建筑工程混凝土結構加固設計的主要目的及具體應用

王焰

建筑工程混凝土結構加固設計的主要目的及具體應用

王焰

混凝土結構是現代建筑工程中非常常見的結構形式，具有施工簡單、穩定性強、成本低廉等優點，而為了保證結構的強度和使用安全，應該在充分了解結構體系的基礎上，做好相應的加固設計，選擇切實可行的加固方法，提升混凝土結構的安全性，減少結構中存在的隱患，確保建筑工程的正常使用。本文分析了建筑工程混凝土結構加固設計的主要目的，并對其加固方法和具體應用情況進行了討論。

一、建筑工程混凝土結構加固設計的主要目的

在建筑工程中，針對混凝土結構進行加固設計，其主要目的在于提高結構整體或者單個構件的強度和剛度，確保其具備良好的穩定性，減少安全事故發生的幾率。最近幾年，建筑行業的飛速發展使得建筑施工技術也在不斷創新，各種各樣先進的工藝和材料為混凝土結構的加固設計奠定了良好基礎，在進行加固方案的設計時，不僅需要關注方案的整體性能和性價比，還必須能夠充分體現工藝的先進性、科學性和可行性。例如，高溫、腐蝕、振動等是導致混凝土結構破壞的主要原因。在進行結構加固設計時，應該采取有效措施，對上述不利因素的影響進行削減和排除，提升結構的耐久性。在能夠滿足結構加固需求的基礎上，應該盡量考慮新技術和新材料的使用。

二、建筑工程混凝土結構加固設計的有效方法

在當前的技術條件下，混凝土結構加固設計的方法大體上可以分為直接加固和間接加固兩種，這里對其分別進行分析。

1.直接加固法

（1）置換混凝土加固法：主要是通過挖補的方式，對存在病害或者質量問題的混凝土進行置換，在加固后不會影響建筑凈空，不過濕作業時間較長，一般適用于梁柱等承重構件的加固。

（2）粘鋼加固法：主要是在承載能力較差的構件表面粘貼鋼板進行加固，以提升構件的整體承載能力，施工簡單方便。

（3）外包型鋼加固法：與粘鋼加固法類似，是將型鋼或者鋼板包裹在需要加固的構件表面，在施工中通常采用濕式外包法，以環氧樹脂灌漿的方式對型鋼進行粘結，能夠提高構件的受拉和受壓面積，提升其承載能力和剛度。

（4）繞絲法：這種方法與加大截面法有著相似的優勢和缺點，一般用于斜面承載力不足的混凝土構件加固，或者需要針對受壓構件施加橫向約束力的場合。

（5）錨栓加固法：適用于強度等級在C20～C60的混凝土承重結構的加固，不過，如果結構嚴重風化，這種方法無法起到應有的加固效果。

2.間接加固法

（1）預應力加固法：預應力加固法主要是通過施加預應力的方式，對混凝土結構的受力狀況進行改善，以實現加固的效果。比較常見的是預應力水平拉桿加固法，在預應力以及新增外部荷載的作用下，拉桿內會產生一種軸向拉力，通過錨固偏心傳輸到混凝土構件上，在構件中形成偏心受壓，從而抵消部分外部荷載產生的彎矩，提升混凝土構件的抗彎能力。

（2）增加支承加固法：主要是通過增設支點的方式，減少受彎構件的計算跨度，進而減少構件承載的荷載和應力，提升其承載能力。這種加固方法在實際應用中具有操作簡單、加固效果良好的優點，不過會減少建筑內部空間，在一定程度上影響建筑的使用功能。

三、建筑工程混凝土結構加固設計的具體應用

1.工程概況

某住宅建筑分為地面13層和地下1層，整體建筑面積1.2萬平米，屬于小區二期工程，建設時間較早。在使用過程中，受各種因素的影響，建筑中的混凝土梁、板、柱出現了不同程度的損壞，影響了建筑結構整體的穩定性和可靠性，威脅著居民的生命財產安全。對此，需要做好混凝土結構的加固設計，確保建筑的正常使用。

2.加固設計應用

（1）梁板結構的加固設計：對于混凝土梁板結構的加固設計，可以采用的方法有三種：一是增大截面法，其基本原理，是在原本受力構件的一側或者兩側，進行混凝土的澆筑，以此來增大構件的截面尺寸，同時為了保證良好的加固效果，設置適量的鋼筋，提升混凝土構件的承載能力。這種加固方法的實際加固效果受多種因素的影響，必須得到施工人員的重視，在實際應用過程中，需要首先針對原本的混凝土構件進行卸荷處理，以保證良好的加固效果；二是增補受拉鋼筋法，這種加固方法只需要根據實際需要，適當增加受拉主筋，就能夠達到良好的加固效果，適用于對承載能力要求不高，截面高度滿足相關要求的梁，可以直接將后補的鋼筋焊接在梁體原本的鋼筋上。在具體應用中，增補受拉鋼筋法可以細分為黏結法、全焊接補筋法和半焊接補筋法三種，必須結合實際需求進行選擇；三是黏貼加固法，主要是利用結構膠等粘結劑，將鋼板、玻璃纖維板、碳纖維板等高強度材料貼在需要加固的構件表面，借以提升構件的抗剪和抗彎承載能力，同時也可以在一定程度上提升構件的剛度和穩定性。黏貼加固法最早出現于上世紀六十年代，在建筑工程、橋梁工程和公路工程的加固中均有著廣泛的應用。

（2）柱結構的加固設計：在進行加固設計前，需要做好現場勘查工作，分析混凝土柱體的外觀表現，對導致混凝土柱損壞的原因進行分析，采取針對性的加固措施，以保證良好的加固效果。在該工程中，混凝土柱出現損壞的原因，是在長期使用過程中，結構的承載能力有所下降，無法滿足建筑的需求，因此，可以通過提升柱體承載能力的方式進行加固。可供選擇的加固方法有幾種，一是預應力加固法，主要是利用預應力撐桿，提高偏心受壓或者軸心受壓柱的承載能力，撐桿可以選擇單側和雙側兩種；二是置換加固法，對于破損嚴重的部位，可以采用這種方法，以優質混凝土替換損壞的部位，能夠有效解決混凝土強度下降導致的柱體承載能力不足問題；三是增大截面法，是當前應用最為廣泛的混凝土柱體加固法，也是條件允許情況下最為可靠的加固方法，能夠同時增加配筋數量和柱體截面面積，極大的提高柱體的剛度和承載能力，提升其抗震性能。

四、結語

總而言之，對混凝土結構進行加固設計，能夠有效提升結構的承載能力和穩定性，保證建筑的使用安全。對于技術人員而言，在進行加固設計前，必須做好現場勘查工作，對加固的思路進行明確，對加固方法進行選擇，從整體上保證原本結構和新增結構的合理性，保證良好的加固效果。

（作者單位：王董（北京）建筑設計有限公司）