Укрепление FRP

1. Инженерное обследование

Главное здание представляет собой железобетонную каркасную конструкцию площадью около 6000 м2. Здание разделено на 3 блока. Первоначально это было офисное здание, теперь его планируется преобразовать в торговый центр на первых трех этажах и гостиницу на третьем.

Чтобы подробно понять существующее инженерное качество здания, владелец поручил соответствующим инспекционным подразделениям провести комплексную проверку и оценку основной конструкции здания перед реновацией, включая структурную деформацию, осмотр видимой части конструкции на наличие трещин, прочность бетона и обнаружение коррозии стали, проверку соединений и т. д. Результаты испытаний показывают, что прочность на сжатие местного бетона в блоке III не соответствует первоначальной проектной прочности, а остальные части соответствуют первоначальным требованиям к конструкции. Благодаря обнаружению наклона скорость наклона офисных зданий невелика, что соответствует требованиям Стандарта оценки надежности гражданских зданий (GB 50292-1999). Кроме того, трещины в видимой части основной конструкции в основном появляются на заполняющей стене, а в балках, плитах и колоннах трещины не обнаружены. Качество фундамента также было проверено, и результаты находятся в пределах нормы. Поскольку здание было построено в 1970-х и 1990-х годах соответственно, использование функции также изменилось, не может соответствовать требованиям действующих норм. Поэтому для обеспечения безопасного использования и соответствия функциональным требованиям необходимо провести комплексное армирование и реконструкцию здания.

2. Армирование и модернизация

2.1 Принципы проектирования структурного армирования

Помимо учета фактического положения здания, схема армирования также должна соответствовать требованиям норм проектирования армирования, чтобы армированное здание могло соответствовать требованиям использования и сейсмической конструкции. После армирования и преобразования срок службы здания будет продлен. В то же время следует учитывать объем работ по армированию и преобразованию, чтобы сэкономить средства.

2.2 План усиления и реконструкции конструкций

2.2.1. армирование балок каркаса и колонн

Блок I и блок II были спроектированы и построены в 1970-х годах как первое многоэтажное каркасное офисное здание в этом районе. Понятно, что проектирование и строительство в то время были крайне осторожными, особенно в процессе строительства требования к строительным материалам достигли суровой точки, что можно показать по результатам структурных испытаний.

Размер сетки колонн в блоке I составляет 3 м в проеме, 6 м в глубину, 5,3 м в глубину, 300 мм м на 600 мм в средней колонне, 300 мм м на 500 мм в боковой колонне и 250 мм м на 550 мм в балке каркаса. Структурный расчет и проверка показывают, что исходная балка каркаса и колонна в основном соответствуют требованиям эксплуатационной нагрузки после преобразования, только исходная конструкция для сейсмической и прочностной обработки.

При проектировании рассматривались две схемы: (1) метод армирования углеродным волокном; (2) метод армирования наклеиванием стальной пластины. Эти два метода армирования подходят для изгибаемых и растягиваемых элементов в нормальных условиях. Из-за ограничения размера сечения колонны и других условий, наконец, путем сравнения, я блокирую рамную балку, армирование колонны планирую использовать армирование углеродным волокном.

В то же время, в полной мере используя требования технологии строительства метода армирования углеродным волокном, эпоксидный смоляной клей наносится на поверхность исходной бетонной конструкции, а ткань из углеродного волокна плотно приклеивается к поверхности бетонной конструкции, так что они становятся новой целостностью и силой вместе. Если связующее вещество армированного углепластика легко стареет под прямыми солнечными лучами, это повлияет на его структурную прочность и срок службы, поэтому необходимо добавить защитное покрытие на внешнюю сторону углепластика. Нанесение защитного покрытия необходимо выполнять после затвердевания смолы. В это время можно нанести слой клея кистью и распылить мелкий песок, чтобы увеличить его адгезию. Это не только завершает укрепление балок и колонн, но и в определенной степени улучшает сейсмические характеристики конструкции и отвечает требованиям долговечности.

Блок II представляет собой однопролетную конструкцию 10,5 м с проемами 4,2–6 м, 350 мм. Расчет конструкций показывает, что исходная колонна каркаса в основном соответствует требованиям эксплуатационной нагрузки после трансформации, а армирование балки каркаса недостаточно. Поэтому необходимо не только решать вопросы сейсмостойкости и долговечности исходной конструкции, но и усиливать несущую способность балки каркаса. Колонны каркаса по-прежнему усилены углепластиком. После усиления листы углепластика оборачиваются вокруг колонн по кругу, что может улучшить сейсмические характеристики. Учитывая технологию строительства, сроки строительства и стоимость, для армирования балки каркаса принимается внешнее предварительное напряжение, а также используется стальная прядь с низкой релаксацией D15.24. Для обеспечения долговечности балок каркаса и колонн на поверхность можно нанести слой эпоксидного клея, распылить мелкий песок и, наконец, завершить покраску.

В блоке III размеры сечений колонн каркаса составляют 300 мм * 350 мм, 350 мм * 350 мм, а размеры сечений балок каркаса составляют 250 мм * 450 мм и 250 мм * 570 мм. Расчет конструкций показывает, что исходные балки каркаса и колонны не могут соответствовать требованиям эксплуатационной нагрузки после реконструкции, поэтому необходимо армировать исходные балки и колонны всесторонним образом. При армировании колонн каркаса рассматриваются метод увеличенного сечения и метод связанной стали. Из-за преимуществ низкой стоимости и хорошей прочности собственный вес увеличится, а период строительства будет длительным. Преимущества и недостатки последнего прямо противоположны первому. Учитывая, что диапазон армирования колонны в блоке III большой, и он не идет по улице, есть определенные строительные площадки и другие условия, для армирования колонны в конечном итоге принят метод увеличенного сечения. При армировании балок каркаса рассматриваются метод увеличения сечения, усиление углепластиком и внешнее предварительное напряжение. Поскольку высота исходного этажа здания составляет всего 3,3 м, метод увеличения сечения сначала исключается. Кроме того, третья блочная конструкция представляет собой однопролетную рамную конструкцию, исходная расчетная высота балки недостаточна, после повторного расчета прогиб балки относительно большой, поэтому наружная преднапряженная арматура становится первым выбором. Для обработки на прочность по-прежнему применяется тот же метод блоков I и II.

2.2.2 Армирование пола

Из-за использования полированного кирпича или каменных полов в отделке пола после реконструкции здания функция также меняется с офисных зданий на торговые центры, поэтому увеличилась конструкция статической нагрузки и динамической нагрузки. Исходная конструкция

плиты представляют собой сборные перфорированные плиты, а прочность и долговечность не могут соответствовать требованиям, поэтому плиты необходимо усилить. Учитывая стоимость и долговечность, приняты следующие методы армирования: два круглых отверстия с обеих сторон плиты прорезаны сверху, одна продольная арматура размещена в нижней части отверстия и одна продольная арматура размещена на поверхности плиты, и двусторонняя арматурная сетка 6 и 150 мм уложена на поверхности плиты. Наконец, круглые отверстия с обеих сторон заливаются и уплотняются мелкозернистым каменным бетоном марки C25, а поверхность плиты утолщается на 50 мм. При этом требуется выровнять трамбовкой вместо выравнивающего слоя декоративной поверхности, так чтобы эффективная высота укрепленной пористой плиты была не менее 120 мм, а укрепленная пористая плита была эквивалентна ребристой щелевой плите. Кроме того, на поверхность плиты добавляется клейковина, а бетонная заливка в конце плиты должна быть плотной, чтобы однопролетную плиту можно было превратить в сплошную плиту. Инструкции по армированию также требуют обработки новых и старых бетонных структурных плоскостей.

3. Эпилог

Проект был введен в эксплуатацию после проектирования и строительства, и пользователи отреагировали хорошо. Практика инженерного проектирования показывает, что при проектировании сложной арматурной техники следует не только соблюдать требования проектных спецификаций, но и гибко понимать суть, чтобы сделать методы армирования простыми и практичными для удовлетворения потребностей крупномасштабных проектов по армированию.