在建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)分析

林德斌

【摘 要】結(jié)構(gòu)加固就是指在原建筑結(jié)構(gòu)的基礎上，通過一些附加技術(shù)措施，使已經(jīng)受損的結(jié)構(gòu)恢復原有的結(jié)構(gòu)功能，或者是通過提高原有結(jié)構(gòu)的抗力，以滿足新的需要。然而在實際過程中，由于建筑結(jié)構(gòu)的不同、采取措施的不同，已經(jīng)不同的建筑環(huán)境，經(jīng)常會遇到各種各樣的問題。

【關鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)加固；技術(shù)

建筑的安全性、可靠性是建筑結(jié)構(gòu)的首要任務，當建筑結(jié)構(gòu)由于各種原因而降低甚至喪失其可靠性時、就需要通過建筑加固來使已失去抗力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件重新獲得或超過其原有抗力。如建筑的使用功能出現(xiàn)變化，需要增加荷載，又或者結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題，混凝土強度不足，鋼筋用量不夠等，都需要根據(jù)建筑物的具體情況來制定相應的加固方案。為了避免不必要的構(gòu)件拆除和更換，若是結(jié)構(gòu)設計時的安全儲備足夠時也可不進行加固，這樣也能避免加固施工過程中使結(jié)構(gòu)進一步受損的可能性。但當結(jié)構(gòu)的安全問題不容忽視，威脅到人民生命財產(chǎn)，且有修復價值，就應及時采用合理的加固方法進行處理。

建筑結(jié)構(gòu)應具有足夠的強度、鋼度、抗裂度以及局部和整體的穩(wěn)定性，以滿足安全性耐久性和適用性的要求。但是，在工程實踐中，導致建筑物未能滿足上述要求而需要進行加固補強的原因主要有以下幾方面：一是使用不當、年久失修、結(jié)構(gòu)有損傷破壞，不能滿足使用要求或安全度不足。二是勘察設計和施工中的工程質(zhì)量問題如：勘察資料不準確、不齊全，設計不周，施工管理不嚴、施工質(zhì)量欠佳以及建筑材料不符合要求等。三是自然災害與偶然事故如：地震、風災、火災、水災、爆炸、滑坡、地基塌陷等 四是重要的歷史性建筑、有紀念意義的建筑需要進行保護。五是對建筑物進行改建、擴建和加層。六是使用功能改變，如建筑物用途變更、工廠技術(shù)改造、設備更新以及廠房的改建、擴建等。七是結(jié)構(gòu)耐久性降低.如構(gòu)件的裂縫、鋼筋的銹蝕、混凝土的炭化和凍融、材料的老化等。八是其它對建筑產(chǎn)生有害影響 ，加固補強的目的主要是提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強度和剛度、穩(wěn)定性和耐久性：提高結(jié)構(gòu)的安全度以減少事故的隱患.從而延長結(jié)構(gòu)的使用壽命.保證正常的使用要求。

1.結(jié)構(gòu)加固的作用

總的來說， 目前進行舊樓改造加固技術(shù)具有以下明顯的作用：

（1）通過加固改造，可以滿足結(jié)構(gòu)功能改變之后的可靠度，大大緩解我國當前居住、辦公等用房的極度緊張和城市資源嚴重的不足問題。

（2）通過加固改造，重新進行立面、平面調(diào)整、設計和內(nèi)外裝修，如增加構(gòu)造柱、縱梁、門洞及剪力墻開洞，不僅滿足了結(jié)構(gòu)功能使用的要求，還可使房屋煥然一新，臨街的一些主要建筑還可以改善市容、美化城市。

（3）不需重新購置建筑用地、減少因團購地支出的大筆費用，可充分利用已有建筑在長期荷載作用下的地基承載力增長值以及在已有建筑物設計值時預留的地基安全儲備，可以在地基不需處理的條件下，直接對結(jié)構(gòu)物進行改造，而且其他搬遷及安置費用。

（4）與新建相比，減少建筑材料運輸、堆放，尤其是減少拆除已有房屋的建筑垃圾的運輸和處理，減少建筑物拆遷、爆破的工程費和對環(huán)境的施工污染。

2.混凝土的加固技術(shù)分析

2.1外粘型鋼加固法

外粘型鋼加固法就是通過在鋼筋混凝土梁、柱等周圍包裹型鋼以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固的一種方法。該方法在加固過程中，原構(gòu)件的截面尺寸增加較少，但構(gòu)件的承載力卻可以大幅度的提高；同時加固后原構(gòu)件的混凝土也會受到外包型鋼的約束，進一步的提高原有結(jié)構(gòu)的承載力和延展性，更具有施工簡便、工期短等優(yōu)點。外粘型鋼加固混凝土法主要適用于需要大幅度提高截面承載力和抗震能力的梁、柱結(jié)構(gòu)的加固。但在使用該方法時，有幾點需要特別注意：（1）該方法多用于單層工業(yè)廠房柱的加固；（2）外包型鋼需做防腐處理，提高其耐久性；（3）在施工過程中，混凝土構(gòu)件表面應打磨平整、清理干凈。

2.2外加預應力加固法

外加預應力加固法就是通過外加預應力拉桿或型鋼撐桿，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件或者建筑整體進行加工。其工作原理就是通過預應力強迫后加結(jié)構(gòu)進行受力，一次來改變原有結(jié)構(gòu)的受力狀況，實現(xiàn)共同受力，減低原有結(jié)構(gòu)的應力水平。有效解決了加固構(gòu)件應力應變滯后的現(xiàn)象、顯著提高了整體結(jié)構(gòu)的承載能力，實現(xiàn)了加固、卸荷、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果。該加固方法的加固效果已經(jīng)得到了普遍的認可，具有非常大的發(fā)展前途，當施工比較復雜且需要大量的施工設備，對原有建筑的外觀也有一定的影響。因此，該方法目前主要應用于大跨度結(jié)構(gòu)加固以及較高應力應變狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)加固

2.3粘鋼鋼板加固法

粘鋼鋼板加固法就是把鋼板和混凝土結(jié)構(gòu)通過高強度結(jié)構(gòu)粘結(jié)在一起，形成復合的整體結(jié)構(gòu)。該方法同樣也實現(xiàn)了新舊結(jié)構(gòu)之間的整體受力，并且通過鋼板對原有構(gòu)件起到了約束的作用，大大提升了原有設計結(jié)構(gòu)的承載力和抗破壞力，同時對原有構(gòu)件中的裂縫、變形也起到一定的加固作用，提高了加不過見的抗變形能力。該方法主要適用于對鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構(gòu)件加固。同時在使用上也存在著一定的限制性條件，如：使用環(huán)境溫度不能超過5～60℃ ；相對濕度不能大干70%；混凝土強度等級不能低于c15；在有化學腐蝕的環(huán)境中，要采取有效的防護措施。

2.4植筋技術(shù)

植筋技術(shù)是建筑工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變更、追加和加固的最有效的方法。通過高強度的化學粘合劑，使鋼筋、螺桿與混凝土產(chǎn)生握裹力，將鋼筋牢固錨固在混凝土中。該方法可產(chǎn)生高負荷承載力，不易產(chǎn)生移位且密封性能較好，不需要做任何的防水處理?；瘜W粘合劑的使用不僅不會對基材產(chǎn)生張破壞，而且對整體結(jié)構(gòu)還有補強的作用，適宜邊距、間距小的部位，施工簡便迅捷，安全環(huán)保。目前植筋加固技術(shù)已得到了廣泛的應用。

3.節(jié)點加固的常用方法

目前，節(jié)點加固的常用方法較少，主要有下面四種：

（1）加大柱截面法；通過加大柱子截面并在新增混凝土內(nèi)配置箍筋來增強節(jié)點的承載能力。其優(yōu)點是造價較低，但施工周期長，施工時對生產(chǎn)生活影響大，增加了結(jié)構(gòu)自重和體積，并且由于三向節(jié)點中梁的影響，箍筋的放置不方便，需打孔或采取其他措施。

（2）灌縫法：把環(huán)氧樹脂或其它膠質(zhì)材料利用氣壓擠人節(jié)點裂縫內(nèi)，填充裂縫。試驗表明，這種方法對于節(jié)點承載能力的提高作用不明顯，但能提高節(jié)點的延性和抗震能力。

（3）粘鋼加固法：主要是通過在節(jié)點表面用特殊的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板或角鋼，使其協(xié)同工作，利用角鋼和鋼板對核心區(qū)混凝土的約束作用及其自身的承載力來提高核心區(qū)承載能力。這種加固方法的優(yōu)點是對結(jié)構(gòu)外形幾乎沒有影響，施工工期短，干作業(yè)，施工時對生產(chǎn)和生活影響較小。但由于這種方法推廣時間不長，其抗老化性能尚不清楚。

對于加固工程，還有焊接補筋加固法、套箍加固法、噴射混凝土補強法、增設構(gòu)件法等，每種加固方法各有其特點及適應范圍，只要行之有效，技術(shù)成熟，既滿足加固要求，又經(jīng)濟實用，均可采用?？梢姡x擇加固工程方案要有針對性，不同的加固工程應采取相應的加固措施，其方案需要在進行價格比、性能比、質(zhì)量比的同時，還要體現(xiàn)出其工藝技術(shù)的科學性和先進性，這樣的加固方案才是優(yōu)秀的加固方案。

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