钢筋混凝土结构的常见加固方法

郭洪晔 刘杨

关键词：钢筋混凝土；抗震鉴定；结构加固

摘 要：在我国，当前的工民建工程中钢筋混凝土建筑常年受到自然因素的影响，一些年代久远且年久失修的混凝土建筑以及受到自然灾难轻微损伤的建筑需要进行抗震鉴定加固，着重列举了混凝土加固的几种方法，并分析其优缺点。

0 引 言

自改革开放后，我国经济社会的发展日新月异，几十年不间断的大规模建设使我国的城市乡村用地逐渐收紧，因此，大量的工用民用建筑逐渐趋向于进行技术升级改造；我国大部分地区处于地震多发带，小震不断，自然灾害频发，大量轻微受损的建筑需要进行抗震鉴定加固。目前我国建筑技术水平与发达国家相比仍有一定差距，因此，深化对混凝土结构加固技术的研究对促进我国的經济社会发展具有十分重要的意义。

1 常见的钢筋混凝土加固方法

1.1 增大截面加固方法

增大截面法是通过在结构构件原截面基础上增加钢筋混凝土截面面积以达到提升构建总体承载能力的效果。增大截面法是结构加固中常用的方法之一。对于梁、板、柱等基本结构构件的加固具有工艺成熟、可靠性强、施工方便、价钱廉宜。但与此同时该方法也会使建筑物的使用面积减少、湿作业施工时间延长等缺点。

1.2 粘贴碳纤维布法

粘贴碳纤维布法主要是使用环氧树脂粘接剂将碳纤维布与原有结构构件横向包裹粘贴，碳纤维布具有很高的材料抗拉强度、易加工、自重小、比刚度高、抗疲劳能力强、弹性模量大等特点，横向包裹有效提升结构构件的抗剪能力和抗压强度，可以达到较好的加固效果。在施工中需要考虑环境温、湿度对粘接剂的影响以及加固后使用年限与材料后期防腐处理的选择。

1.3 置换混凝土加固方法

置换混凝土加固方法目前常应用于修复由天灾因素及人为因素损坏的板、梁、柱、墙等基本混凝土承重构件及加固存在缺陷的钢筋混凝土承重构件和受压区混凝土强度较低的区域。置换混凝土加固法具有相似于增大截面加固法的做法简易、造价低廉的优点，并且基本不会压缩建筑物的净空。但仍然具有湿作业需要大量养护时间的缺点。

1.4 粘贴外包钢加固方法

粘贴外包钢加固方法主要是用改性环氧树脂胶黏剂将钢板或型钢外包在钢筋混凝土构件的表面以达到加固的目的。加固的型钢在横向用箍板连成整体。常用的粘贴外包钢加固法分为两种：干式外包钢加固法和湿式外包钢加固法。干式外包钢加固法不能保证结合面的剪切力有效传递；湿式外包钢加固法则是通过加入细石混凝土或砂浆等粘结性介质将原构件与钢板有效粘结。优点是受力比较稳定、应用广泛、施工方便快捷几乎不会压缩建筑物的使用面积。缺点是钢材用量大、成本高昂。应注意的是，钢材外表面不应高于60℃，在外包钢加固完毕后，需考虑环境腐蚀并做好结构的防腐工作。

1.5 结构植筋技术加固

高性能植筋技术和一般植筋技术是当前钢筋混凝土建筑后期加固的两种常见的结构植筋方法。一般植筋技术的化学胶是由膨胀剂和水泥组成；而高性能植筋技术使用的化学胶是由改性环氧树脂或聚氨酯等物质组成。两种植筋技术都适用于受力平衡且具有相当的锚固深度的结构构件；但是，高性能植筋技术更适用于处在动力荷载作用中或不具备足够的锚固深度的结构构件，使得该构件避免发生脆性粘结破坏。

植筋加固前需按照《建筑抗震加固技术规程》首先检查加固构件是否有局部缺陷并及时修补，在对结构受力分析后进行钻孔、清孔，并将经过受力分析选定好的钢筋植入已注入高强化学胶的钻孔中进行加固，达到设计要求的承载力。植筋技术适用于对梁、板、柱等需改造的结构构件进行钢筋植根加固工程。该方法通过对原混凝土构件的进一步加工，可以迅速提高结构构件的整体性并显著增强原构件的承载能力。优点是该技术方便快捷、节省资源、工期相对较短。

1.6 体外预应力加固方法

体外预应力加固方法是在主体结构外对钢筋混凝土建筑施加预应力，通过增加反向力，抵消了建筑物构件中的部分应力荷载，减小建筑外应力荷载的效应，提高构件整体抗弯性能。体外预应力筋技术是较为常用的加固方法，优点是技术简易，成本低廉，并且在基本不会改变结构构件尺寸的同时，显著增强了结构构件的综合性能和承载力。这些优点的形成，主要是由于反方向的外加预应力抵消了建筑物构建中的部分应力，减小建筑结构应力荷载效应，运用外加预应力加固技术的建筑周围环境温度不宜超过60℃，并依据周围环境做进一步处理。

1.7 改变受力体系加固方法

改变受力体系加固方法，包括在梁、板、桁架、网架等结构构件增设支撑，从而通过缩小建筑结构的计算跨度，在满足结构加固的安全性和可靠性要求的前提条件下，减小结构内部受力，使建筑物构件的支承能力显著增强。按照增设支撑刚性的区分，有弹性支点和刚性支点两种；该加固方法施工技术简单，易操作，但在一定程度上减小了建筑物的使用空间并对原结构产生了一定的破坏影响。

2 建筑结构加固的基本原则

2.1 结构体系总体效应原则

对建筑结构进行加固前，虽然需要仔细研究每个存在安全隐患的构件，但更重要的，是要保证结构整体的安全可靠性。所以，必须要宏观的看待被研究的建筑结构。不能简单的“头疼医头，脚疼医脚”。

2.2 先鉴定后加固原则

考虑混凝土加固方案时，首先要对需加固结构进行检测与鉴定，整体了解结构体系、构件承载力、材料性能、连接构造等信息，分析结构的受力状况，为后续加固工作做好准备。

2.3 加固方案的优化原则

一般来说，加固方案是多样的，加固方案的选择应根据方案的可靠度、施工操作难易程度、经济的合理性等多方面因素考虑。在加固前，需要对待加固整体结构进行检测与分析，使加固后的新、旧构件受力均匀，并具有稳定地承载能力。通过对结构检测状况、结构加固后的受力类型以及结构整体体系进行分析，确保新旧结构共同受力，结构安全可靠。在钢筋混凝土结构加固工程中，需要对加固材料的选用与取值有足够的了解，加快施工进度，减少对周边环境的影响。

2.4 尽量利用原则

在设计建筑结构加固方案时，应充分考虑加固结构自身的承载能力，在节省资源、确保结构安全性与可靠性的条件下，不浪费被加固结构的自身承载力，着重减少对加固结构的损伤。因此，在结构加固中，最大程度的保留和利用原有结构构件，既有利于加固前、后新旧构件的连接，又有利于减少经济成本且又在一定程度上提高了结构的安全性与稳定性。

3 结语

在过去的三十年时间里，中国的经济以火箭般的速度快速稳定的发展，随之而来的，是大规模钢筋混凝土建筑的出现。我国的建筑设计基准期为50年，目前，已有一部分“老年”建筑在自然环境和使用环境的双重作用下，其功能逐渐减退，需要进行维修、加固与现代化改造；我国国土面积大，并且多处于地震多发带，小震不断，自然灾害频发，对建筑安全具有一定的影响。若大量拆除重建则不仅浪费资源，同时也会对环境造成污染。因此，加强对建筑结构加固的进一步研究不仅符合科学的发展观，紧扣时代的需要，并且对于我国社会的持续稳定健康发展具有非常积极的意义。

参考文献：

[1] 陈之茂.混凝土加固技术应用研究[J].现代商贸工业，2011.

[2] 张世伟.植筋技术在混凝土结构施工中的应用[J].黑龙江科技信息，2013.

[3] 陈湘宁.房屋建筑结构加固技术的应用分析与探讨[J].建筑遗产，2013.