浅谈建筑结构工程设计中的混凝土加固措施

吴永辉

摘要：对于任何一个建筑工程项目而言，结构都是极为重要的一个组成部分，只有保障了建筑工程结构的稳定性才能够确保整个建筑工程项目的质量，因此，必须针对建筑工程项目的结构进行有效地设计，因为当前很多建筑工程结构都是采用钢筋混凝土进行构建，所以本文主要针对建筑结构工程中的钢筋混凝土结构措施进行了简要的分析和介绍，希望能够提升今后建筑結构工程混凝土加固设计的水平。

关键词：建筑结构；工程设计；混凝土加固

1建筑结构工程中的混凝土加固设计基本原则

现代社会，科学技术发展迅猛，建筑施工技术水平随之不断提升，混凝土结构加固技术亦是如此。大量先进的技术、材料、施工方法使得混凝土加固的效果越来越好，经济效益越来越高。在编制混凝土加固方案的时候，要综合考虑技术指标、经济指标等因素，要保障施工技术的科学性和先进性。用于加固的混凝土应选用较加固对象更高一级强度的混凝土，做好加固结构和加固对象间的连结，确保加固件和加固对象协调运作，保证建筑结构整体的一致性。对于受高低温、化学反应、机械震动等因素的影响而发生的建筑结构破损，在进行混凝土结构加固设计时，应根据破损原因选择针对性的处理方法，通过减轻、消除导致破损的原因来提高建筑结构安全稳定性，实现目标加固效果。作为一项工程活动，经济效益是评价混凝土加固设计水平高低的重要指标，在实际工作中，混凝土加固施工应以不影响原建筑正常使用为佳，减少加固施工对原建筑的负面影响，尽可能利用原本建筑的已有条件，以降加固施工成本。此外，混凝土结构加固方案应在保证加固效果的基础上更多地推广使用新技术、新材料、新工艺。

2混凝土结构工程加固的设计

对于建筑混凝土结构工程来说，如果需要进行必要的加固的话，就应该首先进行充分的设计和规划，进而才能够保障其后期的加固施工具备较好的方向性，保障加固的效果，具体来说，针对建筑混凝土结构工程进行加固设计主要包括以下几个基本的环节：（1）在进行具体的建筑混凝土结构工程加固设计之前，应该重点针对需要加固的对象进行全面详细的勘查和测量，了解其基本的现状和需要加固的问题，这是保障其加固有效性的一个基本前提条件，并且还能够为后期的加固方案选择提供充分的数据支持，比如对于需要加固的结构面积进行详细的勘察就能够有助于选择最为恰当地加固措施，另外，详细的调查加固工程施工现场的一些外界环境也能够有效的避免在后期的加固施工中出现一些矛盾和冲突，这也是避免错误选择混凝土结构加固措施的一个重要前提条件，只有针对不同的加固对象和加固环境选择不同的加固措施才能够保障其加固的最终效果符合相应的要求。（2）针对前期调查测量的结果进行详细的对比分析也是建筑混凝土结构工程加固设计中必不可少的一个关键环节，这一环节主要就是指针对调查结果中可能会影响到后期加固施工过程或者是最终加固效果的一些影响因素进行全方位的对比分析，尤其是要结合具体的结构工程混凝土加固技术进行分析，最终根据这些加固技术的不同特点和适用环境选择出最佳的一个加固技术进行混凝土结构的加固。

3建筑结构工程设计中混凝土加固设计方法及配套应用技术

根据加固施工机理不同，混凝土结构加固施工可以分为直接加固法和间接加固两类，在实际工作中要根据现场具体情况选择合适的技术和方法进行加固施工，具体情况如下。

3.1直接加固法

3.1.1增大截面法

增大截面法就是增大原构件截面面积或增配钢筋的一种加固方法。通过增加结构构件截面面积或者配筋量，增加界面有效高度，从而提高构件的正截面抗弯、斜截面抗剪和截面刚度，起到加固的作用。加大截面加固法使新旧两部分商品混凝土能够协调整体工作，改善正常使用性能。优点：工艺简单、成熟、适应性强，适用于梁板柱墙等构件的加固。缺点：现场施工作业量大、养护周期长、影响使用净空间。

3.1.2外包钢加固法

外包钢加固是把型钢包于被加固构件外边，用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体，达到共同受力，提高正截面承载力、斜截面承载力和截面刚度。外包钢加固常用于对框架柱的加固，特别是对加固后对截面不允许显著增大的要求十分满足。优点：受力可靠、施工简便、工作量小、对使用空间影响小。缺点：用钢量大、加固费用高、不耐高温、不宜在无防护情况下工作。

3.1.3粘钢加固法

粘钢加固发是在混凝土受弯构件常在里不足区段表面用特制结构胶粘结钢板，使钢板与商品混凝土牢固的形成一体，共同受力，补偿或提高截面的承载力，以达到加固补强的作用。该方法实质可以理解为体外配筋，提高原结构配筋量的加固方法。优点：简单、快速、技术可靠、不影响结构外形、施工时对生产和生活影响较小，多用于屋顶、公路桥梁等领域。缺点：对结构胶的质量要求高、加固效果直接影响于胶粘工艺与操作水平。

3.1.4置换混凝土加固法

置换商品混凝土加固法就是将原结构、构件中的破损商品混凝土凿除至密实部位，用强度略高的新商品混凝土浇灌置换，使新旧两部分粘合成一体共同工作。为更好协同工作新混凝土强度等级应高于原结构构件一级，且不低于C20级。该方法适用于处理结构构件局部缺陷的加固工程。优点：完美恢复原构件外观，不影响净空间。缺点：施工作业时间长，养护时间长，剔除缺陷部位工作量大，容易伤害钢筋，支护不好容易提前造成结构屈服、疲劳、失稳。

3.1.5粘贴碳纤维加固法

外贴碳加固类似与外粘钢板加固，是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，粘贴后碳纤维布与被加固截面共同工作，能显著提高构件的承载能力。该方法目前适用范围非常广泛。优点：施工工期短，不需要大型机械，对净空间影响小，轻质高强，几乎不增加结构自重，耐潮、耐腐蚀，持久耐用，维护费用低，施工方便快捷，可以随意适应任意曲面形状。缺点：对使用环境温度有限制，不耐火。防护不当易受人为破坏。

3.2间接加固的方法

（1）增加支承加固法。增设支点加固法是通过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承载效应，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功能，并可能减小使用空间。（2）预应力加固法。预应力水平拉杆加固法。预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上，在构件中产生偏心受压作用，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。

4建筑结构工程设计中混凝土加固措施的应用

（1）混凝土柱的加固设计应用。在进行加固设计之初，要详细检查需要加固的柱子、施工现场的具体情况，找出混凝土发生破损的直接原因。在此基础上，针对破损原因选择适当的加固措施，编制施工方案。具体有以下几种加固方法：一是预应力撑杆加固法。该方法对于框架柱加固施工十分有效，特别是对于轴心受压或偏心受压柱的承载力的提高，效果显著。根据预应力撑杆的种类，该方法有单侧和双侧两种实施形式。两种形式各有特点，适用范围也不一样。前者适用于受压筋配筋量不足或混凝土强度偏低的偏心受壓柱加固；后者则适用于需变号的偏心受压及轴心受压柱加固。二是置换加固法。该方法通过置换原柱子混凝土部分来达到提高柱子承载了法目的，常用于因为火灾或其他原因致使混凝土强度降低无法承担载荷的场合。在使用置换法时，很少使用原有钢筋。三是增大截面法。该法是混凝土柱加固施工中最常用的方法，也是所有混凝土加固方法中，可靠性最高的方法。该方法通过增加原混凝土截面面积和钢筋使用量，使混凝土柱刚性和承受载荷的能力大幅提高，因此又称为外包混凝土加固法。（2）混凝土梁、板的加固设计应用（增大截面加固法）。该法和混凝土加固技术中的同名方法原理相同，也是通过增加原混凝土构件受力截面积来提高载荷能力。在对混凝土梁、板进行增大面积作业时，不仅要在原受力构件的单侧或双侧浇注混凝土，还要同步增加钢筋以实现预计目的。二是增补受拉钢筋法。该法主要用于不需要大幅度提高载荷承受能力的场合，单纯通过增加受拉主筋来达到补强效果。

5结束语

综上所述，目前混凝土结构加固技术还处在摸着石头过河的阶段，随着建筑科学技术的不断进步以及新型建筑材料的不断出现，建筑结构加固方法将会有革命性进步，因而加固施工方案的选择也将具有更为广阔的空间。

参考文献：

[1]试论钢筋混凝土结构加固技术[J].岳子龙.四川水泥.2017（02）.

[2]谈混凝土结构加固技术在建筑工程中的应用[J].李成龙.四川水泥.2014（09）.

[3]混凝土结构加固设计方法优选[J].柳冰强.居舍.2018（19）.

（作者单位：保定维民建筑设计院有限责任公司）