分析建筑工程鋼筋混凝土結構加固設計

林起秦（廈門市市政建設開發總公司　福建廈門　361000）

分析建筑工程鋼筋混凝土結構加固設計

林起秦
（廈門市市政建設開發總公司福建廈門361000）

我國建筑業經歷了數十年的發展，建筑市場需求的逐漸飽和，隨著人們生產、生活的需求，對原有建筑的改建或擴建將日益增多。其中鋼筋混凝土結構加固將會越來越多，其對于建筑使用性能的改善以及建筑安全穩定性的提高而言有著十分重要的現實意義。本文首先對建筑工程中鋼筋混凝土結構加固設計的基本原則進行了概述，之后，對鋼筋混凝土結構加固的方法進行了分析，并結合工程實踐對鋼筋混凝土結構加固方案的選擇進行了探究。

建筑工程；鋼筋混凝土；結構加固設計

1　引言

由于建筑結構長期受到自然與人為兩大方面因素的影響，因而其使用功能以及外觀等會受到不同程度的影響與破壞，例如由于潮濕問題所致的墻皮脫落、樓板裂縫及鋼筋裸露在外等現象。同時，隨著人們生活水平與生活質量的不斷提高，其對于居住環境的安全性也有了更高的要求，因而，其對于建筑結構的使用功能同樣也提出了更高的要求，所以，對鋼筋混凝土結構的加固設計進行分析，并不斷提高相關工作人員的專業技能與專業素質具有十分重要的現實意義。

2　建筑工程中鋼筋混凝土結構加固設計的基本原則

建筑施工技術是多種科學技術的綜合運用。現代社會，科學技術發展迅猛，建筑施工技術水平隨之不斷提升，鋼筋混凝土結構加固技術亦是如此。大量先進的技術、材料、施工方法使得鋼筋混凝土加固的效果越來越好，經濟效益越來越高。在編制鋼筋混凝土加固設計方案的時候，要綜合考慮技術指標、經濟指標等因素，要保障施工技術的科學性和先進性。用于加固的混凝土應選用較加固對象更高一級強度的混凝土，做好加固結構和加固對象間的連結，確保加固件和加固對象協調運作，保證建筑結構整體的一致性。對于受高低溫、化學反應、機械震動等因素的影響而發生的建筑結構破損，在進行混凝土結構加固設計時，應根據破損原因選擇針對性的處理方法，通過減輕、消除導致破損的原因來提高建筑結構安全穩定性，實現目標加固效果。作為一項工程活動，經濟效益是評價鋼筋混凝土加固設計水平高低的重要指標，在實際工作中，鋼筋混凝土加固施工應以不影響原建筑正常使用為佳，減少加固施工對原建筑的負面影響，盡可能利用原本建筑的已有條件，以降加固施工成本。此外，混凝土結構加固方案應在保證加固效果的基礎上更多地推廣使用新技術、新材料、新工藝。

3　鋼筋混凝土結構的加固方法

3.1直接加固法3.1.1加大截面加固法

該加固方法又被稱為外包加固法，它是采取增加截面面積及其它的措施，使增加的部分和原有部分可以協調工作，最大限度地提高承載力。補澆的部位處于變拉區時，對增加的鋼筋起了保護作用和粘結作用，一方面增加了構件等有效高度，使構件的抗剪、抗彎承載力得到提升，另外剛度也得以增加，加固的效果是十分明顯的。我們通常采用植筋錨固對新增添的鋼筋結構進行加固。這種加固方法經濟實惠并且效果明顯，適用的范圍較廣，但是施工比較困難復雜，工作量也較大，工期的延續時間長，對房屋的美觀、凈化會造成一定的影響。

3.1.2注漿加固法

注漿加固法主要是針對混凝土結構物的開裂，而采用環氧樹脂粘合劑以及密封劑來進行加固修補，在不影響實際生產的前提下盡量達到預期強度，以增加結構的使用壽命，效果安全可靠。這種方法主要有以下特點：①灌漿時應延續且慢速，保證樹脂盡量都注入開縫的部位。②這種方法可控制注入量，在需要時也能及時增加灌漿料。③可以依據注入的需要、開裂的大小調整注漿壓力。④能直接用肉眼觀察到注入的情況以及注入量。這種方法主要適用于隧道、橋梁等混凝土結構建筑物的開裂修補上。

3.1.3碳纖維布加固法

碳纖維布材料有著抗腐蝕、高強、輕質、溫度穩定取得及耐疲勞等特性，被專業人士所關注，成為當下研究的熱點。實踐研究顯示：碳纖維布能夠對鋼筋混凝土結構進行抗震加固，以提高梁的抗剪、抗彎承載力，從而達到對梁加固以及改善受力的結果。碳纖維片材強度高、彈性大，在橫向加固時，可以有效提高結構的伸展性和承載力。它的作用機理主要表現為以下兩個方面：①碳纖維布橫向包裹（類似于受剪鋼筋），與鋼筋共同承受剪力。碳纖維具備較強的抗拉強度，遠大于鋼筋的抗拉強度，這就相當于提高了配筋率以及抗剪承載力，出現開裂后構件的變形程度也能得到一定程度的改善。②碳纖維橫向包裹，還能夠對內部的鋼筋混凝土起到束縛作用，受壓部分的鋼筋混凝土達到最大值應力后，橫向變形也將急劇增大，使得環向約束力增大，混凝土的應力應變曲線逐步平緩下降，以減輕混凝土的破壞程度，明顯改善部件等的延展性。

3.1.4外粘鋼板加固法

外粘鋼板加固法是將鋼板采用環氧樹脂系列粘接劑粘貼在鋼筋混凝土結構物的受拉區域或薄弱部位，使之形成整體，以代替需增設的補強鋼筋的加固方法。它能提高結構構件剛度，限制裂縫開展，改善鋼筋及混凝土的應力狀態，提高承載能力。該法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構件的加固，不適于素混凝土構件、縱向受力鋼筋配筋率小于規范最小配筋率的構件、現場實測混凝土強度等級不低于C15等構件的加固。其優點是施工迅速、現場無濕作業或僅有抹灰少量作業，且加固后對原結構外觀和原有凈空無顯著影響，不足之處是對使用環境的溫度有限制，對弧形構件表面的粘貼不易吻合；且鋼板較薄，需作防銹處理等。

3.2間接加固法

3.2.1預應力水平拉桿加固法

使用預應力水平拉桿對鋼筋混凝土受彎構件進行加固。在預應力和新增加的外部荷載的同步作用下，在拉桿內部沿軸向方向形成拉力，該力經由桿端錨固傳遞到構件上，在構件中產生偏心受壓作用。受偏心受壓的影響，構件所受外部載荷彎矩部分抵消，構件所受凈外部載荷下降，提高了安全穩定性。

3.2.2增加支承加固法

構件所受外部載荷彎矩的大小和載荷力臂長度有關，通過增加支點，減少力臂長度，從而有效降低構件所受載荷彎矩。增加支撐點加固法雖然簡單易用，但是其對原建筑結構影響較大，而且還有可能減小建筑的使用空間。

4　鋼筋混凝土結構加固方案優選

當鋼筋混凝土結構的病害嚴重，造成承載能力降低時，除應對其進行修補并盡量消除引起病害的因素之外，一般要進行復原加固處理，以恢復其應有的承載能力，確保使用安全，可選的加固方法有好多種，根據其結構構件所需要的功能，選擇合適的加固方法尤為重要。所選方案，一定要遵循安全系數高、施工方便可行、經濟合理、施工質量等原則。這樣加固工程才會獲得良好的經濟和社會效益。在加固設計中，常見的加固方法有粘貼鋼板法、加大截面法和粘貼碳纖維布法等。但隨著社會的發展，科技技術的不斷進行，加固設計中的新工藝、新材料、新技術也不斷進步，比如：學灌漿法、外粘鋼板加固法等并在加固工程中廣泛應用。每種加固方法都具有其優劣性，下面就根據其方法指標介紹優劣性，粘貼鋼板法要加大原構件尺寸和自重、施工工期短、施工空間小、不需要大型施工機械，耐久性抗腐蝕性好；加大截面法要加大原構件尺寸和自重、施工工期長、施工空間大、需要大型施工機械、耐久性抗腐蝕性好；粘貼碳纖維布法原構件尺寸和自重不需要增加、施工工期短、施工空間小、不需要大型施工機械，但其耐久性抗腐蝕性差。

加固方法的選擇，首先要考慮加固方案的可行性，無論選用哪種加固方案，最終要確保加固方法在加固構件能順利完成。每種加固方案都有優劣性，對加固設計人員，應根據不同加固的需求，確定出安全美觀、經濟實用的加固方案。

5　結語

建筑工程鋼筋混凝土結構加固設計中所涵蓋的內容十分豐富，對于設計人員的技術水平有著較高的要求，因此，需要設計人員在全面把握工程具體需求和實際情況的前提下，明確設計目標，對加固對象的原有結構和新增體系進行細致分析，科學規劃施工方案，綜合考慮方案技術指標和經濟指標，最大限度地達到使用要求，實現預期的加固效果。

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2015-12-1