芻議建筑加固結構設計

摘要：在現代，建筑結構設計作為重要的組成部分，受到人們的高度重視，建筑結構設計中一項重要技術就是加固設計技術，然而加固設計技術實施的質量直接決定著整個結構施工的好壞。因此，本文就從結構設計中的加固設計技術應用進行分析，淺談一下鋼筋混凝土建筑結構加固設計技術。

關鍵詞：鋼筋混凝土；建筑結構；加固設計技術

建筑施工損失的絕大部分都是由于鋼筋混凝土建筑結構加固設計技術實施質量低下造成的，因此，在鋼筋混凝土建筑結構施工中，施工技術人員應該著重注意建筑結構施工中的加固設計技術應用，在鋼筋混凝土建筑結構加固設計技術被廣泛應用，在進行鋼筋混凝土建筑結構加固設計技術應用和實踐時，需要施工技術人員注意的問題有很多，筆者就從鋼筋混凝土建筑結構加固設計技術應用進行分析，淺談鋼筋混凝土建筑結構加固。

1 碳纖維加固設計技術

近年來，碳纖維材料以其輕質、高強、抗腐蝕、耐疲勞及其溫度穩定性而受到土木工程界的日益關注，成為研究與應用的熱點。工程實踐和試驗研究表明：采用碳纖維對鋼筋混凝土柱進行抗震加固；可以有效約束混凝土的變形，增強耗能能力，從而使其承載能力及延性能力有很大的提高，可取得良好的抗震加固效果。碳纖維片材由于其強度高，彈性模量大，用于橫向包裹鋼筋混凝土柱時，可以有效提高柱的承載能力和延性性能，其作用機理體現在兩個方面：一方面，碳纖維片材橫向包裹，其作用類似受剪鋼筋，協同鋼筋承受剪力。由于碳纖維的抗拉強度遠遠大于鋼筋的抗拉強度，相當于配筋率大大提高，使其抗剪承載力得以顯著提高，斜裂縫出現以后構件的變形性能也得以明顯改善；另一方面，橫向包裹碳纖維，還會對其內部的混凝土起到有效的約束作用，當受壓區混凝土達到峰值應力后，具橫向膨脹變形急劇增大，碳纖維環向應變顯著增大，環向約束力增大，這就使得混凝土應力—應變曲線的下降變得平緩，極限壓應變得以提高，因而推遲了受壓區混凝土的破壞過程，充分發揮了縱向鋼筋的塑性變形性能，顯著改善構件的延性。

2 增大截面加固設計技術

對鋼筋混凝土結構而言，增大截面法是通過采用同種材料（鋼筋混凝土）來增大原混凝土結構截面面積，從而達到提高結構承載能力的目的。當梁、柱構件抗力不夠時，常采用增大截面法，其優點如下：

（1）施工技術成熟，便于施工。

（2）質量好，可靠性強。

（3）提高抗力及構件剛度的幅度大，尤其對柱增加穩定性較大。

增大截面、增加剛度，首先要考慮分析整體結構，不能僅為局部加大而加大，這樣會引起整體結構的局部薄弱層發生重大事故。此外，加大截面法還有一些不利因素，使用時要予以考慮。一是因構件質量和剛度變化較大，結構固有頻率會發生變化，因此，應避免使結構加固后的固有頻率進入地震或風震的共振區域，造成新形式的破壞。二是現場濕作業工作量大，養護時間較長，對生產和生活有一定的影響。三是構件的截面增大后對結構的外觀以及房屋或橋梁凈空也有一定的影響。增大截面加固法主要使用于梁、板、柱、墻等一般結構。

3 預應力加固設計技術

預應力加固法是一種采用外加預應力鋼拉桿（分水平拉桿和組合式拉桿）或型鋼撐桿對結構進行加固的方法。通過施加預應力強迫鋼拉桿或型鋼撐桿受力，影響并改變原結構應力分布，并降低結構原有應力水平，致使一般加固方法中普遍存在的應力應變滯后現象的影響能較好的消除。因此，后加部分與原結構能較好地共同工作，結構的總體承載能力可顯著提高。預應力加固法具有加固、卸載和改變結構應力分布的三重效果，適用于大跨度結構加固，以及采用其他方法無法加固或加固效果很不理想的較高應力應變狀態下的大型結構加固。預應力加固法的主要優點如下：

3.1 體外配筋張拉預應力可以起到增加主筋、提高正截面及斜截面的強度，同時也提高了剛度，有效地改善了使用性能且效果好。

3.2 預應力能消除或減緩后加桿件的應力滯后現象，使后加桿件有效地工作。

3.3 預應力產生的負彎矩可以抵消部分荷載彎矩，減小原構件的撓度，縮小原構件的裂縫寬度甚至使原裂縫完全閉合。

因此，預應力加固法是一種加固效果好而且費用低的加固方法，具有廣闊的應用前景。該方法的缺點是增加了施加預應力的工序和設備。

4 水泥壓漿補強加固設計技術

水泥壓漿補強法是一種用壓力設備將水泥漿液壓入結構構件的蜂窩、孔洞或裂縫中，充填并固結這些缺陷，以達到補強加固的目的。水泥灌漿具有強度高、材料來源廣、價格低，運輸、儲存方便及灌漿工藝比較簡單等優點，至今仍是應用最廣泛的灌漿材料。該法的缺點是需要專門的設備，主要用于因地震、溫度、沉降等原因引起的磚墻裂縫的修補。

5 增設支點加固設計技術

增設支點加固法是通過增設支承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。該法簡單可靠，但對于使用空間有一定影響，適用于梁、板、桁架、網架等水平結構的加固。

6 噴射混凝土補強加固設計技術

噴射混凝土補強法是一種用混凝土噴射機將混凝土拌和料和水（干噴機）或混凝土濕料（濕噴機）以高速噴射到混凝土結構上，并快速凝固成型的加固方法。噴射混凝土不需要振搗，它借助水泥與骨料之間的連續沖擊實現密實化，也不需要支模或只需部分支模，施工方便、速度快、工期短，噴射凝固層與原結構粘結力強，所以在大范圍加固工程中具有獨特優勢；其缺點是需要專門的設備，對混凝土的配合比設計要求較高。這種方法常用于病弱混凝土的局部或全部更換；在梁、板等構件的下面增補混凝土；填補混凝土和磚石結構中的孔洞、縫隙及混凝土墻的麻面。

7 鋼筋混凝土建筑結構的加固設計技術

鋼筋混凝土建筑鋼結構的加固設計技術主要是對鋼結構建筑物進行加固和對混凝土結構、砌體結構等建筑物采用鋼構件進行加固。建筑結構的加固設計技術要求根據加固的對象決定采用鋼柱的加固、鋼梁的加固、鋼層架加固、托架加固、吊車系統加固、裂紋的修復和加固、連接和節點的加固等，根據損害范圍選擇局部加固或者全面加固。

8 結束語

此文就鋼筋混凝土建筑結構加固設計技術的幾個方面對鋼筋混凝土建筑結構的加固設計技術進行了簡單的分析，同時還著重分析了常采用增大截面法的優點以及預應力加固設計技術的主要優點。在不斷地吸取和積累建筑經驗，對存在的一些問題要進行反思，將理論與實踐很好的結合起來，而對于國外的一些施工技術，我們要不斷的開拓創新，推動我國建筑結構的發展。

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作者簡介：王立，男，1979.02.19，黑龍江省，助理工程師，研究方向結構。

（作者身份證號碼：232126197902193792）