混凝土結構加固技術在建筑工程中的應用

路鳳英

（大慶市讓胡路區人民政府房產管理站，黑龍江 大慶 163473）

1 結構加固的常用方法

1.1 加大截面加固法：采用鋼筋混凝土或鋼筋網砂漿層，來增大原混凝土結構截面面積，達到提高構件承載力的目的。優點是工藝簡單，適用面廣，可廣泛用于一般梁、板、柱、墻等混凝土結構的加固；缺點是現場濕作業工作量大，養護期較長，對生產和生活有一定影響，截面增大對結構外觀及房屋凈空也有一定影響。加固效果與原結構在加固時的應力水平、結合面構造處理、施工工藝、材料性能以及加固時是否卸載等有關。

1.2 增設支點加固法：增設支點加固法是用增多支撐點來減小結構計算跨度，達到減小結構內力和提高其承載能力的加固方法。增設支點加固法簡單可靠，但是使用空間會受到一定影響。適用于梁、板、析架、網架等水平結構的加固。

1.3 預應力加固法：采用外加預應力拉桿或型鋼撐桿對結構構件或整體進行加固的方法，特點是通過預應力手段強迫后加部分拉桿或撐桿受力，改變原結構內力分布并降低原結構應力水平，致使一般加固結構中所特有的應力應變滯后現象得以完全消除，因此后加部分與原結構能較好地共同工作，結構的總體承載力可顯著提高。預應力加固法具有加固、卸載、改變結構內力的三重效果。

1.4 粘貼鋼板加固法：利用結構膠，將鋼板粘貼到混凝土表面，形成混凝土一膠一鋼板這樣一種復合體系。粘貼鋼板加固技術已不是一種新的加固技術。它之所以被廣泛地利用是由于高質量樹脂的發展，使其具有簡單而快捷的施工特性。這種方法對結構外觀形狀的影響較小。外粘鋼板加固是對鋼筋混凝土結構內部鋼筋強度不足的一種補償。通過粘貼鋼板，減小鋼筋應力使其達到允許強度值。

1.5 玻璃鋼加固法：外貼玻璃鋼加固法原理與粘貼鋼板加固基本相同。玻璃鋼是一種復合材料，它具有與混凝土的線膨脹系數相近、比強度高、優良的電磁絕緣性等特點，可分別在梁底面和側面粘貼玻璃鋼來增強鋼筋混凝土梁的抗彎和抗剪能力，并且能改善梁的變形性能。

1.6 噴射混凝土技術加固法：噴射混凝土是借助噴射機械，利用壓縮空氣和動力，將一定比例配合的拌合料，通過管道輸送并以高速噴射到受噴面上凝結硬化而成的一種混凝土。噴射混凝土具有較高的力學性能和良好的耐久性，特別是與混凝土、磚石、鋼材有很高的粘結強度，可以在結合面上傳遞拉應力和剪應力。

1.7 碳纖維加固法：碳纖維加固法是九十年代后期逐漸在我國興起的一種加固方法，它通過使用輕質高強的碳纖維布粘貼結構相應的部位來達到補強加固的目的，而且相對于其他加固方法有著易于施工和不增加截面尺寸等優點。但是碳纖維加固時使用的結構膠屬于有機材料，所以也同樣存在耐火、耐高溫性能較差的問題。耐久性能也有待改善。

1.8 高強不銹鋼絞線網加固法：近年來，韓國愛力堅公司研制出一種采用高強不銹鋼絞線網和滲透性聚合砂漿的新型加固材料。該種材料具有強度高，易于施工，節點處理方便，耐火、耐腐蝕等優點。試驗研究表明：采用高強不銹鋼絞線網和滲透性聚合物砂漿對混凝土結構進行抗彎及抗剪加固均可取得很好的加固效果，不僅抗彎承載力和抗剪承載力可以得到顯著地提高，而且抗彎剛度也能夠得到顯著地提高。

2 節點加固的常用方法

目前，節點加固的常用方法較少，主要有下面四種：

2.1 加大柱截面法；通過加大柱子截面并在新增混凝土內配置箍筋來增強節點的承載能力。其優點是造價較低，但施工周期長，施工時對生產生活影響大，增加了結構自重和體積，并且由于三向節點中梁的影響，箍筋的放置不方便，需打孔或采取其他措施。

2.2 灌縫法：把環氧樹脂或其它膠質材料利用氣壓擠人節點裂縫內，填充裂縫。試驗表明，這種方法對于節點承載能力的提高作用不明顯，但能提高節點的延性和抗震能力。

2.3 粘鋼加固法：主要是通過在節點表面用特殊的建筑結構膠粘貼鋼板或角鋼，使其協同工作，利用角鋼和鋼板對核心區混凝土的約束作用及其自身的承載力來提高核心區承載能力。這種加固方法的優點是對結構外形幾乎沒有影響，施工工期短，干作業，施工時對生產和生活影響較小。

2.4 粘碳纖維加固法：主要是通過在節點表面粘貼碳纖維布，使其協同工作，利用碳纖維布對核心區混凝土的約束作用及其自身的抗拉能力來提高核心區承載能力。這種方法具有不增加結構的自重和體積，便于施工，施工時對生產和生活影響較小，耐腐蝕性及耐久性良好的優點。

3 節點加固的思考

鋼筋混凝土建筑物的加固設計經常采用的三種思路是：(1)加固結構的構件提高構件本身的承載力和剛度等，工程中經常采用的加大截面加固法、包鋼加固法、粘鋼加固法、粘貼CFRP加固法等，都是用在原有結構構件的基礎上增加新的受力部件，原有構件或構件的一部分與新加的部分形成組合結構或疊合結構，共同變形、受力，加固后的結構構件能夠恢復承載能力甚至承受更大的荷載，達到補強加固的目的；(2)通過增加新的構件、支撐點或者支撐體系來改變結構的整體受力傳力體系，如增設支點加固法、增設支撐體系加固法以及增設剪力墻加固法就是按照這個思路進行；(3)加固直接承受結構的地基基礎，改變結構與地基的連系方式，如增加隔震橡膠墊。增強結構的整體性與承受地震作用的能力。

框架節點的加固尚有許多問題有待研究解決：

(1)節點核心區的加固方法比較少，目前僅有灌縫、粘鋼、粘纖維布、加大截面法四種方法。灌縫法對于節點承載力提高幫助不大，加大截面法由于改變了原結構外形及增加結構自重，需在節點處制作復雜模板，濕作業，工期長等缺點使其應用受到限制。而且對于粘鋼和粘纖維布還沒有得到大家認可的加固后節點核心區承載能力、剛度、耗能能力等方面的計算公式，不能滿足工程中的實際要求，需要探索更加適應于實際工程中的簡單有效的加固方法。

(2)在對節點核心區加固后的受力機理分析中，對于鋼筋粘結退化對核心區抗剪承載能力的降低分析較少，運用有限元計算軟件對節點核心區加固后的受力和變形情況、核心區破壞過程進行的模擬分析尚沒有形成統一的認識，而且沒有經過大量實踐檢驗的受到廣泛認可的加固后節點核心區抗震承載能力的計算公式。

(3)現在對梁柱加固的方法比較多也比較成熟，最常用的粘鋼、貼碳纖維布等都有不錯的效果，但節點核心區由于雙向框架梁形成的空間障礙往往難以采取有效的加固措施來加固節點，這勢必造成一些建筑結構的薄弱點向節點核心區轉移。這也要求我們必需加快對節點核心區加固方法的研究。

框架結構的特殊性，其節點周邊梁、柱密集形成的空間障礙，傳統的包鋼加固法、粘鋼加固法、粘貼CFRP加固法等往往因沒有足夠的作業面難以湊效；而傳統的改變受力傳力體系、改變結構與地基的連系方式等加固方法受到的限制因素較多，且施工繁瑣。所以，本試驗采用一種較新的加固方式，設計加固方案時要求加固應避開節點核心區密集的構件。通過在構件體外安裝交叉鋼筋在框架上形成了一個斜拉裝置，改變框架的受力傳力體系，從而達到為節點分流、保護節點的目的。