建筑混凝土结构工程的加固设计策略探析

李建龙

摘 要： 随着我国社会主义市场经济的飞速发展，我国各行各业都得到了极大的提升，建筑业也不例外。当建筑混凝土结构因出现设计不当或是直接受到建筑使用年限较长等因素的影响，比较容易导致建筑混凝土结构出现不稳定的情况，甚至由此产生建筑坍塌、倾覆等一系列安全问题。因此有必要加强对建筑混凝土结构工程的加固设计，本文旨在为丰富该领域理论研究的同时，也为真正实现建筑混凝土结构工程的加固优化设计，提供相应实践指导与帮助。

关键词： 建筑混凝土;结构工程;加固;设计;策略

【中图分类号】TU746.3     【文獻标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）23-0058-01

引言：钢筋混凝土梁是建筑结构中用量多的构件类型之一，由于早期设计不足、施工质量水平不高、超负荷使用、自然环境影响等原因，造成抗剪承载力不足，导致剪切破坏，而剪切破坏是一种典型的脆性破坏，需要极力避免。

1 建筑混凝土结构工程加固设计原则

首先是安全性原则。在实际开展建筑混凝土结构工程加固设计时，相关工作人员首先需要在结合工程实际的基础上，认真贯彻落实安全性原则。即需要相关工作人员依照工程实际情况与原建筑混凝土结构特点，合理选择相应的加固方式，保障所选用的加固方式能够有效提高原建筑混凝土结构的安全可靠性，并尽可能延长建筑结构的使用寿命。其次是实用性原则。在建筑混凝土结构加固设计中，实用性原则与操作性原则大致相同，即要求工作人员在以提高建筑混凝土结构的安全稳定性与坚固度为主要目标的基础上，制定出的建筑混凝土结构加固设计方案应当具有较高的可操作性，便于施工且能够在短时间内完成所有建筑结构加固施工工作。

2 建筑混凝土结构工程的加固设计策略

2.1 无损拆除过渡跨方案设计技术要点

①综合考虑施工安全、施工进度等要求，要自上而下分层拆除，先拆非承重（屋面瓦及防水层、保温层、气楼等）后拆承重，先内墙后外墙;按板、非承重墙、梁、承重墙、柱顺序进行;严禁立体交叉同时拆除或数层同时拆除。在凿除过程中始终应慢打、轻凿。交界处凿除顺序为先板后梁，先板边后板中。先沿板周边手工开槽脱开梁，以减小凿除板中时对原结构的振动。②屋檐、阳台、雨棚、外楼梯、广告牌等容易失稳的外挑构件先行拆除;当拆除梁或悬挑构件时，应采取有效的控制下落措施。③拆除建筑栏杆、楼梯、楼板等构件，应与建筑结构整体拆除进度相配合，不得先行拆除;建筑的承重构件应在其所承载的构件拆除后，再行拆除。④落渣口选取在非人员上下、水平行走的通道位置，并落实防护措施;拆除后的墙体应及时清运，不得堆放在楼面上。⑤拆除上层时，下部楼板梁或者钢筋骨架网，作为临时可靠的水平防护;严禁先拆除平面板件、割除水平钢筋的危险做法。

2.2 预应力施加方法

试验采用扭矩扳手对钢绞线施加预应力，这种施加预应力的方式具有耗时少、成本低的优点。在西安理工大学材料工程学院材料实验室使用电脑式伺服控制材料试验机进行拉伸试验，整理得出一组具有85%保证率的钢绞线预应力-扭矩的对应关系曲线。试验预应力控制在1kN左右，试验过程中严格遵守要求。施工工艺如下：1）根据加固部位的尺寸，确定钢绞线所应采取的长度;2）将钢绞线两端用U型卡扣固定;3）通过扭矩扳手扭动短钢筋来对钢绞线施加预应力;4）固定短钢筋。

2.3 外包型钢加固法

外包型钢加固法，是采用横向板或箍板为连接件，将型钢包在原混凝土构件表面、四周或两侧的一种加固方法，外包型钢对核心混凝土的变形有较强的约束作用，可大幅度提高原结构承载能力和抗震能力。这种加固方法适用面很广，但加固费用较高，且同外贴钢板法一样需要根据使用环境选用正确的胶粘剂并做好钢板的防锈工作。

2.4 FRP加固法

传统加固方法在提高结构或构件的刚度和承载力方面起到了一定的作用，但是也都存在着自重大、影响建筑使用高度、不耐腐蚀等缺点，FRP材料因其耐腐蚀、轻质、施工便捷等优点，已经被广泛应用于混凝土结构的加固中，同时由于FRP对于不同截面形状（如构件角部）的广泛适用性，特别适合于混凝土梁的抗剪加固。在梁的受剪加固中，FRP的粘贴方式有多种，包括仅在梁两侧面粘贴FRP、于梁侧和受拉面U形粘贴FRP以及沿整个梁截面封闭粘贴FRP。

2.5 钢筋混凝土柱碳纤维加固

当钢筋混凝土受到轴向压力时，损坏是由横向膨胀引起的，具有非常小的极限值，例如在构件周围产生横向约束。为了防止压力接收构件的这种横向膨胀，可以提高构件的压缩承载能力和变形能力。碳纤维增强钢筋混凝土柱在混凝土和碳纤维增强带之间形成约束。由于横向界面应力的约束，与单个相应的力状态相比，塑性区的核心混凝土处于三相应力状态。增加混凝土的极限压应变和承载力，达到加固的目的。

3 现有设计规范提供的加固方法汇总分析

（1）增大截面法，采用该方法可以大幅提高原构件的承载力和延性，但会降低建筑物的有效使用面积;（2）外包型钢法，采用此方法加固钢筋混凝土构件，其抗震性能比原构件有较大提升，但施工质量要求和维修成本较高，易造成构件外形不够美观;（3）置换混凝土法，采用此方法有效解决了承重构件受压区混凝土强度偏低的问题，但工作量大、施工周期较长;（4）粘贴钢板法，外部粘贴钢板加固RC梁，在不增加构件原有自重的情况下，大幅提高了原构件的强度和刚度，但使用的粘结剂对现场施工条件要求较高，且胶体耐久性较差;（5）包裹纤维复合材料法，充分利用纤维增强复合材料强度高、质量轻、方便施工和耐腐蚀性强等优势，但仍存在胶体的耐久性问题和纤维增强材料的脆断问题。

结语：综上，在建筑混凝土结构工程的加固设计中，相关工作人员需要始终围绕工程实际，严格遵循国家相关标准要求与设计规程，合理选择与之相适宜的加固技术，如加大截面、置换混凝土以及粘钢加固等。并对其中各项关键环节及要点进行严格把控，从而设计出科学合理的建筑混凝土结构工程加固方案，为全面提高建筑结构的稳定性、安全性和可靠性创造良好条件。

参考文献

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[3] 刘翠英.浅谈既有建筑结构加固设计与施工技术[J].安徽建筑，2018，24（5）：137-139.