建筑結(jié)構(gòu)工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)常用方法探討

張靜

摘? 要：在當(dāng)今的房屋建筑工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不僅具有良好的抗震性能和靈活的布局，且其施工技術(shù)也十分成熟，在房屋建筑工程的建設(shè)施工中具有非常好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，在房屋建筑施工過(guò)程中，施工單位一定要對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)加以深入研究，并以房屋建筑工程的實(shí)際情況作為依據(jù)，對(duì)該技術(shù)加以合理應(yīng)用，這樣才可以使其發(fā)揮出充分的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，滿足房屋建筑工程的建設(shè)、應(yīng)用及其發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);加固設(shè)計(jì)

1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及其在房屋建筑工程中的應(yīng)用意義

在房屋建筑工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要是由鋼筋和混凝土這兩種建筑材料所構(gòu)成，具有良好的安全性、穩(wěn)定性、耐久性等特征。在當(dāng)今的高層和超高層房屋建筑工程項(xiàng)目施工中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)十分適用，且其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也十分顯著。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用意義包括以下的幾個(gè)方面：第一，實(shí)現(xiàn)鋼筋和混凝土利用率的有效提升。在房屋建筑中，如果僅僅應(yīng)用混凝土，為提升其抗拉能力，就需要加大混凝土用量;而如果僅僅應(yīng)用鋼筋，為提升其抗壓能力，也需要增加鋼筋用量。只有將鋼筋和混凝土合理搭配設(shè)計(jì)，才可以在確保整體建筑結(jié)構(gòu)抗拉能力和抗壓能力的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)材料利用率的良好優(yōu)化。第二，實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)性能的進(jìn)一步提升。通過(guò)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用，使得建筑工程結(jié)構(gòu)更具整體性，其抗拉性能、抗壓性能、抗震性能和防爆性能都得到了顯著提升。第三，使房屋建筑工程的施工更加便利。鋼筋和混凝土材料都具有十分廣泛的來(lái)源，所以相比較傳統(tǒng)的木質(zhì)結(jié)構(gòu)而言，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)施工中并不會(huì)面臨材料緊缺問(wèn)題，這也為房屋建筑工程的建設(shè)施工帶來(lái)了更大的便利性，同時(shí)也具有更好的環(huán)境保護(hù)效果。

2常用加固方法

2.1增大截面法

增大截面法，適用于受壓和受彎的鋼筋混凝土構(gòu)件，即通過(guò)增加原構(gòu)件的橫截面面積、增設(shè)鋼筋或同時(shí)增加構(gòu)件面積和配筋來(lái)提高結(jié)構(gòu)承載力、剛度、穩(wěn)定性，同時(shí)也可用來(lái)修復(fù)混凝土裂縫提升耐久性。增大截面法有單面加固、雙面加固和四周包裹等不同形式。同等加固厚度時(shí)，雙面加固較單面加固承載力提高較多。增大截面法施工工藝簡(jiǎn)單，適用范圍廣，經(jīng)濟(jì)效益好。但是作業(yè)量大，養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)，會(huì)增加結(jié)構(gòu)自重并減少建筑物的使用空間，對(duì)周圍環(huán)境影響較大。對(duì)增大截面法加固試件承載力進(jìn)行研究，研究表明當(dāng)加固前構(gòu)件所受彎矩值和極限彎矩值比小于等于90%時(shí)，新增鋼筋強(qiáng)度利用率較高，具有較大的安全儲(chǔ)備。采用增大截面法加固震損鋼筋混凝土框架，對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，框架結(jié)構(gòu)的承載力大幅度提高，變形和耗能能力明顯改善。

2.2外包型鋼加固法

該加固方式主要是在建筑結(jié)構(gòu)的表面外包型鋼，然后在混凝土結(jié)構(gòu)表面與外包型鋼之間灌注高強(qiáng)水泥砂漿或環(huán)氧樹(shù)脂漿料，使其成為整體，提高結(jié)構(gòu)的整體受力能力。外包型鋼加固法多數(shù)是濕作業(yè)方式。從優(yōu)勢(shì)上來(lái)說(shuō)，外包型鋼加固法能夠提供可靠的受力點(diǎn)，施工方式簡(jiǎn)單，工作量小。

2.3粘鋼加固法

粘鋼加固，即在建筑結(jié)構(gòu)中粘貼鋼板對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。建筑可能因?yàn)閻毫犹鞖?、地質(zhì)災(zāi)害及其他因素的影響而受彎或受拉，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞。粘鋼加固法主要是將鋼板粘貼在待加固結(jié)構(gòu)表面，提升建筑結(jié)構(gòu)的承載力，多適用于建筑內(nèi)部構(gòu)件發(fā)生變形的情況。該方法施工周期短、所需材料少、專業(yè)難度小，使用頻率較高，并且粘鋼加固法對(duì)建筑的影響較小，也是較為簡(jiǎn)單的建筑加固方法。但是，該方法存在較多的局限性，由于建筑結(jié)構(gòu)和變形位置的影響，加之近年來(lái)人們開(kāi)始重視城市建筑的外部觀感，因此，該方法在建筑外部加固中的應(yīng)用逐漸減少。

2.4粘貼碳纖維加固法

粘貼碳纖維加固是指使用膠粘劑將碳纖維（布和板）沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在構(gòu)件的表面，使其共同工作，提高構(gòu)件的抗剪、抗彎、抗裂和延性等性能。碳纖維復(fù)合材料輕質(zhì)、高強(qiáng)、高彈模，且具有良好的黏合性、抗腐蝕性、抗疲勞性。粘貼碳纖維加固不占用建筑空間，施工簡(jiǎn)單，無(wú)需大型機(jī)具，沒(méi)有濕作業(yè)，施工工效高，工期短，對(duì)環(huán)境影響較小，但價(jià)格高，耐火性能差。在施工過(guò)程中若基底處理不當(dāng)、錨固措施不合理或膠黏劑質(zhì)量不好，碳纖維材料容易發(fā)生剝離，不能充分發(fā)揮材料強(qiáng)度，并且對(duì)撓度過(guò)大的受彎構(gòu)件或開(kāi)裂嚴(yán)重的混凝土構(gòu)件難以有效地增強(qiáng)剛度。適用于受彎、受剪、軸心受壓、大偏壓和受拉混凝土構(gòu)件。使用有限元軟件對(duì)不同包裹方式的碳纖維加固框架柱進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果表明粘貼碳纖維提高了構(gòu)件承載力、剛度和耗能能力，且兩端包裹的效果優(yōu)于均勻包裹。對(duì)不同長(zhǎng)度和錨固數(shù)量的碳纖維布加固混凝土梁進(jìn)行靜力試驗(yàn)，結(jié)果表明碳纖維布加固可減少裂縫寬度，改善梁的變形能力，提高承載力。隨著纖維布用量的增加，構(gòu)件抵抗彎曲變形的能力隨之提高，但當(dāng)纖維布粘貼過(guò)量時(shí)，構(gòu)件延性會(huì)降低，易發(fā)生脆性破壞。隨著錨固數(shù)量的增加，構(gòu)件峰值荷載對(duì)應(yīng)的撓度降低。

2.5置換混凝土加固

置換混凝土加固的方式是將建筑中混凝土脫落或者混凝土強(qiáng)度不符合要求位置的混凝土拆除，重新澆筑新的混凝土到建筑結(jié)構(gòu)上，使得建筑結(jié)構(gòu)完整，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。該加固方式能夠有效緩解建筑結(jié)構(gòu)的受壓性能，同時(shí)與其他建筑加固方式結(jié)合使用的情況下，可有效加固建筑的梁板構(gòu)件。

2.6預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是指對(duì)加固構(gòu)件提前施加一部分預(yù)應(yīng)力或變形，來(lái)減小或抵消不希望出現(xiàn)的力和變形。預(yù)應(yīng)力加固法按加固對(duì)象分為預(yù)應(yīng)力拉桿加固和預(yù)應(yīng)力撐桿加固。預(yù)應(yīng)力拉桿加固適用于大偏心受壓構(gòu)件，鋼拉桿布置在受壓構(gòu)件的受拉側(cè)，施加預(yù)應(yīng)力后，能降低構(gòu)件的內(nèi)力，提高構(gòu)件的承載力。軸心受壓和小偏心受壓構(gòu)件應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力撐桿加固，分別在軸壓構(gòu)件的兩側(cè)和偏壓構(gòu)件的壓力較大側(cè)設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼撐桿，可改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，減小結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平。預(yù)應(yīng)力加固法主要適用于需大幅度提高承載力、剛度和抗裂性及加固后占空間小的混凝土承重結(jié)構(gòu)，尤其是高應(yīng)力狀態(tài)下的大跨結(jié)構(gòu)，如鋼筋嚴(yán)重銹蝕柱等。但這種方法的缺點(diǎn)是在施工時(shí)需要有專門(mén)的預(yù)應(yīng)力設(shè)備，施工工序復(fù)雜，且不適用于混凝土收縮徐變過(guò)大的結(jié)構(gòu)。由于橋梁結(jié)構(gòu)自重及跨度一般較大，在加固工程中較多應(yīng)用預(yù)應(yīng)力加固。采用體外預(yù)應(yīng)力加固法對(duì)T型梁進(jìn)行加固，與未加固粱相比，加固后試件承載提高約50%，撓度減小約85.74%，加固效果較好。采用曲線體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)某大型體育場(chǎng)進(jìn)行加固，加固修復(fù)后提高了看臺(tái)板的承載力、抗變形和抗裂能力，整體加固效果性價(jià)比較高。

2.7水泥復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固

水泥復(fù)合砂漿是一種無(wú)機(jī)復(fù)合材料，在耐高溫和抗腐蝕方面比其他材料略勝一籌，所以，該加固方式能夠提升建筑的使用年限，同時(shí)，在發(fā)生火災(zāi)的情況下具有較強(qiáng)的防災(zāi)性能。水泥復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固法的施工流程較少，并且在加固之后不會(huì)改變建筑結(jié)構(gòu)和外觀，有效提升了建筑的質(zhì)量和安全性。

3結(jié)束語(yǔ)

在房屋建筑工程的建設(shè)施工中，施工單位一定要明確鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的重要性，并根據(jù)實(shí)際工程的實(shí)際情況，合理應(yīng)用該技術(shù)，這樣才可以有效確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，為整體房屋建筑工程的施工質(zhì)量與安全奠定良好基礎(chǔ)，以此促進(jìn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其施工技術(shù)在房屋建筑工程中的良好應(yīng)用與發(fā)展。

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