芻議建筑結構工程鋼筋混凝土結構加固設計

夏華祥

（貴州省建筑設計研究院有限責任公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

建筑質量關系到人民生命財產安全，因此應引起高度重視。由于在外界環境和長期受力影響下，建筑結構會遭到破會，穩定性下降，因此需要采取合理的技術措施對鋼筋混凝土結構進行加固。

1 鋼筋混凝土加固研究在建筑工程中的重要性

建筑結構施工涉及原材料、施工人員、安全風險等因素，每種因素都會對結構產生影響，因此實際工程中應充分考慮以上因素，對建筑結構進行適當變化，否則整體質量將難以得到保證，企業口碑也會大打折扣。根據問題的嚴重性，第一時間采取科學有效措施對結構進行加固，對于提高工程水平具有重要的意義。有關數據顯示，鋼筋混凝土具有較強的抗震能力，對于整個建筑的穩固起積極作用，并在此方面備受青睞[1]。雖然我國在結構加固方面做出積極的理論研究，并正在努力將其應用于實踐中，但是，就目前而言，某些具體問題仍未得到有效的理論支持，因此，需要對鋼筋混凝土結構加固進行研究。

2 鋼筋混凝土結構的加固原理分析

在實際應用中，為了避免鋼筋長期裸露在外而產生銹蝕，需要借助混凝土對其進行包裹，以此起到一定的保護作用，而且此做法也是重要的防火措施。然而，任何事物都不可能保持一成不變，長時間的自然侵襲使原本的保護措施失去最佳效能，建筑結構因此也會受到不同程度的影響。為了保證建筑結構的穩定性，需要采取必要的加固方法，通常情況下，會根據實際情況選擇合適的措施。比如使受到損壞的部分恢復原本的功用，或者在受損部位添加其他結構加以固定，使其得到有效恢復，符合標準要求。對于建筑結構而言，對其加固主要是通過加強構件的穩定性使其更加堅固耐用，并在此基礎上盡量降低產生安全風險的可能性，基于此原理采用科學的方法進行加固。

3 鋼筋混凝土結構加固設計原則

3.1 設計總體原則

在建筑施工以前，設計師就應該將建筑的質量安全作為設計的首要原則，對建筑物特點展開具體嚴謹的分析，并根據分析結果采取必要的措施進行加固，保證建筑物的穩定性。與此同時充分考慮后期加固，選擇合適的技術加以維護，為建筑安全提供更為可靠的保證。為了能夠采取比較合適有效的措施，應該進行全面排查，從中找到問題的根源，專業人員需要對建筑進行實地考察，做好結構和受力狀況分析，盡量減少對于原有結構的破壞。

3.2 材料選擇和強度計算

材料質量的好壞關系到加固效果是否理想，故需在材料選擇上多加考慮。在選購方面，要進行必要的市場調研，通過對比，選擇具有最佳性價比的材料。為了保證材料符合要求，聘請專業人員對材料進行精細檢測，只有這樣才能促進施工的順利進行，并且達到最佳的工程質量。另外，新材料應與原來構件材料相同，以免出現相互間配合度不高的情況[2]。

在正式施工前應確認強度等級，查找原來施工的材料，如果未能找到，則需重新測量，在做好前期測算和準備的基礎上選擇合適的材料和施工技術，有利于實現良好的加固效果。

3.3 承載力計算

對建筑物的有關情況進行了解，這對于施工的順利進行具有極為重要的影響。在加固之前應該認真查看建筑物資料，其中的信息能為施工帶來指導。在眾多因素中，承載力作為主要方面應該受到高度重視，務必做好計算，據此選擇更加合適的技術，而且能夠有效消除其他影響。此外，材料的正確選擇也需要依靠有關數據的支持。除了以上因素外，其他方面，如抗震防震能力、抗壓能力等都需要將其充分考慮在內，在整個方案中綜合多個因素，盡量保證其全面性，以提高整體結構強度。

4 鋼筋混凝土結構常用的加固方法

4.1 增加截面

在壓力較為集中的梁柱結構中，經常會發生彎曲變形，此時可以通過增加其中鋼筋混凝土的橫截面積來提高其抗壓能力，達到加固的效果。橫截面大小和位置的確定應該以原始結構的抗性要求作為依據，其中應該考慮受力特征和結構中的薄弱部分。需要注意的是，增加截面時需要采用與原來相同的材料，只有這樣，才能起到應有的作用。設計中應該重點考慮加固后的持久性，并且在額外增加的構件中適當加入一定數量的結構鋼筋，保證加固構件的實用性。采用增大截面方法需要解決的關鍵問題是如何使新舊部件良好配合，避免出現不匹配現象。當加固完成后，新舊部分的銜接表面會因為應力作用而難以良好地連接在一起，應力是由處于彈性階段的混凝土兩側粘結強度產生的。實際工程中需要對混凝土進行一系列操作，并且務必確保經過較長時間的養護，以便承載強度達到標準。增大橫截面加固法方式簡單，而且技術已經成熟，需要投入的資金相對較少，受到廣泛應用。然而由于會給建筑物外觀和空間造成影響，所以存在一定的局限性。

4.2 粘貼鋼板

采用粘貼鋼板的方法對結構進行加固是新型方式，需選用特殊的粘結劑將特殊材質的鋼板粘到混凝土表面上，由于鋼板延展性比較好，在強大的拉力下不會發生斷裂，因此能夠和混凝土共同作用增加原有構件的強度。與增加截面加固法比較起來，此方法無需增加額外構件便能有效提升承載力，而且操作簡單，耗時短，在梁柱等容易發生彎曲變形部位具有較好的適用性。

4.3 黏結增強復合材料

在鋼筋混凝土表面黏結增強性能的復合型材料，在二者的共同配合下，摩擦力和抗性會有所增加，對加固構件具有明顯的作用。與其他加固方式相比，黏結增強復合材料方法既有優勢也有不足，由于纖維復合材料與原始構件材料在性能上有很大差別，因此難以保證二者能夠良好地配合。該方法的技術要點是對二者界面的把控，而且纖維材料的高強度和低彈性模量使其容易斷裂，如果不能加強配合將會對加固產生不良影響。

4.4 改變受力體

該種方法主要是通過采用一定的措施加入新的支點，使整體結構受力得到均衡的分配，以此減小單獨受力點的強度。通常情況下，在梁體之間增加新的受力點，使整個大跨度梁結構被分成多個小部分，每一部分的受力強度會有一定程度的削弱，能夠承擔更大的力。

4.5 增加預應力構件

目前，預應力加固法應用較多，該方法實質上就是在建筑結構中增加預應力鋼拉桿，其能夠分擔一部分壓力，使得原來結構所承受的荷載減小。通過對建筑結構施加一定的壓力而縮小其承載范圍，同時能夠改變受力面積的大小，有利于增強該性能。

4.6 植入鋼筋

當建筑物結構受到損害時，可以在相應的構件處加入一定數量的鋼筋或螺旋錨桿，在與原有構件的共同作用下，整體抗性會得到顯著的提高。該方法對于建筑結構的加固非常有效。

4.7 增加支點

在建筑結構中適當增加支點，以此增大支撐面積，增強穩定性，如圖1 所示。該方法實施影響因素較多，其中，占地面積、支點位置、支撐物材料的選擇對結果起決定作用[3]。在支點位置的選擇上應保證不能對建筑結構造成破壞，而且盡量美觀，設計師應該結合自身的專業知識確定合適的位置，發揮最佳效果；在材料的選擇上務必保證質量，品質較差的材料不僅無法起到加固作用還會造成破壞，可能導致原有結構重心發生偏移，引發嚴重的安全隱患。

圖1 增設支點加固法的應用

5 加固設計方案的正確選擇

上述加固方法在實際應用中比較常見，每種技術都有其特別的效果，要加強對于每種技術的研究，并結合實際需要對其加以選擇。在選擇過程中應全面了解各種技術的優勢和不足，在對比中發現各自的應用領域，以此做出正確的判斷。

在加固正式進行時，有關工作者要認真研究建筑物的根基，結合建筑結構的承載力、用時、資金投入、設備等進行全面分析，最終確定出最佳技術方法。明確技術方案以后需對其可行性進行一系列實驗論證，保證工程進度和質量。比如構件尺寸較小且無法采用大型機械設備開展作業時，應該選擇黏結增強復合材料或植入鋼筋技術；如果在工期和空間方面能夠得到滿足，可以根據自身經濟實力選擇增加截面技術、粘結鋼板或增加預應力構件等技術。

6 結論

鋼筋混凝土結構強度直接影響著整個建筑結構的穩定性，故需采取必要的鋼筋混凝土加固措施以提升建筑物的安全性。正式施工之前，專業人員需要認真考察、分析建筑結構的諸多參數，在全面了解之后設計出科學的方案，并選擇合適的技術手段進行加固。希望在不斷探索與實踐中進一步提高技術水平，確保建筑質量得到提高。