關(guān)于建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及其應(yīng)用的探析

李曉麗 佟雪偉

【摘 要】 結(jié)構(gòu)在長期的自然環(huán)境和使用環(huán)境的作用下，其功能必然逐漸減弱，為保證結(jié)構(gòu)的安全使用，科學(xué)的評估結(jié)構(gòu)損傷的程度，并選擇適宜的方法對其加固，必將成為一項(xiàng)重要工作。本文闡述了建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)方法及其目的，對建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】 功能 損傷 加固設(shè)計(jì)

一、建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得加固設(shè)計(jì)方法

1、建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的直接加固方法。（1）粘鋼加固法。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件外部粘鋼加固是在構(gòu)件承載力不足區(qū)段表面粘貼鋼板，這樣可提高被加固構(gòu)件的承載力，且施工方便。（2）粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法。外貼纖維加固是用膠結(jié)材料把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料貼于被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域，使它與被加固截面共同工作，達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。（3）置換混凝土加固法。該方法加固后不影響建筑物的凈空，但存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長的缺點(diǎn)，適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。（4）有黏結(jié)外包型鋼加固法。外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法。即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)件黏結(jié)成一整體，加固后的構(gòu)件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。（5）繞絲法。該法的優(yōu)缺點(diǎn)與加大截面法相近，適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。 （6）錨栓錨固法。該法適用于混凝土強(qiáng)度等級為C20-C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固，不適用于已嚴(yán)重風(fēng)化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2、建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的間接加固方法。（1）預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法。預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上，在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩，減少了外荷載效應(yīng)，從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。（2）增加支承加固法。增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過減少受彎構(gòu)件的計(jì)算跨度，達(dá)到減少作用在被加固構(gòu)件上的承載效應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間。

二、建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)目的

通常在建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)過程中，宜提高一級強(qiáng)度等級，并加強(qiáng)構(gòu)造和連接措施等，以保證原結(jié)構(gòu)與新混凝土協(xié)同工作。建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)中其目的主要是提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)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，保證正常的使用要求。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種先進(jìn)的技術(shù)、材料、工藝都能使加固方案達(dá)到事半功倍的效果，所以一個(gè)優(yōu)秀的加固方案不但要在性價(jià)比、性能比上下功夫，還要體現(xiàn)其工藝技術(shù)的先進(jìn)性和科學(xué)性。由于高溫、腐蝕、凍融、振動(dòng)等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞，加固時(shí)應(yīng)采取減小、抵御或排除上述不利水因素影響的對策，保證加固后的結(jié)構(gòu)安全可靠，正常使用。結(jié)構(gòu)加固應(yīng)盡量考慮經(jīng)濟(jì)效果，盡可能做到在不停產(chǎn)的條件下加固，盡量不損傷原構(gòu)件和減少構(gòu)件的拆除，能夠使用的應(yīng)當(dāng)保留。

三、建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的應(yīng)用

1、建筑鋼筋混凝土梁、板的機(jī)構(gòu)加固設(shè)計(jì)。（1）增補(bǔ)受拉鋼筋法。對于承載力要求增加不大、經(jīng)驗(yàn)算其截面高度滿足要求的梁，只須適當(dāng)增設(shè)受拉主筋即可。后補(bǔ)的鋼筋可以直接焊在原梁的鋼筋上。增補(bǔ)受拉鋼筋法可分為全焊接補(bǔ)筋和半焊接補(bǔ)筋和黏結(jié)法三種。（2）增大截面加固法。是指在原受力構(gòu)件的單側(cè)或雙側(cè)澆注一層混凝土來增大原混凝土構(gòu)件的截面面積，同時(shí)加配一定數(shù)量的鋼筋以達(dá)到提高原構(gòu)件承載能力的方法。增大截面法的加固效果與多種因素有關(guān)，加固時(shí)的施工工藝以及是否對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行卸荷處理將直接影響到加固工作的成敗。（3）黏貼加固法。黏貼加固法是用黏結(jié)劑（結(jié)構(gòu)膠）將鋼板或其他高強(qiáng)材料（如碳纖維、玻璃纖維）黏在需要加固的部位，以提高構(gòu)件的抗彎、抗剪承載能力，亦可提高構(gòu)件的剛度和整體性。其不僅用于建筑，同時(shí)也用于橋梁、公路的加固。

2、建筑鋼筋混凝土柱的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)。應(yīng)根據(jù)柱子外觀表現(xiàn)、現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果以及室內(nèi)的工作結(jié)果，及時(shí)對受損壞的混凝土柱進(jìn)行加固處理。（1）預(yù)應(yīng)力撐桿加固法。預(yù)應(yīng)力撐桿加固框架柱是種簡單又快速的加固方法，能有效地提高軸心受壓或偏心受壓柱的承載力，預(yù)應(yīng)力撐桿有單側(cè)和雙側(cè)兩種：單側(cè)撐桿適用于受壓筋配筋量不足或混凝土強(qiáng)度過低、彎矩不變號的偏心受壓柱加固；雙側(cè)撐桿適用于需變號的偏心受壓及軸心受壓柱加固。（2）置換加固法。置換法是一種針對柱子混凝土部分進(jìn)行處理而提高承載力的方法，采用這種方法時(shí)一般不考慮原鋼筋利用率的折減。該方法普遍用于混凝土柱因火災(zāi)或其它破壞而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降引起柱承載力不足的情況。（3）增大截面法。增大截面法又稱外包混凝土加固法，是一種使用最廣泛的加固柱子方法，在條件允許的情況下，是一種最可靠的傳統(tǒng)加固方法，它可以同時(shí)增加原有柱的截面面積和配筋量，能較大幅度的提高原有柱的承載能力和剛度，尤其是原柱加固后更符合規(guī)范所倡導(dǎo)的強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)原則，具有更好的抗震性能。（4）外包鋼加固法。它的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件的截面尺寸增加不大，但原柱的載力能力提高較大，這種方法特別適用于構(gòu)件外形受限制，不宜增加太多的情況。對于方形或矩形柱采用四周包角鋼并在橫向加綴板的方法，而對于圓柱或其它弧形柱則用扁鋼加套箍的方法進(jìn)行加固。

結(jié)束語

建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)需明確的工作思路，熟悉其工作性能和狀況，從整體上分析原有結(jié)構(gòu)體系和新增體系的合理性，其是一個(gè)繁瑣工作，因此必須加強(qiáng)對其進(jìn)行分析。