談混凝土結構加固方法的優缺點

于 榮

(1．蘭州理工大學土木工程學院，甘肅蘭州 730050;2．青海大學土木工程學院，青海西寧 810016)

1 概述

建筑結構在自然災害和使用環境的作用下會造成不同程度的損壞，影響其耐久性和使用功能。因此，需要對結構進行正確合理的檢測與評價，并在此基礎上進行維修加固，使其滿足相應安全性和使用功能的要求。以設計基準期推算，大多數已有混凝土工程結構正處于維修加固改造高峰期。因此，我國的工程建設也進入到了維修與加固同等重要的階段。全國范圍內建筑物的維護、改造和加固技術的應用得到了迅速發展，形成了一個新興的學科領域。國內企業加固改造工程日益增多。主要加固工程在以下幾個方面:

1)隨著混凝土結構使用年限的增加，老化的混凝土結構需要加固;

2)由于現有混凝土結構存在著未抗震設防或抗震能力不足，不滿足現行相關規范的問題，需要進行抗震加固;

3)舊建筑物由于使用功能的擴展或改變需要進行改造和加固，以節約投資;

4)歷史建筑承載著許多的歷史和人文信息且有著重要的研究價值，需要進行修復和加固，所以混凝土結構加固的發展前景廣闊。

本文介紹了現階段混凝土結構加固種類特點和常用的加固方法。結合施工過程，分析了加固方法的優缺點，并進行對比，對具體施工有很好的指導意義和參考價值。

2 混凝土結構的加固特點及種類

2．1 混凝土結構的加固特點

混凝土結構有其自身的特點，其加固方法不僅有所有加固技術的共同性，還有自身的一些特殊性:

1)混凝土結構加固要受到原建筑設計的制約。由于加固是在已有的結構上進行的加固改造，因此，在進行加固設計時會受到各方面因素的制約。比如截面形式，尺寸等。要求設計者根據需加固構件的現場條件和檢測結果提出合理的加固方案并與施工緊密配合，相互協調，達到安全、合理、經濟、適用的目的。

2)需加固的混凝土結構是已有的結構，并且在受到各種荷載作用下結構已經產生不同程度的變形，產生了應變;在進行加固以后兩者共同受力但是加固材料的應變是從零開始的，存在二次受力的情況;并且新舊兩部分材料存在著應變滯后的現象，同時也就有壓力滯后的現象，從而造成新增的加固材料的功能不能夠得到完全充分地發揮，就達不到預期的加固目的。

3)在結構設計中為了保證結構有良好的受力和工作性能，各種結構計算方法對于梁、柱的剛度比有一定的要求。因此，在進行基本構件的加固時，不能只考慮局部受損構件的加固設計，而是應該進行整體結構工作性能的考慮，保證結構的薄弱部位不會發生變化從而產生安全隱患。

2．2 混凝土結構的加固種類

混凝土結構加固改造的發展過程和混凝土結構的基本設計理論和方法、新型的加固材料和新的施工技術的發展有著不可分割的關系。目前，混凝土結構的加固方法主要分為兩大類，分別為:直接加固方法和間接加固方法。

2．2．1 直接加固方法

1)增大截面加固法。

通過增大原有構件的截面面積或加配鋼筋，以達到提高其承載力和構件剛度，或改變其自振頻率的一種直接加固方法。

2)置換混凝土加固法。

通過將原構件的混凝土剔除置換成較高強度的混凝土，從而增大其承載力的一種方法。

3)外粘型鋼加固法。

對于鋼筋混凝土的梁和柱外包扁鋼、型鋼焊成構架并灌注進結構膠粘劑，從而達到整體受力，共同約束原結構構件要求的一種加固方法。

4)外粘鋼板加固法。

通過混凝土結構的外部粘貼鋼板提高結構或構件的承載力，同時也提高了結構構件的剛度，減小其在使用荷載作用下的變形性能。

5)粘貼纖維復合材料加固法。

利用結構膠將纖維復合材料粘貼到結構構件的表面，通過纖維復合材料和構件的共同作用從而達到增加原構件承載力和延性的目的。

6)繞絲加固法。

通過纏繞退火鋼絲使被加固的受壓構件混凝土受到約束作用，從而提高其極限承載力和延性的一種直接加固法。

7)高強鋼絲繩網片—復合砂漿外層加固法。

在被加固結構、構件結構層外表面加設鋼絲繩(高強度不銹鋼絲繩或高強鍍鋅鋼絲繩)制作的網，然后用噴射法或人工涂壓法噴涂聚合物砂漿外層的一種加固方法。

2．2．2 間接加固方法

1)預應力加固法。

通過施加體外預應力改善或調整原結構或構件的受力情況的一種間接加固法。

2)增設支點加固法。

是用增設支承點來減少結構計算跨度，達到減小結構內力和提高其承載能力的加固方法。

3 施工過程中應注意的加固方法的優缺點

建筑施工質量的好壞直接決定著建筑物的質量是否合格，施工過程是建筑物從設計到使用中的最關鍵的一個環節。所以在加固過程中應注意加固方法的適用范圍、加固方法的優缺點，特別是高度關注加固方法的缺點，在施工中顯得尤為重要。加固方法優缺點比較見表1。

由于結構加固是在已有的結構上進行加固設計和施工，在選擇加固方案時應考慮每一種方案的優缺點，所采用的方法會受到原結構實際受力與變形情況的制約。因此要求在進行加固設計和施工時應認真勘查現場，了解原結構的實際情況，包含結構中水、暖、電管道的敷設情況并考慮結構后續的使用要求，依據相關規范對比各種加固方法的優缺點，提出安全、可靠的加固方案。

表1 結構加固方法的優缺點比較

4 結語

隨著我國經濟建設的發展，大量的混凝土結構由于老化，使用的不合理、結構使用功能的改變或者調整等不同的原因，需要進行不同程度的結構加固改造。因此結構加固行業將會在未來有一個較大的發展空間。

［1］GB 50367-2006，混凝土結構加固設計規范［S］．

［2］呂西林．建筑結構加固設計［M］．上海:科學出版社，2001．

［3］張敬書，潘寶玉．現行抗震加固方法及發展趨勢［J］．工程抗震與加固改造，2005(1):56-62．

［4］鮑安紅．黏貼加固混凝土梁的剝離研究［D］．重慶:重慶大學博士論文，2005．

［5］于 榮．混凝土結構裂縫的成因與控制［J］．山西建筑，2009，35(10):70-71．