钢筋混凝土结构加固设计措施探讨

钢筋混凝土结构加固设计措施探讨

贺天宇

杭州百福建筑设计有限公司浙江杭州311200

摘要：随着时代技术的发展，钢筋混凝土以其坚固稳定的结构、防火性的性能、于较低的建筑成本等经济技术特点，在各类工程中有着十分广泛的应用。如果钢筋混凝土的结构维修保护的好，其结构强度会在很长一段时间内保持稳定，混凝土的强度甚至会在几十年内保持增长的趋势。因此，建筑工程钢筋混凝土结构再次加固有实际意义。

关键词：建筑；钢筋混凝土结构；加固设计

引言

钢筋混凝土建筑工程结构使用寿命的影响因素是多方面的，包括有钢筋混凝土自身使用材料的特性，结构设计，施工技术等，在建筑完成后的风霜雨雪的等自然条件的损害，都会给钢筋混凝土结构的建筑带来不同程度的影响，例如墙皮脱落，楼板有害裂缝的出现，钢筋外漏等现象。这显然给建筑在外观和使用功能性等方面带来损害，甚至会降低建筑的安全性。因此需要对钢筋混凝土结构工程进行及时且必要的二次加固，以延长建筑的使用年限，保障建筑的安全性，实用性，和美观性。

1钢筋混凝土结构加固设计的必要性

对于钢筋混凝土结构而言，其较易受到人为、外界影响，导致承载压力增强，继而引发结构的变形，并对其使用效力造成影响。例如，由于建筑工程项目的使用要求发生变化、桥梁的吨位不断提高等，导致土建结构所对应的荷载力增大。为此，还需就土建结构进行加固，以确保构筑物整体的质量。当然，加固也同防震、抗灾息息相关，受到各种不可控自然灾害的影响，构筑物的结构会造成损坏，导致其原有土建结构难以满足规定要求的抗灾标准，抑或灾后重建的建筑土建结构，由于施工质量不达标，导致钢筋结构强度不足，继而对其后续使用造成严重影响。在20世纪80年代之前，我国建筑多数楼层不高，因而具体建设中通常不会实施抗震标准。但随着社会的发展和进步，仍有很多诸如此类的“高龄”建筑依然运行。为了满足国家出台的抗震标准，还需进行加固处理。就建筑物而言，其结构反应会随着震感增大而逐步增强，为了减少建筑物土建结构的反应，还需增强其结构的牢固程度，即进行加固。当前，土建结构中所应用的加固技术种类较多，但通常而言，均以提升抗震能力作为立足点。具体应用中，需要通过提升土建结构的抗侧力水平，因而对于建筑物而言，各个构件均需进行加固，加固中最为关键的问题即保持土建结构的整体性能，避免由于加固处理而引发结构薄弱点的转移。

2钢筋混凝土结构加固设计方法

2.1置换混凝土法

此种方式是对钢筋混凝土结构中的非龙骨部分进行剥离，并采用重新浇筑的方式恢复混凝土结构。新置换的材料不管是从性能上来说，还是从刚度上来说都具有很好的提升，这种加固改造技术具有操作简单、实用性较强的优势，在完成了施工之后，不会对建筑物造成影响。此种施工模式能够提供更好的加固效果，并延长加固时效与有效性。但是，在实际的施工过程中则存在工程量较大、对原建筑破坏程度较为严重、施工成本及周期难以控制等客观问题。故而，在施工效能层面表现不佳，除了对部分高危建筑的加固与修复过程中采用此种方法外很少使用。

2.2加大截面法

钢筋混凝土的应力结构特征来源于两个方面，一是其自身的应力强度；二是其横截面积。从经典物理的角度来看，横截面积的提升则有效降低了单点的负载压强，从而提升其总体的承载能力。加大截面的加固改造技术施工要点在于：提升钢筋混凝土外部新增加的混凝土构件对应的截面，从而增加了结构受力。在实际应用的过程中，同样要结合工程的实际状况，在构件的受压区域中，按照一定的比率，增加混凝土的截面面积，有效的提高结构的抗剪性能和抗弯性能。通过这种方式，在增加截面的过程中，一般要在受压区域中设置封闭的箍筋。为了保证工程的顺利进行，在焊接受力钢筋之前，卸除支撑装置和荷载。这种加固改造技术的劣势在于需要控制好截面的增加厚度，一旦厚度不合适，就会对混凝土施工质量造成影响。

2.3粘贴钢板法

粘贴钢板法顾名思义即是指在建筑结构构件上增加黏接的钢板，来实现结构的补强。通过粘贴上的钢板来传递和分散原结构上的拉力和剪力，让原有构件和增补的钢板相互作用，共同承担建筑结构。其材料组合特点和钢筋混凝土结构中钢筋和混凝土的组合原理相同。此种方法比较常见于桥梁的加固补强中。就施工工艺而言，粘贴钢板法工艺简单，所需时间短，也随修随用，不影响建筑的正常使用。而且相对于加大截面法，粘贴钢板所占的体积小，安装在内部对建筑外观的影响不大。但其加固费用会偏高，并存在应力泄后的现象。这种加固方法并不能增加钢筋混凝土结构的刚度，耐久性能也并值得称赞。

2.4增设支点加固法

增加支承点设计是一种可靠、简单的加固方法，它是指通过增加设计支承点来减少结构计算的跨度，从而提高建筑物结构的承载能力。这种方法一般适用于水平建筑结构的加固，如网架、梁、板等。增加支承点设计的加固法按照支承结构的变形性能来分有两种情况，即弹性支点和刚性支点。弹性支点法是指通过支承结构的受弯作用间接传递承载力的加固方法；刚性支点法是指通过支承结构的轴心受拉或者受挤压的情况来将承载力直接传给基础构件的加固方法。

2.5碳纤维布加固法

粘贴纤维增强塑料加固法和具有很多和粘结外包型钢加固法相似的优点，除此之外还具有耐腐蚀性较强，材质比较轻，不会给建筑结构的本身的质量造成什么影响，耐潮湿，维护的成本比较低，比较耐用等。但是纤维增强塑料需要进行专门的防火处理，这种材料可以应用于一般的构筑物以及各种受力性质的混凝土结构。我们需要留意的是，在运用该方法完成加固之后，需要用小锤子对粘贴的钢板进行轻轻的敲击，从敲击发出来的声音判断粘贴的效果，或者还可以用超声波探测法进行检验。如过锚固区粘贴的面积在90%以下，非锚固区的粘贴面积在70%以下，则这次粘贴不符合要求，需要撕下来进行重新粘贴。而对于一些重大的工程，为了更加真实的检测加固效果，还需要通过抽样的方法进行荷载试验，一般情况下只进行标准的使用荷载检验，就是将卸去的荷载全部重新的加上去，观察结构的变形程度以及裂开缝隙的大小是否满足设计时的使用要求。

2.6喷射混凝土加固法

喷射混凝土加固法是一种施工方便、施工周期短、施工速度快的加固方法，它采用混凝土喷射机来将混凝土材料和水或者混凝土湿料以非常快的速度喷射到混凝土建筑结构上，并使其快速凝固成型。这种方法可以增强喷射凝固层和原建筑结构的粘合力，使用十分方便，但它的缺点是必须有专业的设备支持，从而达到混凝土较高的配合比设计要求。综合这种方法的优缺点来看，它一般适用于在板、梁等建筑构件的下面增加混凝土，填补混凝土以及某些建筑结构的缝隙、孔洞等。

2.7预应力加固法

预应力加固法的加固效果较好，能够有效的降低被加固构件的应力水平，还能够比较大程度地提升整个结构的承载力，缺点是加固后会改变原结构的外观，这种方法主要应用于重型结构以及大跨度结构的加固，还适用于处于高应变、高应力状态下的混凝土构件的加固，但是在没有防护存在的时候，不应该应用于混凝土会变大或者收缩的结构上。

结束语

综上所述，对于钢筋混凝土建筑结构自身来说，再进行加固改造的过程中，所涉及到的技术类型比较多，常见的加固改造技术包括加大截面技术、粘接外包钢技术、置换混凝土技术等等。在实际应用的过程中，需要综合考虑各方面因素，从而选择最佳方案，为混凝土建筑结构的稳定性和可靠性提供保障。

参考文献

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[3]赵磊.钢筋混凝土建筑结构加固改造技术及其在工程中的应用[J].住宅与房地产，2017（27）.