浅析钢筋混凝土结构在房屋加固中的应用

朱仁龙

摘要：混凝土结构、砌体结构、钢结构等形式坚固耐用而广泛在建筑工程中应用。但是由于施工材料的不过关及施工质量存在严重问题，造成建筑物出现裂缝、变形、断裂、错位等结构问题，严重影响建筑物安全使用。本文简要介绍了钢筋混凝土结构在房屋加固中的技术。

关键词：钢筋混凝土；房屋加固；检测设计

Abstract: Concrete structure, masonry structure, steel structure durable and widely applied in the architectural engineering. But because of the construction materials quality and construction quality the existence of serious problems, resulting in cracks in buildings, deformation, fracture, dislocation and other structural problems, serious impact on building safety. This paper briefly introduces the structure of reinforced concrete in the reinforcement of technology.

Key words: reinforced concrete; reinforcement for building; test design

中图分类号：TU375

一、检测和鉴定的必要性

为了解既有房屋结构的安全性、适用性和耐久性是否满足要求，在改造加固前必须要对结构进行检测和鉴定，对其可靠性做出正确的评价。检测和鉴定工作应该由有资质的单位承担。检测时可根据房屋结构实际情况和特点确定重点内容，钢筋混凝土结构应着重检测构件的混凝土强度等级、钢筋配置、裂缝情况、混凝土碳化深度、蜂窝缺陷等。结构鉴定的目的是根据检测的结果，依据现行国家和行业标准，对结构进行验算、分析，找出薄弱环节，评价其安全性和耐久性，提出改造、加固的建议。鉴定的评估报告是改造加固设计的依据。

二、房屋结构的改造、加层、加固必须进行规范设计

1、按有关规定，对既有房屋进行改造加固设计实施以后，承担此任务的设计单位应该对该房屋结构的安全性和耐久性负完全责任，而原来的设计单位未参与改造加固设计时，则不再负此责任。因此，改造加固设计应该由有资质的设计单位或研究单位来承担。

2、改造加固设计时，应根据鉴定的评估报告对结构目前实际的安全性、适用性、耐久性作分析，在此基础上确定能否进行改造加固及采用何种设计方案

3、改造加固设计与新建筑的结构设计有很大区别，在验算现有构件的承载力时应按《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)第4.1.2条的规定考虑楼面活荷载的折减；钢筋混凝土现浇楼板的梁，核算其受弯承载力时，跨中应考虑现浇板有效受压翼缘宽度，跨中和梁端受压区钢筋的双筋梁作用；框架梁核算端部承载力和裂缝时的弯矩值应取柱边值而不应取柱中值；各构件的混凝土强度应按检测的实测值换算为设计值取用。

4、混凝土结构房屋加固后的使用年限，应由业主和设计单位商定，一般定为30年。局部加固结构的使用年限与该结构已使用年数之和不得超过50年，如因业主要求或该工程的特殊性需要有更长的使用年限，设计应采取加强措施，必要时召开专家论证会讨论确定方案。对于原来未进行抗震设计、设防烈度低或按旧规范抗震设计的混凝土房屋结构，多数在改造加固设计时很难达到现行规范的要求。因此，目前许多工程甚至经专家论证会论证的重要工程，可按国标的设计标准和施工规范的要求，并根据具体情况再适当加强。

5、进行改造加固设计时，力求与承担施工的单位进行配合，根据该施工单位的经验和水平确定更合理的设计实施方案。

6、改造加固的检测鉴定及施工图设计文件，也需要同新建筑工程施工图文件一样，送施工图文件审查部门进行审查，如果在原有屋顶上加层或临主要街道立面有大的改造，设计方案应经当地规划部门批准。

三、钢筋混凝土结构加固方法

1．直接加固的一般方法

1．1加大截面加固法

加大截面加固法是在钢筋混凝土构件外部外包混凝土(通常是在钢筋混凝土受弯构件受压区增加混凝土现浇层，受拉区增加配筋量)，增大构件截面积和配筋量，增加截面有效高度，从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。在适筋范围内，由于混凝土受弯构件正截面承载力随着钢筋截面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋截面积或强度，增加现浇钢筋混凝土围套增大构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高原构件正截面抗弯、斜截面抗剪承载力和截面刚度，改善正常使用性能。

1．2置换混凝土加固法

该法是剔除部分陈旧的混凝土，置换成新的混凝土，新混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级，且不得低于C20级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理，有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的粱、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。

1．3粘结外包钢加固法

粘结外包型钢加固法是把型钢(钢板)包在被加固构件的外边，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固钢筋混凝土构件粘结成一整体，使钢材与原构件整体工作共同受力。加固后的构件，由于受拉、受压区钢材截面积增大，从而正截面承载力和截面刚度都有大幅度提高。该方法常用于柱、桁架、梁和一般钢筋混凝土结构物的加固，特别是构件加固后不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高构件承载能力的钢筋混凝土构件。

1．4粘钢加固法

外部粘钢加固法是在钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使其整体工作共同受力，以提高结构构件承载力的一种加固方法。该方法的实质是一种体外配筋，提高原构件的配筋量，从而相应提高构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的性能，适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

1．5粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的相应区域，使它与被加固构件截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。目前常用粘贴碳纤维复合材料的方法来加固。此法可用于各种受力性质的钢筋混凝土构件和一般构筑物构件。我国从1997年开始对碳纤维复合材料加固钢筋混凝土结构的技术进行研究，如今被用于房建、桥梁等多种钢筋混凝土结构构件的加固，未来这种粘碳纤维复合材料的加固方法将会被更加普遍的采用。

1．6绕丝加固法

直接在构件外饶上高强钢丝(钢绞线)，该方法的优缺点与加大截面法相近。适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需要对受压构件施加横向约束力的场合。在加固防腐要求较高的构件时，利用镀锌钢绞线和防腐砂浆组成的复合材料对混凝土构件进行加固补强，两种材料在加固中起着不同的作用，防腐高强钢丝起到抱箍的作用，防腐砂浆起到锚固钢丝和保护层作用，使其共同工作整体受力，以提高构件的承载力。这种方法实际是一种体外配筋，通过提高构件的配筋率，从而相应提高构件的承载能力，所以被广泛地应用在钢筋混凝土建筑物的加固处理及水中钢筋混凝土结构的防渗漏。

2．间接加固的一般方法

2．1预应力加固法

2．1．1预应力水平拉杆加固法

钢筋混凝土受弯构件，上缘受压，下缘受拉。由于预应力水平拉杆的预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力。该力通过拉杆锚固端偏心地传递到原构件上，在原构件中产生偏心受压作用(此时该作用力在原构件上的基本形态成下缘受压、上缘受拉趋势)。该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

2．1．2预应力撑杆加固法

钢筋混凝土受弯构件，在相应区域使用撑杆，通过施加预应力强迫撑杆受力，影响并改变原结构内力分布，从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。采用预应力加固的特点是通过预应力手段强迫后加部分受力，改变原结构的内力分布，降低原结构的应力水平，使一般加固方法中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除，具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果，后加部分和原有结构能够较好地共同工作，结构承载能力能够得到较大的提高。常用于大跨度以及处于高应力、高应变状态下的大型钢筋混凝土构件的加固。

2．2增设支承加固法

增设支承加固法是在需要加固的结构构件中增设支承，减少受弯构件的计算跨度，从而减少作用在被加固构件上的荷载效应，达到提高结构构件承载力水平的目的。常用于对使用条件和外观要求不高的场所。

3．其他加固方法

其他一些常用的加固方法：锚栓锚固法，它适用于混凝土强度等级为C20一C60的混凝土承重结构的改造、加固，但不适用于已严重风化的结构及轻质结构；高强钢丝绳网片一复合砂浆外加层加固法，该方法与绕丝加固法相似，只是它采用的是高强钢丝绳网片，对防止砂浆或混凝土的开裂效果较好；辅助结构加固法，该方法是采用另制的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁，部分或全部分担被加固梁的荷载，从而提高整体承载力。

4．混凝土结构加固方案优选

对于需要加固的结构物，其加固方案的制定尤为重要，应根据结构物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便可行、且施工质量可以得到保证的原则。只有这样加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。一般来说，加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和增设支承加固法等。但是随着科学技术的不断进步，应用新技现加固工程所要求的短、平、快、省的特点，应根据需术、新材料、新工艺进行工程加固的方法，如，化学灌要加固的结构构件情况，综合分析确定加固方案。

四、总结

在实际工作中加固方案的优选，重点要考虑是否具有良好的可施工性。不管哪种加固方法，最终要施工能得到保证才能实现加固的目的。每种加固方法都有它自己的优点，根据不同工点的需求，确定出最经济实用、安全美观的加固方法。