议悬挑梁的病害成因和预防对策

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　　摘 要:悬挑结构产生裂缝和变形过大的原因,可分为设计、施工质量和使用环境的问题,本文针对工程中的悬挑梁的病害成因作出了分析和总结,并提出了预防措施,供大家交流参考。
　　关键词:悬挑梁;二氧化碳;混凝土
　　中图分类号:TU201.2 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)020(C)-0102-01
　　
　　引言:悬挑结构设计受力的合理性、设计安全储备的控制、施工质量的把握、对有质量问题的悬挑梁加固的可行性和针对性都很重要,本文将对这些问题进行深入分析与探讨。
　　一、设计中存在的问题
　　(一)设计中的常见作法。悬挑梁的设计一般先假定截面,然后再根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求,分别进行计算和验算。在工程设计中,设计人员一般依据文献推荐的悬挑梁截面高度h取梁计算跨度l的1/8―1/6的规定初选截面。当悬挑梁的计算跨度较大,或者由于房屋结构开间较大,作用于悬挑梁自由端处的纵向梁上承受比较重的围护结构,纵向梁需要比较大的截面高度时,设计人员常有意无意地增大悬挑梁的截面高度,认为梁截面高度的增大,结构可能偏于安全,主要从两个方面考虑:(1)可以不必作挠度验算。(2)符合按极限状态进行构件承载力设计的原理。
　　(二)荷载的取值。按建筑结构荷载规范(GB500092001)规定,应取活荷载标准值2.5kN/m2―3.5kN/m2,而有的则取1.5kN/m2,从而造成严重的设计隐患。
　　(三)设计计算失误。砌体结构中对钢筋混凝土挑梁的抗倾覆验算中,挑梁计算倾覆点于墙外边缘的距离有如下规定,(见《砌体结构设计规范》(GBS0003―2001)应严格执行挑梁埋八砌体的长度计算倾覆点到墙外边缘的距离,挑梁的截面高度。
　　(四)抗剪设计的失误。构造规定,悬臂梁长度大于1.5m时,必须设计置一排弯起钢筋用以抗剪,如梁端遇有集中荷载时,则须配两排弯起筋。而现实中挑梁端部常因用户的需要而在梁端设有240mm厚围护墙的集中荷载,但设计时却可能未作考虑,因此容易忽视这个问题,从而造成质量事故。工程上很多悬挑梁质量问题往往就出在剪力不够这个问题上,而箍筋和弯起钢筋的配置是否符合要求便成为关键。
　　二、施工中存在的问题
　　关于施工中的问题,主要分为两个方面:
　　(一)钢筋布置不当
　　(二)混凝土强度不够及尺寸不足
　　三、对质量问题的预防措施
　　对于易出现质量问题的悬挑梁,其纵向受力钢筋锚固及挑梁埋人砌体长度的治理对策,除妥善解决前述挑梁设计与施工中的各项问题外,应当严格执行GB5003―2001第7.4.6条强制性标准条文要求,并应通过加强设计监理(包括设计单位内部审核、外部施工图审查)及施工监理,以确保承载能力、控制变形及裂缝;对于存在质量问题的悬挑梁,其加固方法有很多种,下面对工程中行之有效的几种方法加以探讨和分析。
　　(一)粘钢加固法。(1)粘钢加固的特点。粘钢法是近2O年来发展起来的一项新兴技术,特点是针对性较强,且现场施工简单,对原结构的损伤和扰动很小,几乎不增加原结构体积,如在顶部粘贴钢板弥补原梁负筋的不足,粘贴侧钢板可以弥补原梁抗剪筋的不足。缺点是粘贴钢板的应力滞后现象。由于悬臂梁加固一般是在不卸载的情况下进行施工的,原梁中的钢筋已有一定的应力存在,而所粘贴的钢板仅在后加荷载作用下才产生应力。
　　(二)外包改性混凝土加固。(1)外包混凝土加固的形式与特点。当悬挑梁承载力相差较大,刚度也不满足要求时,采用外包混凝土加大截面法加固比较有效。加固设计时,可根据原构件的受力性质、构造特点和现场条件,选用三面加厚、两面加厚或单面加厚等构造形式。补浇的混凝土处在受拉区,它对补加的钢筋起到粘结和保护作用;补浇的混凝土处在受压区时,增加了构件的有效高度,从而提高了构件的抗弯、抗剪承载力,增加了构件的刚度,加固效果很明显。(2)混凝土施工工艺。外包改性混凝土加固方法与其他一般的加固方法比较,施工质量易于保证,加固后新旧结构共同受力比较良好。由于该法是采用改性混凝土,即混凝土内掺特殊掺合料(比如GMA),此种混凝土具有高流动性、高强、新老混凝土面结合良好、可自流密实免振捣等特性。而在悬挑梁加固中,因为加大的截面尺寸有限,施工空间狭小,因此,对混凝土要求的正是这些性能。
　　(三)其他加固方法。如外包碳纤维加固,碳纤维加固技术是近年兴起的建筑领域中的新技术,此前在日本和美国较为流行,现在我国也取得了长足的发展。碳纤维加固方法与外包钢类似,它比外包钢更加简便,且易于运送,外界条件对其几乎无腐蚀作用。不过从经济角度来说,它比外包钢成本略高一些,但碳纤维在施工操作时对人体也有一定损害。此外,还有预应力加固法、挖补加固法等,都是经过实践且证明可行的方法,工程中应根据自身结构的特点来选择最适合的方法进行加固处理,以达到最理想、最经济的效果。
　　结束语:由于悬挑梁在结构中的重要性以及工作状况的复杂性,因此要求设计必须规范合理,且应注意保证结构具有足够的安全度。施工时也应严格按标准执行,确保达到设计的要求。上述加固方法对悬挑构件进行补强加固,在结构计算中应反映加固部分受力的滞后现象,不能是新旧结构简单地叠加受力,受力分布也不均匀,因此不可简单地做叠加计算。在工程检测中,发现原结构承载力达到一定程度后,加固结构才开始受力,为了使加固后构件更加安全,应适当加大设计的安全储备。
　　 作者单位:晟元集团有限公司
　　
　　参考文献:
　　[1]国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009―2001.
　　[2]国家标准《砌体结构设计规范》GB50003―2001.
　　[3]国家标准《混凝土结构设计规范》GB500010―2001.

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