的是“粘贴碳纤维布加固法”。碳纤维布的抗拉强度确实很高,是普通Ⅲ级钢筋6倍多,但是混凝土的抗拉强度很低,二者不匹配。当混凝土裂开时,碳纤维布的抗拉强度还只发挥了百分之几的作用,而砼一旦开裂,谁还敢继续使用,即使构件里的钢筋达到屈服强度,碳纤维布的强度也只能发挥百分之十几的作用。所以采用粘贴碳纤维布的加固方法是对国家资源的极大浪费;而且给结构留下了严重的安全隐患。

我国著名结构加固专家项剑锋于1988年创造了高强钢绞线体外预应力加固技术。 项剑锋系教授级高级工程师,国家一级注册结构工程师,中国建筑科学研究院工学硕士。他1968年从浙江大学土木系工业与民用建筑专业毕业,在从事了10年房屋设计工作以后,于1978年考取了中国建筑科学研究院首届研究生班攻读硕士学位,于1981年研究生毕业分配到浙江省建筑科学设计研究院工作,曾担任过结构研究室主任,结构加固技术研究室主任,特种技术工程公司总工程师,建研院负责结构与地基方面技术工作的总工程师,自2005年退休后成立了浙江剑锋加固工程有限公司。他从1988年便开始从事建筑物加固改造方面的咨询、设计和施工工作,在工程实践中他积累了20来项加固改造领域的自主创新技术。

项剑锋于1988年由于加固工程需要,将自己1978年~1981年在中国建筑科学研究院首届研究生班读研究生时掌握的在新建工程中使用的光面钢绞线预应力技术应用到加固工程中。创造了光面钢绞线体外预应力加固大梁的技术,并应用于多个加固工程中。该技术于1994年在上海举办的“94江、浙、沪城乡建设新产品、新技术展示会”上荣获金奖。

当无粘结钢绞线面市以后,项剑锋教授级高工又创造了无粘结钢绞线体外预应力加固大梁的技术和加固楼板的技术。从1995年开始又把无粘结钢绞线预应力技术应用于拔除承重柱,拆除承重墙,减小梁截面高度,楼面开大孔断梁,设备上楼,普通楼面上建密集型档案库,建游泳池,砖混结构改为框架结构等高难度的改造工程中,有体外的也有体内的,创造了一套无粘结钢绞线预应力加固改造技术。该项技术2006年通过浙江省城乡建设厅组织的全国专家鉴定委员会鉴定,于会专家一致认为该项技术达到国际先进水平。

项剑锋2005年从浙江省建筑科学设计研究院退休以后成立了以自己名字命名的加固公司,致力于推广这项自主创新的加固改造技术,又陆续应用了数百项加固改造工程。应用范围大致有以下11个方面:

1、体外预应力用于加固砼强度严重不足的大梁、火灾受损的大梁和严重开裂的大梁。

2、体外预应力用于加固承载能力相差很大的梁和板。

3、体外预应力用于减小梁的截面高度

4、体外预应力用于拔除承重柱。

5、体外预应力用于拆除承重墙。

6、体外预应力用于加固抗浮能力不足的水池池壁。

7、体内预应力用于拔除荷载和跨度均很大的承重柱。

8、体内预应力用于拆除荷载和跨度均很大的承重墙。

9、体内预应力用于断梁改造工程。

10、体内预应力用于加固严重开裂的桥面板。

11、将砖混结构房屋改成框架结构房屋的技术。




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