钢筋混凝土结构加固设计分析

钢筋混凝土结构加固设计分析

毛开

成都基准方中建筑设计有限公司武汉分公司湖北武汉430061

摘要：建筑结构的完整性受到多种因素的影响，如自然环境因素中的气候、酸雨腐蚀，地震火灾和人为因素。造成建筑物的墙体脱落、楼板出现裂缝和钢材外露等问题。在目前施工工程中普遍选择使用的是钢筋和混凝土，但钢筋和混凝土这样的材料中在使用过程中容易受到多方面的干扰，造成建筑质量无法达到预期目标，容易出现质量问题。本文根据多年来建筑工作者施工管理实践，详细论述了钢筋混凝土结构加固方案的设计应用，并对优秀的加固方案分析，再对多份调查报告进行统一分析，总结了优化加固设计参数的效益。

关键词：建筑结构；加固设计；方案分析；

引言

当前，我国的建设正处于城市更新与城市发展相结合的新时期阶段，在此过程中，需要对建筑物的可靠性进行评估和加固做很多工作。在各种结构材料中，钢筋混凝土结构是我国的一种结构材料，土木工程结构型式中应用最为广泛。随着钢筋混凝土结构加固，施工工艺的优化计算技术也得到了迅速的发展，在具体的应用过程中取得了良好的效果。伴随着国民经济的快速发展，建筑业也进入到了黄金发展时期。在建筑加固设计中，如何做到规避各种风险，综合各种因素，采取最佳结构加固设计是工程设计师们需要着重考虑的。最佳结构加固设计的采用会增加建筑物的安全性，延长其使用寿命。随着对建筑工程钢筋混凝土结构深入探讨，发现其材质结构虽具有许多优点，但仍也有一些问题，例如:建筑作为原材料，不符合标准的设计和错误的建筑工程对混凝土结构建筑物造成了很大的破坏。

1.钢筋混凝土结构加固设计的考虑要点

1.1整体综合性。在钢筋混凝土结构建筑加固方案实施之前。要综合对各种因素如施工成本和经济效益性加以考虑，并选择最合适的加固方式，确保建筑在使用期间的可靠性和安全性。

1.2整体应用性。在混凝土加固设计过程中，加固与加固对象之间现在需要真正良好的连接，具有良好的协调性，才能保证加固后的混凝土结构在整体上的一致性。

1.3材料适用性。当钢筋混凝土结构条件不同时，结构损伤情况也会不同，在钢筋混凝土加固设计中，需要进一步分析结构损伤问题产生的原因，并制定科学合理的钢筋混凝土施工方案。

1.4经济效益性。对于钢筋混凝土结构的加固设计，作为一项工程项目，经济效益也是评价其效果的一个重要指标。在加固设计具体实行过程中，基于保证建筑正常性能，尽可能多地利用原有建筑物的结构特性，这样有利于降低加固成本。

2.建筑区域的不同对加固设计的选择

2.1居民住房区域。实行房屋加固设计修改会在一定程度上对居民现在的生产生活造成影响，在制定加固设计方案及相关措施时，尽量避免造成居民搬迁和停产现象。在计划实施前做好统筹安排，提前通知居民用户，好让他们对生产生活做好打算。

2.2重要建筑区域。加固方案设计应根据房屋的重要性，设定优先级，加以区分。如人员相对密集的剧院、购物中心、大厅和其它建筑加固设计应考虑适当提高安全水平,也要避免没有必要拆除,尽可能使用价值的结构,但一定要保证加固设计的可靠性，拆除的材料也应考虑回收的可能性。

2.3地质条件差的区域。加固设计应对不同的地质条件加以分析，对建筑物的损伤情况加以评估，对地质结构不均匀沉降、振动、高温和腐蚀采取最佳处理措施来降低或消除它们对建筑物中钢筋混凝土结构的影响。

3.钢筋混凝土结构加固方法

3.1在接触点使用粘性钢板

在20世纪60年代初，粘贴钢板的加固方法应该是多被用于建筑工程。这种方法主要是在破损位置将钢筋粘贴在建筑结构的构件上，形成粘结剂并通过结构部件传递表面张力传递的横向剪力。粘性钢板在钢筋混凝土结构的内部与其他部分联系形成一个复合组件，这样做将有助于保持工件具有较强的承载能力。粘贴钢板法与钢筋混凝土结构构件的粘贴原理相似，简而言之就是在钢筋与混凝土之间形成粘结关系。

3.2增大构件的横截面积

要想完成对建筑物中钢筋混凝土的结构进行加固，增大钢筋混凝土构件的横截面面积是建筑工程中的常用方法。在优化钢筋性能筋条件下，增加加固构件的横截面面积可通过采取增补主配筋的方式，让承载面较大的钢筋混凝土构件保持承载力正常的截面强度，可以有效地提高结构构件的安全系数，而且采取此方法进行加固设计的结构部件耐用性强，维修成本低，提高了构件的承载能力，保证了较高的安全系数，并且施工方便，保证了施工质量，具有较强的实用性。但是在方法应用上仍存在一些缺点，构件截面面积增大会影响建筑物外观，如果建筑物加固，结构重量将会增加。

3.3使用适应性强的碳纤维材质

采用碳纤维加固也是钢筋混凝土加固设计的普遍采用方法。其结构主要包含两种:碳纤维材料和粘贴树脂。该方法具备强度高、效率高、承载力强和延性可达混凝土构件数倍的优点。并且使用碳纤维材质施工效率高，施工方便，无湿作业，碳纤维材料相较于普通材料还具有更强的耐腐蚀性能和耐用性，正常温度的酸，碱和盐对其没有影响。

3.4对建筑构件部分采取间接性加固

在混凝土应用中采用间接加固方法，包括预应力水平提升和拉杆增加承重两种加固方法。对于钢筋混凝土加固设计施工，常采用预应力水平拉杆加固，在预应力和体外预应力为基础在载荷的共同作用下，拉杆会产生轴向张力，并将轴心力是传递给结构部件，轴向张力增强了结构部件的抗压能力，克服了部分外载负荷产生的弯矩，可以有效地增强结构部件抗弯强度。在间接加固方法中还会采用增加支承的方式，有必要时对受弯构件进行抗弯能力拼估，有效地减少了当加固梁的受到压力造成构件破损现象的发生。

4.注意事项

4.1选择合适的加固方式

由于纵向钢筋混凝土的配重比的增加，而在加固设计工程中不会对裂缝宽度进行切割，有效的方法是采用体外预应力加固，体外预应力支护和改变受力体系。当结构承载力足够但支承部件刚度不足时，应首先选择附加支撑或增大梁板结构截面尺寸，以提高结构部件刚度。而对于承载力的不足，需考察实际情况，对其进行加固。若仍采用在结构材料受拉伸的区域做钢筋加固方案，会造成加固效果不佳。因此，在选择加固方案时，需要重点考虑加固的主要目的或导致结构失效的主要原因，以便达到预期目标。在选择加固方式时，需要了解各种加固方法的适用范围和故障排除优先级，力求使选择的加固方案最优，发挥加固设计方案的最大潜力。

4.2对加固件进行风险评估

在目前建筑物结构加固设计过程中，通常选择加固的案例是依据风险评估单位对加固设计的可靠性评估和加固业主的要求，综合考虑到建筑物的加固效果，在选择实际的加固设计时需要结合现场情况，将可能风险对加固设计后建筑的影响降到最低。

4.3对加固方式进行科学选择

传统的结构设计是设计者根据设计要求,再结合自己的实践经验,参考类似的工程设计,确定结构的初始设计方案,然后进行承载力、稳定性、刚度和其他方面的计算。事实上,这个计算通常只扮演一个检查和补充细节的角色,只为了证明原方案的可行性,而且很难评价和实现最佳的综合效益。确定了加固设计的方案后，还需要设计各分项的开始方案。对此需要建立数学模型辅助加固方案的进行，而建立模型一般要根据结构优化的设计变量、目标函数和约束三个控制元素分别建立。结构件采用增大截面法进行加固设计需要根据优化设计模型进行加固，而采取增加截面法进行加固设计需根据偏心受压构件的设计模型。

结束语

建筑结构受长期受自然力的影响，一旦建筑年限过长，其牢固性会被削弱。工程结构的设计，是基于建筑加固设计对整体工程的客观考虑，并结合各种因素对建筑工程的影响，并采取有效的方法保证结构的安全。在加固设计的具体使用过程中需要做好对以后可能发生事故的预防工作，确保建筑结构的安全。优秀的加固设计可靠性高，能有效地延长了建筑使用年限。工件使用过程中应强化设计承载能力,抵御灾害的能力,防火等级和耐久性等。

参考文献

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