对钢筋混凝土的加固技术以及适用条件的研究

高二明

【摘要】钢筋混凝土在现代建筑中应用越来越广泛，特别是在工业建筑中，钢筋混凝土结构所占比重大。本文着重分析了常用的钢筋混凝土结构加固方法以及对各种加固技术做了重点分析。

【关键字】钢筋混凝土；加固技术；钢筋混凝土结构

钢筋混凝土在现代建筑中应用越来越广泛，特别是在工业建筑中，钢筋混凝土结构所占比重大。然而在现代建筑中，钢筋混凝土的加固技术及方法越来越受到业内人士的关注。

一、 钢筋混凝土概述：

钢筋混凝土又称钢筋砼，是指通过在混凝土中加入钢筋与之共同工作来改善混凝土的一种组合材料，是当今最主要的建筑材料之一，在现代建筑中占有非常大的比重。混凝土结构的发展极为迅速，在我国改革开放这二十年时间里，我国混凝土从开发到利用再到推广都取得了惊人的成绩。有的项目以经达到了国际先进水平，特别是在近几年中，钢筋混凝土的应用从陆地延伸到了海洋，从地球发展到了太空。如所周知混凝土结构发展经历了四个阶段：

第一阶段为钢筋混凝土小构件的应用，设计计算依据弹性理论方法。

1801年考格涅特发表了有关建筑原理的论著，在这本地著作中明确指出了混凝土这种材料抗拉性能较差。1855年在法国巴黎博览会上展出了1850年建筑的一艘小型水泥船，拉开了钢筋混凝土的序幕。接着法国的花匠莫尼尔在1867年制作了以金属骨架作配筋的混凝土花盆并以此获得专利。再后来康纳于1886年发表了第一篇关于混凝土结构的理论与设计手稿。过了六年时间，在1872年美国人沃德建造了第一幢钢筋混凝土构件的房屋。从此钢筋混凝土小构件已进入工程实用阶段。

第二阶段为钢筋混凝土结构与预应力混凝土结构的大量应用。

1922年，英国人狄森提出了受弯构件按破损阶段的计算方法。1928年法国工程师弗来西奈发明了预应力混凝土。其后钢筋混凝土与预应力混凝土在分析、设计与施工等方面的工艺与科研迅速发展，在世界相断出现了许多混凝土建筑，其造型独特，有的建筑物至今保留完好，如美国波士顿市的Kresge大会堂，英国的1951节日穹顶，美国芝加哥市的Marina摩天大楼，湖滨大楼等建筑物。这些非凡的建筑，每件都是一个伟大的艺术作品，是人类智慧的结晶。1950年苏联根据极限平衡理论制定了“塑性内力重分布计算规程”。1955年颁布了极限状态设计法，从而结束了按破损阶段的设计计算方法。

第三阶段是工业化生产构件与施工，结构体系应用范围扩大，设计计算按极限状态方法。第二次世界大战后，世界各国的大中型城市都面临着重建，百废待兴，建筑任务繁重，这就要求工程中大量应用预制构件和机械化施工以加快建造速度。所以在苏联提出的极限状态设计法之后，于1970年英国，联邦德国，加拿大，波兰相继采用此方法。并在欧洲混凝土委员会与国际预应力混凝土协会（CEB-FIP）第六届国际会议上提出了混凝土结构设计与施工建议，形成了设计思想上的国际化统一准则。

第四阶段，由于近代钢筋混凝土力学这一新的学科的科学分支逐渐形成，以统计教学为基础的结构可靠性理论已逐渐进入工程实用阶段。计算机的发快速发展，把钢筋混土又推向了一个更高的阶段，它把复杂的数学运算更加简单化。概括为计算理论趋于完善，材料强度不断提高，施工机械化程度越来越高，建筑物向大跨高层发展。

二、 钢筋混凝土的加固技术

1、粘贴纤维增强塑料加固法。外貼纤维加固是用树脂类胶结材料将纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固截面共同工作，从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。其特点是：耐腐蚀、耐潮湿、耐用、维护费用较低等特点。但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

粘贴纤维增强塑料加固法非常简单，具体要求如下：

（1）、被加固混凝土强度等级不得低于C15；

（2）、混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa。有粘结外包型钢加固法。

2、外包钢加固法：外包钢加固法是把型钢或钢板包于构件的四角或两角的加固方法。外包钢加固钢筋混凝土梁也称湿式外包钢加固法，采用该方法加固混凝土结构构件时，应采用环氧树脂胶粘剂进行灌注，把型钢与被加固构件粘结成一整体，以保证型钢架和原构件形成一个整体共同受力。

其特点是受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于60度以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

3、 增加支承加固法。增设支点加固法是通过增设支承点，减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的荷载效应，提高结构承载水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于梁、板、析架、网架等结构的加固。

4、 粘贴钢板加固法。钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段表面粘贴强度高的钢板，使原有混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力，约束混凝上变形，提高了加固构件的刚度和抗裂度，有效发挥了粘贴钢板的抗弯、抗剪、抗压性能，且不会在混凝土中产生应力集中采用该方法加固时。

具体要求如下：（1）、要求被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15。（2）、混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa。

其特点是施工简单、速度快、上期短；现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小；传力直接，加固效果好，耐久性好；且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；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。

5、 加大截面加固法。在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，增加截面有效高度，扩大截面面积，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。

6、 预应力加固法。预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构或整体进行加固的方法，通过预应力的施加改变了原结构内力分布和应力水平，致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除。因此后加部分和原结构能共同工作，结构的承载能力可显著提高，并可减少结构的变形、裂缝宽度。

7、 置换混凝土加固法。置换混凝土加固法是指对原有结构强度低，韧性差的构件材料用强度高，韧性好的混凝土材料置换的方法。其特点如下：上期短，占用空间小，不影响使用功能，而且造价比较低，经济合理。采用本方法加固混凝土结构构件时，其非置换部分的原构件混凝土强度等级，按现场检测结果不应低于该混凝土结构建造时规定的强度等级。置换用的混凝土强度等级应比原构件混凝土提高一级且不应低于C25混凝土的置换深度，板不应小于40mm，梁、柱采用人工浇筑时，不应小于60mm，采用喷射法施工时，不应小于50mm，置换长度应根据混凝土强度和缺陷的检测及验算结果确定，但对非全长置换的隋况其两端应分别延伸不应小于100 mm。置换部分应位于构件受压区内，且应根据受力方向将有缺陷混凝土剔除，剔除位置应在沿构件整个宽度的一侧或对称的两侧，不得仅剔除截面的一隅。

上述混凝土结构加固技术还有待于在实践中进一步探索，随着建筑科学技术的不断进步，新型建筑材料不断出现，更好的加固施工方法将会有更大拓展，因此，加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。