建筑混凝土结构工程的加固设计策略探析

王燕

摘    要：建筑结构加固是对固有的建筑结构进行的改造，因此，结构加固受到原结构现状的制约;一般结构在加固前已承受一定时间的荷载作用，加固设计应当充分考虑结构历史应力对结构受力性能的影响，施工期间需要采取有效的卸荷措施保证施工期间的稳定性。基于此，本文主要分析了建筑混凝土结构工程的加固设计策略。

关键词：建筑工程;混凝土结构;加固设计

1  引言

混凝土结构的加固方法很多，在实际工程中选择结构加固方法，确定加固施工方案时应综合考虑结构特点、可靠性鉴定、加固的效果、便于施工以及经济因素。同时，施工质量也关系到加固结构的安全性能，所以也要加强施工工艺、工程质量，严格控制施工质量管理，按现行相关规范进行施工，保证加固工程的质量。在此基础上应不断加强加固技术的研究，改进施工工艺，研发新技术、新材料，促进建筑行业加固技术的不断发展。

2  混凝土结构加固方法概述

2.1  混凝土结构加固基本原则

（1）减少破坏原则。减少破坏原则即在混凝土结构加固过程中，应采取积极的措施，避免由于加固施工对原有建筑结构产生过大的破坏。在保证加固效果的前提下，尽量提高原有混凝土结构的完整性。

（2）尽量分担荷载原则。尽量分担荷载原则即在混凝土结构加固过程中，应充分考虑原有结构的受力特性，利用原有建筑中的结构构件，最大限度地保留原有建筑结构构件的性能。这样不仅会减少加固工作量，降低成本，同时也保证了加固效果。

（3）全面校核原则。全面校核原则即在混凝土结构加固过程中，需先对原混凝土结构的稳固性进行全面的计算分析，并对加固后的建筑结构整体进行校核，保证加固后的建筑结构的安全性，使其满足实际使用要求。

2.2  混凝土结构加固基本要求

混凝土结构加固基本要求包括：（1）充分掌握结构的受力特性。进行混凝土结构加固之前，应对原结构进行全面的检测，通过计算充分掌握原结构的受力特性，再根据检测结果，结合实际需要，进行混凝土结构加固设计，可最大限度地避免加固过程中出现失误。（2）混凝土结构加固材料的要求。由于混凝土结构加固处理对加固材料要求较高，应在充分研究加固材料特性的基础上，根据采用的加固方式对拟用混凝土结构加固材料进行优选。（3）混凝土结构的构造要求。进行混凝土结构加固时，不但要时刻关注相关构件承载力和安全性，还要充分考虑混凝土结构加固处理部分与原有结构结合的合理性及整体的协调性。

3  常用的混凝土结构加固方法

3.1  增大截面加固法

该方法适用于加固钢筋混凝土受弯、受压构件。钢筋混凝土受弯构件中情况不同，相应的处理方法也不同，当原截面结构配筋不足时，应适当增加截面抗拉受力钢筋;当截面承载力不足時，应增加截面高度;当混凝土强度不足或者结构配筋较多时，应增加受压区截面面积;当构件需要全截面进行加固时，则考虑构件截面加宽和加高;当构件受剪承载力较小或者截面超限，则对结构构件进行斜截面承载力的加固。钢筋混凝土受压构件的加固，通过增加结构构件的混凝土层厚度实现。新增混凝土层的最小厚度，板不应小于40mm;梁、柱，采用人工浇筑时，不应小于60mm，采用喷射混凝土施工时，不应小于50mm[2]。

3.2  外包型钢加固法

外包型钢法是在钢筋混凝土构件四周外包型钢或者钢板达到共同受力，从而提高结构构件的承载力和刚度。该方法传力可靠，施工方便，工期较短，对建筑净空高度影响较小，但用钢量较大，外露的钢构件还应进行防火、防腐处理，后期维护较复杂。根据外包型钢与原构件是否粘结，可分为干式、湿式外包型钢加固方案，其中，干式外包钢加固方式主要是应用在钢筋混凝土柱外包钢的加固处理，在型钢与混凝土柱之间并不存在任何的连接，或者虽然填塞了水泥砂浆但是并不能保障界面能可靠的传导力。湿式外包型钢的加固方式则是借助结构胶粘接方式进行连接，确保型钢与原结构构件之间存在有力的连接，从而大幅度提高承载效果。

3.3  粘贴碳纤维材料加固法

混凝土结构采取粘贴碳纤维材料加固方式也能够有效提高混凝土结构的承载力和刚度。相对于其他的材料而言，碳纤维材料本身具备更高的抗拉强度，并且有研究显示，碳纤维材料的抗拉强度属于普通钢材的8倍，甚至部分优质材料可以达到10倍。碳纤维材料本身还具备优质的抗疲劳特性，在目前混凝土结构大量应用的工程环境之下，借助碳纤维材料进行加固处理不仅可以预防疲劳问题的发生，还可以保证混凝土结构的完整性，同时碳纤维材料非常适合在高酸、碱、盐及大气腐蚀的环境中使用。但碳纤维材料抗老化性能较差，不耐火，长期使用温度不宜超过60℃，相对湿度不超过70%，对高温、高湿、存在有害介质环境及直接暴露于阳光下的室外条件应采用特种胶黏剂，且要有专门的保护措施。

3.4  间接性加固措施

间接加固法是对混凝土结构总体布局进行加固，可分为体外预应力加固法、增设支点加固法等。体外预应力加固法，通过钢拉杆、型钢撑杆等对原结构施加预应力，优化原结构内力分布及应力水平，可使体外预应力部分与原结构共同受力，进而提高结构的整体承载力。该方法在大跨度结构加固中应用较多，可显著提高承载力，但施工方法较复杂。增设支点加固法，通过增加支撑点的数量，降低结构的跨度，提高结构整体承载力。该方法适用于梁、板、桁架等结构的加固。但由于增设了支点，也影响了原建筑内部的使用空间。

4  加固技术分析

4.1  框架结构梁的加固

常见的混凝土结构工程框架梁在进行实际加固施工时，常采用粘钢锚固或粘贴碳纤维的方式进行加固，粘钢锚固的加固是一种比较经济的加固方式，可应用到工程结构较为简单和建设空间较小的项目中，并且采取这种方式来进行加固也具有良好的加固性。然而碳纤维加固的方式使用的过程中资金耗费情况比较严重，同时工程的整体成本及材料费用都相对较高，但是这种加固方式自身也存在良好的优点，碳纤维加固的方式应用中，整体的材料荷载相对较小，但是其强度和其他类型的材料相比则高出几十倍，并且因为自身并不具有任何的自重，在实际工作中人员自身劳动力较少，所需施工作业人数并不多，可以有效地节省更多人工成本的投入。

4.2  框架结构主体加固分析

对于混凝土结构工程而言，在进行实际施工中，一个重点的混凝土架构构件便是框架结构柱，在对混凝土的主体进行实际加固时，一般情况下采用外包钢的方式，采取这种方式进行加固，并不会对混凝土的整体破坏程度加大，并且可以提高混凝土的整体强度。采取这种方式进行实际加固时，分为干湿2种方式，干法作业可在柱四周进行相应的包围，同时型钢下的混凝土间并不存在较大联系，然而剪力作用下的混凝土进行加固并不适合采取这种方式。湿法加固是通过应用乳胶水泥浆及环氧树脂化学灌浆等方式，将其型钢和主体作出相应的粘结，并且还需要在混凝土和角钢间留下一定的空间，以保证留有一定的空间为之后的混凝土浇筑提供条件，使二者可更好地结合到一起，形成一个整体。

5  结束语

目前，混凝土结构仍然是应用最为广泛的建筑结构形式。 但许多现有建筑的结构与功能已不能满足人们的需求，面临着修复、改造与加固。一部分建筑或是因为建筑质量不佳，或 是需要进行加层改造，或是改变了原有建筑的用途，均需进行 加固补强处理。此外，由于现有抗震规范的更新，使部分混凝 土结构也需进行抗震加固。

参考文献：

[1] 张家荣.混凝土结构加固技术研究及应用综述[J].四川水泥，2018（12）：156.