淺談鋼筋混凝土加固技術

王楠 邱興華

摘要：由于建筑物使用過程中，所處的自然環境經常會發生變化，從而導致建筑部分受損或大范圍的發生不利“病變”。己建成的房屋結構常由于各種原因出現損傷、缺陷或隱含不安全因素，往往不能滿足結構安全性、適用性、耐久性的要求，需要進行鑒定和加固。

關鍵詞：既有建筑結構；可靠性鑒定；加固技術

1引言

隨著科技發展，人們的生活水平越來越高，對已有建筑物目前擁有的功能感到不能滿足新的使用要求，但又未達到其該報廢的階段，于是綜合考慮經濟和安全后提出對舊有建筑結構進行功能上的改造。因建筑物用途改變導致結構使用功能發生變化，從而使得結構實際使用的荷載工況（荷載大小和分布以及荷載的種類）都可能與原設計方案不一致，導致原結構的強度和剛度不一定能夠滿足之后正常的使用要求。在建筑的施工過程中應業主的后期需求的不斷提升，開發商對建造過程中的建筑結構同樣會經常進行調整。

2鋼筋混凝土結構加固理論

科學技術的迅猛發展，新新材料、工藝的不斷涌現使得結構加固的方法也越來越多，綜合總結學者們的研究，可將現有的加固技術按照加固原理大致分為提高建筑結構的構件性能和改變結構受力體系這兩種加固方法。提高建筑結構的構件性能，常見的加固方式有大截面法、外包型鋼法、粘貼型鋼法、粘貼碳纖維復合材料加固法等；改變建筑物的結構受力體系的方法有增加新支點、改變傳力途徑、托高梁拔長柱、節點鉸接改剛接等等，目前應用較多的是提高建筑結構的構件性能的加固方式。

3增大截面加固法

增大截面加固法是較為經典的一種建筑物加固技術，主要是借助在建筑物的構件外表面增大其截面面積或增配鋼筋來提高建筑物的構件承載能力和整體剛度的目的，增大截面加固法可廣泛的應用于一般的梁、板、柱、墻等混凝土受彎、受壓構件，其工藝簡單、適用面較廣泛，是目前建筑行業最為廣泛的一種建筑結構加固形式。根據結構構件受力特點、加固目的、構件尺寸等，可將既有建筑結構的增大截面加固方案設計分為單側加固、雙側加固、三側加固、四面包裹四種；根據不同的加固目的和要求又可分為以增大截面面積為主要形式的加固方式和以增加鋼筋用量為主的加固方式以及增大截面同時增加鋼筋的加固形式。

科技的進步推動著各種機械設備被應用到土木工程中，增大截面加固技術的施工工藝在高科技的推動下得到了迅猛發展，描噴混凝土技術即是增大截面法在新新科技作用下的產物。噴射混凝土是通過高速旋轉的一個噴射機械將已經攪拌均勻的預拌混凝土高速、均勻的噴射到處理完成的原有建筑構件待噴外表面，待噴射的混凝土凝結硬化、和原有建筑物外表面原有混凝土粘結，噴射上的混凝土形成了一個外包裹裹著原有建筑物的鋼筋混凝土層，從而增大混凝土構件的截面剛度、整體承載力等等。

4外貼型鋼加固法

外貼型鋼加固法是一種在既有混凝土結構構件四周包以型鋼進行加固的方法，分干式外貼型鋼和濕式外貼型鋼兩種施工形式。外貼型鋼法主要是通過在既有混凝土結構的外表面粘貼型鋼，讓新增的型鋼與被加固的原構件共同作用形成一個受力體系，以增強被加固構件的抗彎能力和抗剪能力，從而進一步提高結構的安全度。外貼型鋼加固法適用承受靜力作用且處于正常濕度環境中的受彎構件的加固，是近年來發展最快的一種加固方法。這種方法適用于需要大幅度提高承載力、增大延性和剛度，但不允許過大的增大結構構件截面尺寸的混凝土結構構件的加固。一般較適用于混凝土柱、梁、屋架、特別是大型結構和大跨度結構的加固。

外貼型鋼加固法施工方便、現場工作量少、工期短、受力可靠、對房屋外觀和凈空影響小，施工時只需卸荷和按要求對原有構件外表面進行除銹等處理后即可，現場的濕作業少，構件被加固后24h便能夠使用；外貼型鋼技術對原建筑結構的自重、外觀、截面面積、凈空無明顯的影響，能顯著提高結構構件的強度、剛度和承載能力，并且價格低廉。但外貼型鋼法通過增加體外配筋來提高原構件的配筋量，加固施工對粘貼鋼板這一環節要求嚴格，粘貼時候所用的結構膠要求強度高、粘結力強、彈性模量高，加固質量在很大的程度上取決于這些膠粘劑的質量及粘貼工序施工的水平，粘鋼完成后旦發現連接處存在空鼓再進行補救十分困難，結構膠必須具有強度高、粘結力強、彈性模量高等特性，并且其用鋼量也較大，相對于增大截面加固法，其加固后期維修費用較高：當釆用化學灌裝外包鋼加固時，型鋼表面溫度不應超過60℃，當環境具有腐燭性介質時，必須采取可靠防護措施提高其耐久性。

5粘貼碳纖維復合材料加固法

纖維聚合物具有強度高、剛度大、優異的耐腐燭、抗疲勞性能并且剪裁方便，碳纖維的主要組成部分是碳元素（一般為90%以上），不同種類的碳纖維含碳量個不相同，碳纖維耐高溫、耐腐燭、具有顯著的各向異性、可加固各種形狀的構件。碳纖維的比重僅為鐵的1/4-1/5，但是它的強度和重量比卻是鋼板的3-5倍，碳纖維擁有與鋼材相近甚至比鋼材更高的的強度和剛度，而且具有鋼材所不能比擬的耐腐燭性和各向異性、耐螺動性、耐熱性、抗疲勞能力，碳纖維增強材料能在具有高腐燭危害的環境中使用，碳纖維復合材料在延續了碳纖維材料各種性能的同時添加了部分新新材料（樹脂、陶瓷、特殊金屬等）以提高材料自身性能，因其具有的優越性而越發受到土木工程行業的重視。碳纖維復合材料加固既有的混凝土結構構件，使得新、舊組合構件的后期強度大幅度提高，并且加固的施工速度也大幅度上升，加固后的組合結構構件比鋼材具有更好的的耐腐燭性、耐久性；碳纖維復合材料加固技術適用面廣、施工質量容易保證，對結構的影響小。

自碳纖維纖維復合材料在土木工程領域受到廣泛關注，發達國家興起將玻璃纖維復合材料及新新碳纖維復合材料粘貼于混凝土構件的外表面進行混凝土構件加固試驗纖維復合材料具有輕質、高強、耐腐燭、施工簡便、幾乎不增加構件截面面積、加固修補效果好、耐久性好、可以顯著提高被加固結構構件的受力性能等優點。碳纖維復合材料加固的施工周期短，加固質量易保證，對被加固構件自重、截面面積等影響小；目前，在許多領域；碳纖維（CFRP）加固技術已經取代了粘鋼加固技術，但因為碳纖維的彈性模量低（常用的一般只有230GPa左右，高彈性模量的也不過380～640GPa），外貼碳纖維復合材料加固受彎混凝土構件，被加固的結構構件能提高其自身的強度方面，但剛度（尤其是其早期剛度）的提高相比較小，故碳纖維復合材料加固技術不適合于加固需要提高剛度的混凝土構件。目前施工的碳纖維復合材料輔材粘接膠主要是以有機樹脂為基體的，這使得被加固的構件在粘結界面上的延性、耐火性、耐久性等都不理想，不適用于柱的軸壓比不滿足要求的構件承載力加固，且材料的成本較高有待改進。

6結論

既有建筑結構的加固設計和施工均需要對既有建筑結構進行結構調查和質量檢驗，以及材料的力學性能的檢測，在確定了原設計和施工及現場的各種情況后，根據得到的鑒定結果做出相應的加固方案。加固設計必須最大限度的保證新舊建筑結構間的共同工作。

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