浅析常用混凝土结构加固方法

2012-04-10翁梅唐杰

河南建材 2012年5期

翁梅唐杰

河南工业职业技术学院建筑工程系（473005）

0 前言

建筑的安全性、可靠性是建筑结构的首要任务，当建筑结构由于各种原因而降低甚至丧失其可靠性时，就需要通过建筑加固来使已失去抗力的结构构件重新获得或超过其原有抗力。如建筑的使用功能出现变化，需要增加荷载，又或者结构出现质量问题，混凝土强度不足，钢筋用量不够等，都需要根据建筑物的具体情况来制定相应的加固方案。为了避免不必要的构件拆除和更换，若是结构设计时的安全储备足够时也可不进行加固，这样也能避免加固施工过程中使结构进一步受损的可能性。但当结构的安全问题不容忽视，威胁到人民生命财产，且有修复价值，就应及时采用合理的加固方法进行处理。

1 结构加固原理

结构的受损一般是由自然条件灾害或是施工质量问题以及使用功能改变而导致的，目前的加固方法大都是从加大截面面积以减小应力，或改变结构的荷载传递途径来减小构件受力的角度出发来实现加固目的。应熟悉各种常用加固方法，根据具体工程条件并配合相应施工技术来选择适宜的加固方法，才能做好建筑加固工作，避免工程事故，获得良好的社会效益及经济效益。

2 加固方法

结构加固方法有很多，大致可分为直接加固法和间接加固法。其中直接加固法有加大截面加固法、外包钢加固法、粘钢锚固法、碳纤维加固法等；间接加固法有预应力加固法，增设支点加固法等。

2.1 加大截面加固法

加大截面加固法是目前最常用的传统加固方法之一，主要是通过增加结构构件的截面面积来增大其承载力并满足正常使用的需要，该方法常用于钢筋混凝土受压构件以及受弯构件的加固工作中。

补浇的混凝土层设于受拉区或受压区皆可。在适筋范围内，对配筋较少的梁，在受拉区补配钢筋补浇混凝土能够有效提高其抗弯承载力。补浇混凝土设在受压区时则可增大截面面积，提高截面有效高度，进而提高构件抗弯抗剪承载力。加固时可根据工程具体需要选择单面或多面加固,适应性强，施工工艺简单，但现场湿作业多，影响正常的工作和生活，且会减小建筑的净空间。

2.2 粘钢加固法

使用特制结构胶将钢板粘贴在混凝土表面来提高承载力的一种常用加固方法。其原理是将钢板粘贴在混凝土构件的受拉一侧表面，利用两者之间的粘结力使外粘钢板起到类似受拉钢筋的作用，提高截面抗弯承载力。因此，该方法常用于钢筋混凝土受弯构件以及大偏心受压和受拉构件的加固工作中。在施工中要特别注意表面处理问题，把混凝土粘合面的打磨除尘以及钢板贴合面的除锈作为重点来进行处理。

2.3 预应力加固法

采用外加预应力的手段，通过外设预应力钢拉杆或型钢撑杆来受力从而改变原有结构的内力分布，消除效应滞后现象，并与原结构形成有机整体共同工作，显著提高结构承载力。该方法主要适用于大跨度结构以及处于高应力、高应变状态下的大型结构加固工作中。

当采用预应力钢拉杆时,需要注意拉杆的调直、尺寸和位置确定以及焊接接头和螺栓的质量检验，保证钢拉杆传力可靠；采用预应力型钢撑杆时,要注意撑杆末端角钢与混凝土构件连接的嵌入深度及焊缝质量。

2.4 增设支点加固法

通过加设支撑来减小被加固结构构件的跨度或位移，改变结构传力途径及受力状态，有效提高结构承载力，是一种传统的加固方法。根据受力状态的不同，又包括刚性支点加固法和弹性支点加固法两种方法。刚性支点加固法是用撑杆支顶结构构件，把荷载直接传递至基础，传力明确，计算简单，提高承载力效果显著,但对使用空间影响较大；弹性支点加固法是用斜拉杆作支点将荷载传递给刚度较大的结构构件如梁柱节点处，结构传力及变形较为复杂，但对使用空间影响较小。两种方法应根据被加固结构的构造特点和工作条件进行选用。增设支点加固法主要适用于对使用功能和外观要求较低的梁、板、网架、桁架等的加固工作中。

2.5 碳纤维加固法

用树脂类胶结材料把抗拉强度极高的碳纤维沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴于混凝土构件表面，使两者共同工作，有效提高被加固结构的抗弯、抗剪承载力及刚度、抗裂性能。由于碳纤维材料抗拉强度极高，耐疲劳，耐腐蚀性与耐久性能俱佳，且该方法施工简便，现场不需要大型机具，对结构尺寸及自重增加很少，因此相对于其他传统的增大混凝土截面尺寸及粘钢等方法具有很大的优势，主要适用于钢筋混凝土受弯构件、轴心受压构件、大偏心受拉和受压构件以及各类结构的防腐、防震、防裂的加固工作。