芻議建筑加固結(jié)構(gòu)設(shè)計

摘要：在現(xiàn)代，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為重要的組成部分，受到人們的高度重視，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一項重要技術(shù)就是加固設(shè)計技術(shù)，然而加固設(shè)計技術(shù)實施的質(zhì)量直接決定著整個結(jié)構(gòu)施工的好壞。因此，本文就從結(jié)構(gòu)設(shè)計中的加固設(shè)計技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，淺談一下鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計技術(shù)。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計技術(shù)

建筑施工損失的絕大部分都是由于鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計技術(shù)實施質(zhì)量低下造成的，因此，在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工中，施工技術(shù)人員應(yīng)該著重注意建筑結(jié)構(gòu)施工中的加固設(shè)計技術(shù)應(yīng)用，在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計技術(shù)被廣泛應(yīng)用，在進(jìn)行鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計技術(shù)應(yīng)用和實踐時，需要施工技術(shù)人員注意的問題有很多，筆者就從鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，淺談鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固。

1 碳纖維加固設(shè)計技術(shù)

近年來，碳纖維材料以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗腐蝕、耐疲勞及其溫度穩(wěn)定性而受到土木工程界的日益關(guān)注，成為研究與應(yīng)用的熱點。工程實踐和試驗研究表明：采用碳纖維對鋼筋混凝土柱進(jìn)行抗震加固；可以有效約束混凝土的變形，增強(qiáng)耗能能力，從而使其承載能力及延性能力有很大的提高，可取得良好的抗震加固效果。碳纖維片材由于其強(qiáng)度高，彈性模量大，用于橫向包裹鋼筋混凝土柱時，可以有效提高柱的承載能力和延性性能，其作用機(jī)理體現(xiàn)在兩個方面：一方面，碳纖維片材橫向包裹，其作用類似受剪鋼筋，協(xié)同鋼筋承受剪力。由于碳纖維的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼筋的抗拉強(qiáng)度，相當(dāng)于配筋率大大提高，使其抗剪承載力得以顯著提高，斜裂縫出現(xiàn)以后構(gòu)件的變形性能也得以明顯改善；另一方面，橫向包裹碳纖維，還會對其內(nèi)部的混凝土起到有效的約束作用，當(dāng)受壓區(qū)混凝土達(dá)到峰值應(yīng)力后，具橫向膨脹變形急劇增大，碳纖維環(huán)向應(yīng)變顯著增大，環(huán)向約束力增大，這就使得混凝土應(yīng)力—應(yīng)變曲線的下降變得平緩，極限壓應(yīng)變得以提高，因而推遲了受壓區(qū)混凝土的破壞過程，充分發(fā)揮了縱向鋼筋的塑性變形性能，顯著改善構(gòu)件的延性。

2 增大截面加固設(shè)計技術(shù)

對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，增大截面法是通過采用同種材料（鋼筋混凝土）來增大原混凝土結(jié)構(gòu)截面面積，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。當(dāng)梁、柱構(gòu)件抗力不夠時，常采用增大截面法，其優(yōu)點如下：

（1）施工技術(shù)成熟，便于施工。

（2）質(zhì)量好，可靠性強(qiáng)。

（3）提高抗力及構(gòu)件剛度的幅度大，尤其對柱增加穩(wěn)定性較大。

增大截面、增加剛度，首先要考慮分析整體結(jié)構(gòu)，不能僅為局部加大而加大，這樣會引起整體結(jié)構(gòu)的局部薄弱層發(fā)生重大事故。此外，加大截面法還有一些不利因素，使用時要予以考慮。一是因構(gòu)件質(zhì)量和剛度變化較大，結(jié)構(gòu)固有頻率會發(fā)生變化，因此，應(yīng)避免使結(jié)構(gòu)加固后的固有頻率進(jìn)入地震或風(fēng)震的共振區(qū)域，造成新形式的破壞。二是現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護(hù)時間較長，對生產(chǎn)和生活有一定的影響。三是構(gòu)件的截面增大后對結(jié)構(gòu)的外觀以及房屋或橋梁凈空也有一定的影響。增大截面加固法主要使用于梁、板、柱、墻等一般結(jié)構(gòu)。

3 預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計技術(shù)

預(yù)應(yīng)力加固法是一種采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿（分水平拉桿和組合式拉桿）或型鋼撐桿對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。通過施加預(yù)應(yīng)力強(qiáng)迫鋼拉桿或型鋼撐桿受力，影響并改變原結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，并降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平，致使一般加固方法中普遍存在的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象的影響能較好的消除。因此，后加部分與原結(jié)構(gòu)能較好地共同工作，結(jié)構(gòu)的總體承載能力可顯著提高。預(yù)應(yīng)力加固法具有加固、卸載和改變結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布的三重效果，適用于大跨度結(jié)構(gòu)加固，以及采用其他方法無法加固或加固效果很不理想的較高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下的大型結(jié)構(gòu)加固。預(yù)應(yīng)力加固法的主要優(yōu)點如下：

3.1 體外配筋張拉預(yù)應(yīng)力可以起到增加主筋、提高正截面及斜截面的強(qiáng)度，同時也提高了剛度，有效地改善了使用性能且效果好。

3.2 預(yù)應(yīng)力能消除或減緩后加桿件的應(yīng)力滯后現(xiàn)象，使后加桿件有效地工作。

3.3 預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)彎矩可以抵消部分荷載彎矩，減小原構(gòu)件的撓度，縮小原構(gòu)件的裂縫寬度甚至使原裂縫完全閉合。

因此，預(yù)應(yīng)力加固法是一種加固效果好而且費(fèi)用低的加固方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。該方法的缺點是增加了施加預(yù)應(yīng)力的工序和設(shè)備。

4 水泥壓漿補(bǔ)強(qiáng)加固設(shè)計技術(shù)

水泥壓漿補(bǔ)強(qiáng)法是一種用壓力設(shè)備將水泥漿液壓入結(jié)構(gòu)構(gòu)件的蜂窩、孔洞或裂縫中，充填并固結(jié)這些缺陷，以達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)加固的目的。水泥灌漿具有強(qiáng)度高、材料來源廣、價格低，運(yùn)輸、儲存方便及灌漿工藝比較簡單等優(yōu)點，至今仍是應(yīng)用最廣泛的灌漿材料。該法的缺點是需要專門的設(shè)備，主要用于因地震、溫度、沉降等原因引起的磚墻裂縫的修補(bǔ)。

5 增設(shè)支點加固設(shè)計技術(shù)

增設(shè)支點加固法是通過增設(shè)支承點來減小結(jié)構(gòu)計算跨度，達(dá)到減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力和提高其承載能力的加固方法。該法簡單可靠，但對于使用空間有一定影響，適用于梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。

6 噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固設(shè)計技術(shù)

噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)法是一種用混凝土噴射機(jī)將混凝土拌和料和水（干噴機(jī)）或混凝土濕料（濕噴機(jī)）以高速噴射到混凝土結(jié)構(gòu)上，并快速凝固成型的加固方法。噴射混凝土不需要振搗，它借助水泥與骨料之間的連續(xù)沖擊實現(xiàn)密實化，也不需要支?；蛑恍璨糠种?，施工方便、速度快、工期短，噴射凝固層與原結(jié)構(gòu)粘結(jié)力強(qiáng)，所以在大范圍加固工程中具有獨(dú)特優(yōu)勢；其缺點是需要專門的設(shè)備，對混凝土的配合比設(shè)計要求較高。這種方法常用于病弱混凝土的局部或全部更換；在梁、板等構(gòu)件的下面增補(bǔ)混凝土；填補(bǔ)混凝土和磚石結(jié)構(gòu)中的孔洞、縫隙及混凝土墻的麻面。

7 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計技術(shù)

鋼筋混凝土建筑鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計技術(shù)主要是對鋼結(jié)構(gòu)建筑物進(jìn)行加固和對混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等建筑物采用鋼構(gòu)件進(jìn)行加固。建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計技術(shù)要求根據(jù)加固的對象決定采用鋼柱的加固、鋼梁的加固、鋼層架加固、托架加固、吊車系統(tǒng)加固、裂紋的修復(fù)和加固、連接和節(jié)點的加固等，根據(jù)損害范圍選擇局部加固或者全面加固。

8 結(jié)束語

此文就鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計技術(shù)的幾個方面對鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計技術(shù)進(jìn)行了簡單的分析，同時還著重分析了常采用增大截面法的優(yōu)點以及預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計技術(shù)的主要優(yōu)點。在不斷地吸取和積累建筑經(jīng)驗，對存在的一些問題要進(jìn)行反思，將理論與實踐很好的結(jié)合起來，而對于國外的一些施工技術(shù)，我們要不斷的開拓創(chuàng)新，推動我國建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

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作者簡介：王立，男，1979.02.19，黑龍江省，助理工程師，研究方向結(jié)構(gòu)。

（作者身份證號碼：232126197902193792）