建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的主要目的及具體應(yīng)用

王焰

建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的主要目的及具體應(yīng)用

王焰

混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑工程中非常常見的結(jié)構(gòu)形式，具有施工簡單、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，而為了保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和使用安全，應(yīng)該在充分了解結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，做好相應(yīng)的加固設(shè)計(jì)，選擇切實(shí)可行的加固方法，提升混凝土結(jié)構(gòu)的安全性，減少結(jié)構(gòu)中存在的隱患，確保建筑工程的正常使用。本文分析了建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的主要目的，并對其加固方法和具體應(yīng)用情況進(jìn)行了討論。

一、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的主要目的

在建筑工程中，針對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，其主要目的在于提高結(jié)構(gòu)整體或者單個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度，確保其具備良好的穩(wěn)定性，減少安全事故發(fā)生的幾率。最近幾年，建筑行業(yè)的飛速發(fā)展使得建筑施工技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，各種各樣先進(jìn)的工藝和材料為混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)奠定了良好基礎(chǔ)，在進(jìn)行加固方案的設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要關(guān)注方案的整體性能和性價(jià)比，還必須能夠充分體現(xiàn)工藝的先進(jìn)性、科學(xué)性和可行性。例如，高溫、腐蝕、振動(dòng)等是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該采取有效措施，對上述不利因素的影響進(jìn)行削減和排除，提升結(jié)構(gòu)的耐久性。在能夠滿足結(jié)構(gòu)加固需求的基礎(chǔ)上，應(yīng)該盡量考慮新技術(shù)和新材料的使用。

二、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的有效方法

在當(dāng)前的技術(shù)條件下，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的方法大體上可以分為直接加固和間接加固兩種，這里對其分別進(jìn)行分析。

1.直接加固法

（1）置換混凝土加固法：主要是通過挖補(bǔ)的方式，對存在病害或者質(zhì)量問題的混凝土進(jìn)行置換，在加固后不會(huì)影響建筑凈空，不過濕作業(yè)時(shí)間較長，一般適用于梁柱等承重構(gòu)件的加固。

（2）粘鋼加固法：主要是在承載能力較差的構(gòu)件表面粘貼鋼板進(jìn)行加固，以提升構(gòu)件的整體承載能力，施工簡單方便。

（3）外包型鋼加固法：與粘鋼加固法類似，是將型鋼或者鋼板包裹在需要加固的構(gòu)件表面，在施工中通常采用濕式外包法，以環(huán)氧樹脂灌漿的方式對型鋼進(jìn)行粘結(jié)，能夠提高構(gòu)件的受拉和受壓面積，提升其承載能力和剛度。

（4）繞絲法：這種方法與加大截面法有著相似的優(yōu)勢和缺點(diǎn)，一般用于斜面承載力不足的混凝土構(gòu)件加固，或者需要針對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。

（5）錨栓加固法：適用于強(qiáng)度等級(jí)在C20～C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的加固，不過，如果結(jié)構(gòu)嚴(yán)重風(fēng)化，這種方法無法起到應(yīng)有的加固效果。

2.間接加固法

（1）預(yù)應(yīng)力加固法：預(yù)應(yīng)力加固法主要是通過施加預(yù)應(yīng)力的方式，對混凝土結(jié)構(gòu)的受力狀況進(jìn)行改善，以實(shí)現(xiàn)加固的效果。比較常見的是預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法，在預(yù)應(yīng)力以及新增外部荷載的作用下，拉桿內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一種軸向拉力，通過錨固偏心傳輸?shù)交炷翗?gòu)件上，在構(gòu)件中形成偏心受壓，從而抵消部分外部荷載產(chǎn)生的彎矩，提升混凝土構(gòu)件的抗彎能力。

（2）增加支承加固法：主要是通過增設(shè)支點(diǎn)的方式，減少受彎構(gòu)件的計(jì)算跨度，進(jìn)而減少構(gòu)件承載的荷載和應(yīng)力，提升其承載能力。這種加固方法在實(shí)際應(yīng)用中具有操作簡單、加固效果良好的優(yōu)點(diǎn)，不過會(huì)減少建筑內(nèi)部空間，在一定程度上影響建筑的使用功能。

三、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用

1.工程概況

某住宅建筑分為地面13層和地下1層，整體建筑面積1.2萬平米，屬于小區(qū)二期工程，建設(shè)時(shí)間較早。在使用過程中，受各種因素的影響，建筑中的混凝土梁、板、柱出現(xiàn)了不同程度的損壞，影響了建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和可靠性，威脅著居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。對此，需要做好混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)，確保建筑的正常使用。

2.加固設(shè)計(jì)應(yīng)用

（1）梁板結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)：對于混凝土梁板結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)，可以采用的方法有三種：一是增大截面法，其基本原理，是在原本受力構(gòu)件的一側(cè)或者兩側(cè)，進(jìn)行混凝土的澆筑，以此來增大構(gòu)件的截面尺寸，同時(shí)為了保證良好的加固效果，設(shè)置適量的鋼筋，提升混凝土構(gòu)件的承載能力。這種加固方法的實(shí)際加固效果受多種因素的影響，必須得到施工人員的重視，在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要首先針對原本的混凝土構(gòu)件進(jìn)行卸荷處理，以保證良好的加固效果；二是增補(bǔ)受拉鋼筋法，這種加固方法只需要根據(jù)實(shí)際需要，適當(dāng)增加受拉主筋，就能夠達(dá)到良好的加固效果，適用于對承載能力要求不高，截面高度滿足相關(guān)要求的梁，可以直接將后補(bǔ)的鋼筋焊接在梁體原本的鋼筋上。在具體應(yīng)用中，增補(bǔ)受拉鋼筋法可以細(xì)分為黏結(jié)法、全焊接補(bǔ)筋法和半焊接補(bǔ)筋法三種，必須結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行選擇；三是黏貼加固法，主要是利用結(jié)構(gòu)膠等粘結(jié)劑，將鋼板、玻璃纖維板、碳纖維板等高強(qiáng)度材料貼在需要加固的構(gòu)件表面，借以提升構(gòu)件的抗剪和抗彎承載能力，同時(shí)也可以在一定程度上提升構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性。黏貼加固法最早出現(xiàn)于上世紀(jì)六十年代，在建筑工程、橋梁工程和公路工程的加固中均有著廣泛的應(yīng)用。

（2）柱結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)：在進(jìn)行加固設(shè)計(jì)前，需要做好現(xiàn)場勘查工作，分析混凝土柱體的外觀表現(xiàn)，對導(dǎo)致混凝土柱損壞的原因進(jìn)行分析，采取針對性的加固措施，以保證良好的加固效果。在該工程中，混凝土柱出現(xiàn)損壞的原因，是在長期使用過程中，結(jié)構(gòu)的承載能力有所下降，無法滿足建筑的需求，因此，可以通過提升柱體承載能力的方式進(jìn)行加固。可供選擇的加固方法有幾種，一是預(yù)應(yīng)力加固法，主要是利用預(yù)應(yīng)力撐桿，提高偏心受壓或者軸心受壓柱的承載能力，撐桿可以選擇單側(cè)和雙側(cè)兩種；二是置換加固法，對于破損嚴(yán)重的部位，可以采用這種方法，以優(yōu)質(zhì)混凝土替換損壞的部位，能夠有效解決混凝土強(qiáng)度下降導(dǎo)致的柱體承載能力不足問題；三是增大截面法，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的混凝土柱體加固法，也是條件允許情況下最為可靠的加固方法，能夠同時(shí)增加配筋數(shù)量和柱體截面面積，極大的提高柱體的剛度和承載能力，提升其抗震性能。

四、結(jié)語

總而言之，對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，能夠有效提升結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性，保證建筑的使用安全。對于技術(shù)人員而言，在進(jìn)行加固設(shè)計(jì)前，必須做好現(xiàn)場勘查工作，對加固的思路進(jìn)行明確，對加固方法進(jìn)行選擇，從整體上保證原本結(jié)構(gòu)和新增結(jié)構(gòu)的合理性，保證良好的加固效果。

（作者單位：王董（北京）建筑設(shè)計(jì)有限公司）