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施工安全評職論文簡述鋼筋混凝土結(jié)構事故分析

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摘 要: 本文通過對混凝土結(jié)構事故分析,論述鋼筋混凝土構件的加固方法。

  摘 要: 本文通過對混凝土結(jié)構事故分析,論述鋼筋混凝土構件的加固方法。

  關鍵詞: 施工安全評職論文,發(fā)表論文期刊網(wǎng),鋼筋混凝土,構件,裂縫,變形,事故,分析,加固

  在工程建設中,我們由于勘察設計、施工、使用等方面存在某些缺點和錯誤,工程質(zhì)量存在很多問題,這些問題不僅影響使用,造成質(zhì)量隱患,還給人們的生命和財產(chǎn)帶來巨大損失。為盡可能挽回損失,我們常常需要對這些存在質(zhì)量問題的建筑結(jié)構進行加固處理,消除缺陷和隱患,使建筑結(jié)構得到補救。以下便是作者在學習了有關方面知識后的一些體會,盼望與同行交流共進,不適之處請斧正。

  一、常見建筑結(jié)構事故及其原因分析

  建筑結(jié)構質(zhì)量事故包括結(jié)構構件制作質(zhì)量不符合設計要求、結(jié)構局部損壞、結(jié)構倒塌等。在工程項目的方案選定、設計、施工、使用階段,任何一個階段均有可能出現(xiàn)差錯。造成事故的原因是多方面的,有的是勘察、設計原因,有的是施工、建材原因,有的是使用不當?shù)脑颍械氖亲匀粸暮υ斐傻摹W顬槌R姷氖鹿时憩F(xiàn)是混凝土強度達不到設計要求,或者構件出現(xiàn)裂縫。前者根據(jù)事故出現(xiàn)的構件不同,加固處理的方法各相徑庭,本文只對造成的原因進行分析;而后者大多數(shù)通過補強加固,可以挽救,處理方法也具有一定的普遍性,因此除分析其產(chǎn)生的原因外,還羅列一些加固方法。

  二、 混凝土強度達不到設計要求的事故分析

  混凝土強度與諸多因素有關。主要是原材料達不到規(guī)定的要求、配合比不準、攪拌不均勻、振搗不實及養(yǎng)護不良造成。水灰比過大,多余的水分殘留在混凝土中形成水泡,蒸發(fā)后形成氣孔,混凝土密實度差,并且水泥漿與骨料的粘結(jié)力低,造成強度混凝土低;相反水灰比過小,和易性欠佳,混凝土攪拌不均、振搗不易密實,會形成蜂窩、麻面、露筋、空洞等缺陷,造成混凝土強度低、構件截面削弱,致使結(jié)構構件承載力下降,引發(fā)事故。此外,混凝土的強度與養(yǎng)護溫度、濕度和齡期有關,比如養(yǎng)護時期的氣溫越低混凝土強度發(fā)展愈慢。養(yǎng)護期內(nèi)不能保持混凝土的濕度,水分蒸發(fā)過快,水泥水化不完全;冬季施工氣溫低,混凝土凍脹這些都會引起強度降低。因此在設計和施工過程中應注意以上因素,避免事故的發(fā)生。

  三、 構件裂縫

  建筑物的破壞與倒塌大多數(shù)是從裂縫的擴展開始的,也就是說裂縫是結(jié)構破壞的前兆,因此人們十分關注它,對混凝土結(jié)構構件的裂縫進行了許多研究、調(diào)查,經(jīng)分析引起裂縫的原因可歸結(jié)成兩大類:第一類,由外荷載引起的裂縫,也稱受力裂縫,與荷載相應,預示著結(jié)構承載力可能不足;第二類,由變形引起的裂縫,如溫度變化、混凝土收縮、地基不均勻沉降等,當變形得不到滿足,在結(jié)構內(nèi)部產(chǎn)生自應力,自應力超過混凝土允許應力即會形成裂縫。調(diào)查資料表明:兩類裂縫中,變形引起的裂縫占主導,約占結(jié)構總裂縫的80%(包括兩種類型共同作用,但以變形為主),屬于荷載引起的裂縫約占20%(包括兩種類型共同作用,但以荷載為主)。

  混凝土結(jié)構產(chǎn)生裂縫的原因是多種的,其裂縫的形式也是多樣的。進行裂縫原因分析可為裂縫危害性評定、裂縫的修補和加固提供依據(jù),并且可在工程建設的各個環(huán)節(jié),加以防范,有效地防止裂縫的發(fā)生。

  (一)變形裂縫的產(chǎn)生的原因和預防措施

  混凝土凝固過程中,多余水分蒸發(fā)、水泥和水起水化作用逐漸硬化不斷緊縮,均導致混凝土體積收縮而形成收縮裂縫,并隨時間增長而加大。這種收縮裂縫一般除和養(yǎng)護有關,還和振搗、混凝土原料收縮量有關,振搗過度,表面形成水泥漿較多,收縮量大。另外,采用含泥量較大的砂石配制的混凝土,也會加大收縮,容易產(chǎn)生收縮裂縫。為了防止這類裂縫的發(fā)生,應控制混凝土中水泥用量、水灰比和砂率不能過大,嚴格控制砂石含泥量,混凝土應振搗密實,同時要加強養(yǎng)護、保持濕潤。

  鋼筋混凝土結(jié)構隨著溫度變化而產(chǎn)生熱脹冷縮,即溫度變形。當此變形受到約束時,混凝土內(nèi)部將產(chǎn)生拉應力,拉應力超過抗拉強度,即會出現(xiàn)裂縫。有三種情況下可能出現(xiàn)溫度裂縫:①環(huán)境溫差較大,結(jié)構截面均勻伸縮②構件上下溫差大(如室內(nèi)外溫度差)③構件內(nèi)外溫差大(例如大體積混凝土澆筑時產(chǎn)生水化熱)。得知溫度裂縫發(fā)生的原因,我們可以采取相應的措施進行預防,比如:設置溫度伸縮縫、選擇適宜的季節(jié)澆筑大體積混凝土或用冰水拌制(減少水化熱)、選用礦渣水泥或粉煤灰水泥(水化熱和收縮小)、大體積混凝土分層澆筑、混凝土養(yǎng)護時保濕防寒、設置后澆縫等。

  地基受荷后壓縮變形,使上部結(jié)構產(chǎn)生不均勻沉降,結(jié)構構件變形產(chǎn)生裂縫。產(chǎn)生的原因有:結(jié)構荷載分布差別過大、結(jié)構剛度差別懸殊、地基土質(zhì)不均勻等。如果我們設計時,在房屋的總體布置上,注意房屋的高差適度;在軟弱地基上,平面形狀力求簡單,而形體復雜的設置沉降縫;加強房屋整體剛度,通過縱橫結(jié)構拉通等手段使得地基、基礎、上部結(jié)構共同作用。施工時,注意安排好施工順序,先重后輕、先高后低、先沉降大后沉降小;設置后澆帶等。做到這些要求,即能有效地預防地基不均勻沉降,消除沉降裂縫的因素。

  此外,施工不當也會留下裂縫。由于多種原因,混凝土不能連續(xù)澆筑,中斷后新舊混凝土間形成施工縫,處理不好,往往成為弱點,混凝土收縮或受力變形后呈現(xiàn)裂縫。

  (二)外荷載引起的受力裂縫

  由外荷載引起的受力裂縫在設計、施工、使用環(huán)節(jié)均可能發(fā)生。設計中,鋼筋錨固長度不夠,鋼筋滑移裂縫;構件鋼筋構造設置不妥、構件剛度不足變形大、計算簡圖與實際受力不符等引起開裂。施工時,構件起吊過程中動力過大、起吊點不妥引起裂縫。使用階段的地震作用,結(jié)構變形大,構件難以承受,最終開裂。

  對表面的一般性的裂縫缺陷,對結(jié)構安全無太大影響,進行適當修整即可,本文不再贅述。對影響結(jié)構性能、安全的缺陷,就必須進行補強加固,以下列舉一些常見的加固方法。

  四、鋼筋混凝土構件常見的加固方法

  常見的加固方法有:加大截面加固法、外包鋼加固法、受彎構件外部粘鋼加固法、預應力加固法、改變結(jié)構傳力途徑加固法。每種加固方法各有特點和適用范圍,應根據(jù)具體條件加以選擇。

  (一) 加大截面加固法

  這種加固法也稱外包混凝土加固法。它是增大構件的截面和配筋,以提高構件強度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性。為了保證補加混凝土和鋼筋的正常工作,需按鋼筋的間距和保護層等構造要求,決定適當增大截面尺寸。加固中還應將新、舊鋼筋焊接,做好新舊混凝土的結(jié)合。適用范圍較大,可用于加固板、梁、柱、基礎、屋架等。

  (二)外包鋼加固法

  外包鋼加固法是鋼筋混凝土梁、柱四角包以型鋼,并連接成整體,外包鋼構架可以完全或部分替代原構件工作,達到加固的目的。鋼材可用角鋼、槽鋼、鋼板等。對于矩形構件大多在構件的四角包角鋼,橫向用鋼板連接,而圓形截面可用扁鋼加套箍的辦法加固。外包鋼加固優(yōu)點是:構件截面尺寸增加不多,但構件承載力可大幅度提高,且原構件受到外包鋼的約束,承載力和延性得到提高,施工簡便,適當范圍廣泛。

  (三)受彎構件外部粘鋼加固法

  用結(jié)構膠粘劑,將高強度鋼板粘貼于被加固的構件的受力部位,使混凝土和鋼板連成一個新的整體,共同受力,能充分發(fā)揮粘鋼的強度,封閉粘貼部位的裂縫,約束混凝土變形,有效地提高了加固構件的剛度與抗裂性。此法具有所占空間小、施工周期短、材料消耗少、工藝簡便的優(yōu)點,但要求加固所用膠粘劑必須強度高、耐久性好、具有一定彈性。目前這種加固法由于缺乏動載試驗,一般只適用于承受靜載作用的受彎構件。

  (四)預應力加固法

  該方法用預應力鋼拉桿或型鋼撐桿對結(jié)構構件進行加固,通過施加預應力,強迫后加的拉桿或撐桿受力,與原結(jié)構共同工作,改變原結(jié)構內(nèi)力分布,從而降低原結(jié)構應力水平,使結(jié)構總承載力顯著提高。水平拉桿適用于正截面受彎的加固構件,撐桿適用于提高軸心受壓及偏心受壓鋼筋混凝土柱。

  (五) 改變結(jié)構傳力途徑加固法

  改變結(jié)構傳力途徑加固法是通過增設支點(柱或托架)的辦法,使結(jié)構受力體系得以改變。結(jié)構承載力不足的部位得到支撐,從而能較大幅度地提高承載力。例如,在梁、板跨中增設支點后,減少計算跨度,減小和限制梁板的撓曲變形。這種方法的優(yōu)點是施工簡單,受力可靠。缺點是使用空間會受到一定的影響。此法適用于梁、板、桁架等結(jié)構的加固。

  構件加固方法還有很多,本文不再一一列舉。技術人員在工程事

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