無論是在框架結(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)件的荷載并進行傳遞,同時提高房屋整體性,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)梁承受荷載過大,梁底部拉應(yīng)力過高時,很容易導(dǎo)致梁承載力不足,梁底部混凝土開裂?;炷灵_裂不僅破壞結(jié)構(gòu)整體性,還會令混凝土保護層失效,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)及時對發(fā)生病害的梁進行加固處理。
加固重點分析
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方向不同,其中正截面加固可以理解為受彎加固,主要通過提高梁的抗拉強度、增加梁受彎承載力,來防止混凝土底部拉應(yīng)力過高引起開裂。
斜截面加固,主要針對于梁受剪承載力不足進行加固。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。一般來說,當(dāng)梁正截面強度不足需要加固時,為了防止正截面加固對受彎承載力提高幅度過大導(dǎo)致梁的破壞形式轉(zhuǎn)變?yōu)槭芗羝茐?,宜在針對正截面受彎加固同時進行斜截面抗剪加固。
加固方法的選擇
增大截面加固法,通過增加混凝土截面面積以及鋼筋用量,能夠同時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,且存在較大的問題:其一是僅在樓層或屋面允許梁頂面突出時才能使用,對于大多數(shù)房屋來說并不適用;其二利用混凝土材料,在腐蝕環(huán)境下存在問題重復(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理類似,對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,可通過在梁底粘貼碳纖維布或鋼板進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U型箍的形式實現(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,對于部分廠房中的大跨徑梁來說,常規(guī)方法加固發(fā)揮效果有限,可以采用預(yù)應(yīng)力碳板通過主動加固的形式,改善結(jié)構(gòu)受力。另一方面,針對于框架梁加固時,還需要注意到梁柱節(jié)點起到的重要作用,保證節(jié)點能夠承受加固后梁傳遞的彎矩與剪力,防止節(jié)點優(yōu)先破壞造成的加固失效。