钢筋混凝土框架结构加固技术的研究与应用

闫锋?管永振

摘 要：建筑工程作为工程建设施工与国民经济发展的重要组成部分，其不仅影响着城市建设结构变化，更能推动社会经济的可持续发展。钢筋混凝土框架结构加固技术作为建筑工程施工的重要环节，要求施工企业必须严格按照工程实际情况，并结合施工现场的地质条件、地形情况等因素，做好施工各项工作，才能达到施工流程的规范性、合理性，只有这样才能推动工程建设的进一步发展。

关键词：钢筋混凝土；框架结构；加固施工

1 建筑结构加固基本原则

1、建筑结构的加固改造设计应由专业人士承担

建筑结构是否需要加固，应经结构可靠性鉴定，专家依据有关规范规程标准提出鉴定意见书。鉴定意见书可以做为结构维修加固改造设计的依据之一。由于建筑结构加固设计所面临的不确定因素远比新建工程多而复杂，况且还要考虑业主的种种要求，因此，承担维修加固改造设计的人员除具有较强的结构理论、明晰的结构概念外，还应具备较为丰富的工程经验才能够全面系统地分析问题，提出较为合理的结构加固设计方案。

2、处理好构件与结构、局部与整体、临时与永久的关系

当某些构件不满足要求时必须进行加固，但结构体系的加固往往会被忽视，加固设计人员应从整个结构体系安全的角度来考虑。当个别构件加固不影响整体结构体系的受力性能时，可进行局部加固；结构整体不满足要求时，应对结构进行整体加固。临时加固的要求可以适当降低一些。

一般而言，结构经局部加固或部分构件加固后，并不意味着该结构整体承载能力就一定提高或是安全的，其安全性还取决于原结构方案及其布置是否合理、构件之间的连接是否可靠、原有的构造措施是否得当与有效等，这些就是结构整体性或结构整体牢固性的内涵，因此，结构工程师在承担混凝土结构的加固设计时，应对结构的整体性进行检查与评估，以研究是否需作相应的加强，而不能仅仅关注结构的局部或部分构件。

3、加固改造的实施必须有科学的先后顺序

通常应先治理后加固，由高温、高湿、冻融、冷脆、腐蚀、振动、温度应力、收缩应力、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏，在加固时，应采取有效的治理对策，从源头上消除或限制其有害作用，正确确定加固处理时机，使之不致对加固后的结构重新造成损坏。结构加固一般应先卸载或部分卸载，卸载后按一定顺序实施加固。一般而言，应先加固后拆除；先加固后开洞；先基础后柱、梁和板；先重要构件，后次要构件，最后做好保护与防护。

2 建筑工程钢筋混凝土框架结构加固方式

1、增大截面法

该方法在砼结构加固中最为常用，具体做法就是：在建筑物的构件外部外包砼，并增加该构件的截面面积与配筋数量，以提升构件的承载力的结构加固方法。在建筑工程中应用这一砼结构加固方法具有施工工艺简便和适用范围广的特点，因而被广泛用于建筑砼结构中的梁、柱、板、墙等的加固。但应用这一方法具有较大的湿作业量，需要较长的施工和养护时间。此外，还对结构外观和构筑物空间也有一定的影响。

2、增加支承点

应用这一方法主要是用于减少结构的计算跨度，以改善结构的内力分布，从而提升其承载力的结构加固法。主要适用于那些构筑物的净空没有限制的跨度较大的梁板、网架等的加固，应用该方法具有简单可靠的优点，而缺点就是使用的空间会受到一定的限制。根据所增设支承结构变形的性能，可分为弹性和刚性两种支点。

3、钢板粘贴法

应用这一方法主要是在砼构件表面应用特殊的建筑结构粘结胶与钢板粘结，从而一道受力，进而提升结构承载性能的加固方法。也就是通过体外配筋提升原有构件的配筋量，从而全面提升构件在抗拉、抗剪、抗压、抗折以及刚强度等方面的性能。该方法主要适用于那温度和湿度正常且承受静力荷载的构件的加固，具有速度快且对结构没有影响的优点，而缺点就是钢板的自重大、钢独大，在施工过程中具有一定的难度。

4、砼置换法

该方法主要适用于砼强度等级较低的砼结构，尤其适用于砼强度等级在C10之下的砼结构的加固，具有其它方法难以替代的职能，全面解决承重构件所处受压部位砼强度低的问题。其具有的优点同增大截面法相似，且加固之后不会改变构筑物的空间，也同样存在较大的湿作业量。

5、外包钢法

所谓外包钢法，主要是在原有的砼构件的四周包裹角钢，并在角钢与角钢之间用扁钢相连接，再进行结构胶的灌注，从而与原有的结构相粘结和键合，让后来所加的型钢同原有的结构一起工作的结构加固方法。该加固方法可分为干式和湿式的两种方式。其中干式的外包钢法主要是将型钢直接外包在原有的构件，同原有的构件并不会粘结，亦或是即使填塞了水泥砂浆，也难以确保结合面的剪力得到有效的传递，难以实现整体的工作，因而只能单独受力；而湿式的外包钢法主要是应用具有良好粘结性能和高强度的建筑结构胶，将砼构件与钢板粘结在一起，以便形成牢固而又复合的整体型构件，从而确保应力传递的有效性，让构件能够联合工作，最终达到改善或提升结构的强度与承载能力的目的。具有受力可靠、作业量小、施工方便，缺点就是成本较高，需要耗费大量的型钢。主要适用于结构构件截面不能显著增大而且需要大幅度提升其承载能力的砼结构。

3 建筑工程钢筋混凝土框架结构加固技术应用

1、梁柱加固

加固时柱从底层开始从下至上全高加固，主筋下部植入基础承台内，保证新增竖向结构承受的竖向荷载能够顺利传给基础，并保证刚度的连续性，柱子纵筋采用焊接。梁柱节点处，柱加固纵向钢筋应贯穿楼板不截断，如有梁阻隔时可从框架梁两侧绕过，然后采用一定的坡度收至设计位置，在框架梁上下各增加附加钢筋满足竖向钢筋间距要求；不被原柱阻碍的梁加固纵筋采用通长筋，有柱阻碍则采用植筋技术植入到原柱混凝土中。

增大截面法加固后结构新、旧两部分整体工作的关键，主要在于界面能否有效的传递和承担界面的应力（主要是剪力和拉力）。而界面粘结强度低、离散性大，界面所具有的粘结抗剪和抗拉力有时远不能满足受剪和受拉承载力的要求，因此需在梁柱表面设置一定数量的销钉，保证界面粘结效果。

2、楼面板加固

通常需要改造加固的工程，预应力空心板的混凝土强度降低，预应力筋松弛，挠度变形较大。对于Ⅲ、Ⅳ级损伤的预应力空心板，不宜作加固后继续承载，故采用自密实混凝土楼板置换处理；对于Ⅱ级损伤空心板，主要考虑底部做叠合板处理和置换两种方案，由于底部叠合板的扎筋支模难度大，且浇注的时候需在空心板上钻浇筑孔，对原板造成二次损伤，加固质量也较难保证，因此决定也采用置换处理。楼面板处理时新增钢筋不能与相邻楼板钢筋形成通长筋的，其端部必须按规范要求植入四周原梁混凝土中，负弯筋端部也需植入原梁中。在以上加固中，Ⅰ级损伤的梁、板、柱构件均不做结构处理。

3、墙体加固

在加固砌体结构中，钢筋网水泥砂浆法具有较突出的优势，同时结合钢筋网复合砂浆课题研究成果，用抗裂复合砂浆替代水泥砂浆。由于复合砂浆拥有较高的拉强重量比和较高的韧性、延展性及耐久性，比普通水泥砂浆有较大的抗裂能力，因此可以减小涂抹厚度和对加固钢筋的更好保护。

4 结束语

综上所述，结构加固作为建筑行业中的一个细分行业，不但具有建筑行业的上述特点，还具有投入小，产出大，低碳环保，节能减排、新技术、新材料的广泛应用等一般建筑行业不具有的特点。建筑结构加固符合國家“十三五”规划，具有多重重要意义的新兴服务行业，是我国建设节能减排、低碳环保经济发展路径、建节集约型社会、实施可续发展的重要途径，对我国的经济和社会发展具有重要的影响和意义。

参考文献

[1] 吴雯. 钢筋混凝土框架结构加固技术的研究与应用[D]. 西安工业大学 2014

[2] 张学伟，刘卫东，张理，赵彦，严寅坤. 某框架结构办公楼的改造加固设计[J]. 工业建筑. 2011（02）

[3] 卢亦焱，史健勇，黄银燊. 外包角钢加固钢筋混凝土柱轴心受压承载力计算方法研究[J]. 应用力学学报. 2008（04）

[4] 盛光复，张佳超，任迎春，赵艳红. FRP加固钢筋混凝土约束梁抗剪性能试验研究（Ⅱ）——45°斜向粘贴加固[J]. 四川建筑科学研究. 2007（02）