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FRP加固民国砌体建筑

文章出处:悍马加固材料人气:-发表时间:2018-12-28 10:45【


碳纤维布

南京的民国砌体建筑有着重要的文物价值,但经过近百年的风雨,大多结构损伤较为严重,急需加固。近年来南京市总统府建筑群得到进一步的加固。

古城南京现存大量的砌体房屋,仅民国时期的砌体建筑就有200多座,是南京建筑文化遗存的重要组成部分,有着重要的文物价值、使用价值和科研价值。经历了近一个世纪时间的洗礼后,这些民国建筑逐渐老化、剥蚀; 产权人和使用单位对结构的肆意改造也使这些建筑物遭受了很大程度的损害; 加上当时的建筑结构未考虑抗震设防要求,结构的抗震能力基本不能满足现行的抗震设计规范。为了更好地保护和合理开发好这些具有代表性的古老建筑,为后人留下丰富的建筑文化遗产,必须对民国砌体建筑进行加固。

近年,江苏省有关检测单位对南京市总统府的民国文物建筑群进行了多项监测,以检测结果为依据采取有效的方案对总统府进行抗震加固。检测单位对总统府建筑群进行了安全性评价及抗震性能鉴定,发现基本存在如下问题:

加固

(1) 砌体结构的材料性能严重劣化,绝大部分建筑,尤其是一楼的墙体的抗压承载力不能满足要求;

(2) 砂浆基本剥蚀,仅存的砂浆强度接近于零;

(3) 结构缺乏必要的抗震构造措施;

(4) 不少建筑层高超过现行规范,高厚比基本不满足《砌体结构设计规范》( GB50003-2011) 的要求。结论是总统府民国建筑群抗震性能极差,对其进行加固刻不容缓。

砌体加固方法一般有如下几种: 扩大截面法、外包型钢加固法、钢筋网水泥砂浆加固法、外部后张预应力加固法、水泥灌浆法和喷射混凝土加固法等,这些方法尽管经过了很长时间的实际工程应用,有一定的优点。但文物建筑不同于一般的工业与民用建筑,有着自身的特点和特殊性。古老的文物建筑都要求保持建筑物的原有风貌,不得对上部结构进行变动,甚至对原外立面都不允许进行修改,以免破坏原有的风貌,因此慎之又慎。

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近年来日益成熟的FRP,即纤维增强复合材料加固砌体法逐渐走进了大众的视野。采用FRP加固砌体结构的技术由于既适用于墙体局部开裂的加固,也适用于墙体承载力不足情况下的加固,因此近年来开始逐渐得到了工程界的高度重视。尽管比起日本、美国等国还存在差距,但是该技术在我国还有非常大的发展空间。与传统的加固方式对比,这种新技术有着得天独厚的优势:

(1)高强简便:可大幅度提高构件的延性和承载力,改善构件的受力性能。FRP材料的抗拉强度约为钢材的10倍,比重却仅有钢材的1/4。

(2)良好的耐腐蚀性和耐久性: 可使加固的构件抵御各种酸、碱、盐的腐蚀,提高建筑物的整体耐久性。加固后不需定期维护,而且可对内部结构起到保护作用; 具有足够的适应气温变化的能力; 在FRP外加防火涂料还可有效防火,增强了结构对恶劣的外部环境的适应能力,延长了结构寿命。

(3)耐疲劳性: 对于经常承受动荷载、循环荷载、可变荷载等作用的结构,加固后可以有效保证结构整体的抗疲劳性能。

(4)保持外观: 针对圆形、矩形及不规则曲面等各种结构形状,节点、梁、板、柱等各种结构部位,FRP材料加固可以基本保持结构的原始外观和形状,这一优势对于古文物建筑有着重要意义。同时,由于FRP材料自身轻质的特点,加固后每平米增重一般不会超过一公斤,基本可以认为不改变原结构的自重,这样也有效保证了原结构的抗震性能不会因为增加自重而削弱。

(5)方便施工: 现场使用FRP片材时可根据具体情况和需要任意裁剪,不需准备复杂的施工工具。因此FRP加固施工过程具有周期短、功效高、占地少等优点。有资料表明,粘贴 FRP加固是粘贴钢板加固施工功效的4倍到8倍。此外,由于FRP布是柔性材料,所以基本可以达到100%的有效粘贴率,即便在局部存在气泡,也非常容易处理,相应的验收标准是要求有效粘贴率达到70% ,因此可以有效的保证了施工的质量和验收。

(6)综合经济效益好。尽管FRP片材价格比较昂贵,但加固的时候耗材较少,施工时间短,不需要大型机具,一次性投资成本未必会超过传统的加固方法。如果目光再看得长远一些,考虑长期效益,FRP耐久性较好,后期几乎不需要维护,而其他的加固方法所需的长期维护费用较高。因此综合考虑,FRP加固法显得更为经济。

FRP的以上优势,促成了其在文物建筑加固领域的应用,2013年7月,上海悍马碳纤维布应用于南京总统府建筑群加固,不仅仅解决了建筑的安全隐患,保证了文物建筑的原有风貌,更加强了建筑本身的抗震性能。文物建筑是我国珍贵的遗宝,对其持续的加固修缮工作是必不可少的,愿它们百年之后,风韵犹存。

 

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