钢筋混凝土建筑结构加固及其在工程中的应用

2018-03-28田凯

四川水泥 2018年6期

田凯

(河南质量工程职业学院建筑工程系，河南平顶山 467000)

0 引言

防火性能优良且具有较强的可塑性与耐久性等特点为钢筋混凝土材料在建筑行业中的推广和应用奠定了良好的基础。由于我国幅员辽阔，不同地区的气候也存在着较大的差异，成为了影响钢筋混凝土结构稳定性的主要因素。所以，加强钢筋混凝土建筑结构加固的研究对于钢筋混凝土材料的应用具有极为重要的意义。

1 钢筋混凝土建筑结构加固设计的基本要求

1.1 加固设计前了解和掌握结构的受力特征

加固之后与加固之前的钢筋混凝土结构其在受力特征与受力效应等各方面都存在着较大的差异。这些差异主要表现在一次受力与二次受力上，如果缺乏对原结构受力的了解，那么就会导致二次受力分析结果与实际情况出现较大的偏差。另外，针对结构的加固采取的是新旧材料相结合的方式，在加固过程中结合面抗剪强度的大小是影响其受力作用的关键因素，所以在设计的过程中，必须确保加固后的结合面抗剪强度高于原结构。

1.2 对结构加固材料的要求

加固方法不同所使用的加固材料也不同。根据这一原则，在钢筋混凝土设计的过程中，必须对混凝土的收缩性、钢材比例极限、化学灌浆、胶黏剂的粘结性等各方面因素予以充分的重视，才能满足建筑结构的质量要求。

1.3 加固结构的构造要求

在进行结构加固施工作业时，必须确保已经加固的部分与未加固部分外形上的相对协调，才能确保结构外观在加固施工完成后保持一致。另外，如果加固施工完成后，需要新增加固材料的话，则必须根据新增材料的特点设计合理的应力传递路径，以确保结构加固施工的顺利进行。

2 钢筋混凝土结构加固的基本方法

2.1 增大截面加固法

混凝土截面增加的加固方法主要是通过在原混凝土结构外叠加浇筑新钢筋混凝土的方式，在原有构件混凝土截面增加的基础上，促进构件承载力等各方面性能的有效提升。混凝土截面增大加固法最大的特点就是其施工方法简便，主要适用于梁、柱等钢筋混凝土结构构件的加固补强中。这一加固方法在实际应用的过程中，必须以原结构的受力特点、薄弱环节、加固目的等各方面性能和要求为基础，采取一侧、两侧或者几面同时增大的设计方式。比如，针对梁、板等受弯构建的加固一般采取的都是增加上、下侧受压或者受拉区混凝土配筋的方式。这一加固方法，在实际应用的过程需要根据加固要求，详细的划分为增大原构件截面加固或者增加配筋加固等几种形式。如果采取增大截面加固方法时，必须根据实际情况配置一定数量的构造钢筋，在有效增大其截面的同时，确保加固施工的顺利进行。为了确保所增加配筋的耐久性以及使用功能的充分发挥，则可以采取增加配筋的加固方式，根据新增钢筋间距与保护层等构造的特点，通过适当增加原构件截面尺寸的方式进行加固。另外，由于混凝土加固施工完成后，结合面主要是依靠两侧新旧混凝土上的粘结强度承担剪应力与法向拉应力的，再加上混凝土结构增大截面加固方法施工的作业量相对较大，且构件需要较长的养护时间才能达到最终设计的承载力要求，其对于建筑物的恢复时间会产生一定程度的影响，所以在钢筋混凝土结构加固补强施工时，必须对加固施工技术的局限性与加固后的使用效果予以充分的重视。

2.2 钢筋混凝土结构外粘型钢加固法

针对外粘型结构，主要采取的将型钢外包于原构件混凝土的方式，促进原构件加固后承载能力的有效提升。这一加固补强方法主要应用于混凝土构建截面的四角加固。在加固施工完成后，外包的钢构件可以完全或者部分替代原构件的工作，从而达到加固补强原构件的目的。对钢筋混凝土构件，外粘型钢采取的加固方法，一般在构件加固完成后期承载力以及延伸性都会在不增加原构件截面尺寸的情况下得到大幅度的提升。由于这一加固方法具有施工周期短且施工简便等各方面的特点，因此其已经被广泛的应用于梁、柱等工作钢筋混凝土结构构件的加固补强施工中。常见的钢筋混凝土外包钢加固方法主要分为干式与湿式等几种。一般情况下，干式外包钢加固方法主要应用于原构件之外的型钢或者虽然有水泥砂浆填塞其中，但是其剪力在通过截面后无法有效传递的钢筋混凝土结构的加固补强施工中。经过长期的实践应用后发现干式加固法，在实际应用过程中由于其与原构件需要各自承受荷载，所以在实际设计的过程中，必须按照原构件与外包钢构架的强度比例分配其所要承受的荷载，然后对原构件的承载力进行详细的验算，最后在验算结果的基础上进行钢构架的设计。而湿式外包钢加固法，则需要在原构件与型钢之间留下一定的空隙，以便于进行环氧砂浆、乳胶水泥或者细石混凝土等剪力传递性能较强的填充物的灌注，以确保其所形成的黏结整体满足两者之间协同工作的目的。另外，在进行钢筋混凝土构件加固补强施工时，必须对型钢的承载力予以充分的重视，避免因为原构件混凝土在加固施工过程中出现横向变形挤压侧向型钢现象的出现，促进钢筋混凝土结构加固施工效率与质量有效提升。

2.3 植筋技术

钢筋植入法作为一种全新的钢筋混凝土结构加固补强施工技术，其主要是以结构的受力特点为基础，根据混凝土构件的实际位置确定植入钢筋的具体位置，并在钻孔、清孔、钢筋植入施工完成后，使用结构胶将钢筋与混凝土粘结在一起，最后进行混凝土浇筑将新旧钢筋混凝土有效的连接在一起，提升构件整体受力性能提升的目的，由于这一加固补强技术具有施工简便、工作面小、适应性强、造价低等各方面的优点，因此其被广泛的应用于混凝土工程结构的加固补强施工中。另外，由于植筋胶对原有结构钢筋的锚固作用是利用其自身所具有的粘结材料的锚固力实现的，而不是通过锚筋与基材两者产生的摩擦力产生的，其对于锚杆与基材加固效率的提升具有极为重要的促进作用，再加上原构件在加固补强施工完成后，自身的受拉荷载主要是依靠植筋产生的粘结强度与机械咬合力承受的，所以这一技术在实际应用的过程中，不仅促进了锚固强度的有效提升，而且对于锚固抗拔力的提高同样具有极大的促进作用。

2.4 粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固补强法与外粘性钢加固补强法相比较而言，这一建筑结构加固补强技术在实际应用的过程中主要是通过在钢板上粘贴特质胶黏剂的方式，将钢板与混凝土粘结在一起，使其在加固后形成整体的协调工作局面，以达到促进原结构强度与刚度有效提升的目的。粘贴法与其他常用的加固补强方法相比较来说，其主要适用于2-6mm厚的钢板，且结构厚度为1-3mm，经过加固施工后实际增加的结构厚度不能超过10mm，降低加固施工对原构件的外形尺寸产生影响。经过长期的实践应用后发现，粘贴钢板加固方法主要有坚固耐用、简洁轻巧、灵活多样、施工快速、经济合理等各方面的优点。在使用这一方法进行钢板与混凝土之间粘结强度的加固时，只需要确保钢板与原构件混凝土保持整体的协调工作即可实现促进钢板与混凝土粘结抗剪与抗拉强度有效提升的目的。另外，如果在钢板与混凝土结构加固施工作业的过程中，出现粘结面完好的情况下混凝土试块被拉断现象的话，那么则说明了混凝土与钢板之间的黏结抗拉强度大于混凝土自身的抗拉强度。