鋼筋混凝土結構加固技術分析及在實際工程中的應用

于官濤 山西四建集團有限公司

1 前言

外界影響因素可能降低建筑結構的穩定性，進而導致風險問題的出現，而在檢測鑒定后對其進行加固處理，則能夠在一定程度上避免風險的發生。對于現在的建筑來講，應將建設質量放在首要位置，在實際建設中合理選擇建筑結構及加固技術，從而為整體建設提供基礎保障。下面將對鋼筋混凝土結構加固技術進行分析，并結合實例提出具體策略，以期能夠為相關人士提供參考借鑒。

2 鋼筋混凝土結構概述

2.1 鋼筋混凝土結構概述

鋼筋混凝土結構同時具備鋼結構和混凝土結構的優點，在滿足承載力的前提下，能夠減小梁柱等構件的截面面積，因此也被稱之為勁性鋼筋混凝土或者鋼骨混凝土結構。鋼筋混凝土結構整體承載力、抗震性能、耐火性和耐久性的優勢都較為明顯，如外部鋼筋混凝土可以有效限值內部的鋼骨，內部鋼骨降低了脆性破壞的發生概率，實際應用過程中可以提高建筑的整體性能[1]。

圖1鋼筋混凝土結構

2.2 鋼筋混凝土結構計算

鋼筋混凝土結構計算可利用力矩和力的平衡建立方程，在此過程中需要結合實際建設的剛度要求選擇型鋼，截面必須與工程參數保持一致，計算后疊加，可將組合結構分成鋼筋混凝土和型鋼兩部分，采用鋼筋混凝土相關理論計算方法確定剛度及承載力，基于平截面假定型鋼性能統一，確定組合結構最后的承載力和剛度，滿足實際建設需求。同時在建筑工程施工階段，為確保設備應用符合施工設計要求，需要對所有施工設備的型號、規格等進行確認，隨后結合概率論進行極限狀態設計，最終提高技術應用的實際效果。

2.3 鋼筋混凝土結構內涵

鋼筋混凝土結構橫向方面來說，主要是將精細化、定量化應用在建設中，以此樹立經濟理念，按照最低化成本消耗的造價方式執行，使成本控制、預算等方面精細化，推動建筑工程實現現代化建設。縱向方面是整體建設設計的精細化，實行過程中使項目和多部門管理更加明確，在過程方面的體現則是工程建設各類項目開展的消耗減少[2]。

3 鋼筋混凝土結構的應用要點及檢測

3.1 工程概況

山西某新建綜合樓位于城市中心區域，建筑主要為鋼筋混凝土框架結構，建設中的結構安全等級為1級，總面積為3502.97m2，綜合耐火等級為兩級、建筑耐久年限為50年，建筑整體抗震防裂度應為8度。由于受到設計變更因素影響，原鋼筋混凝土框架結構中的承載力不符合實際設計要求，因此需要施工人員對鋼筋混凝土框架結構進行加固處理。為了能夠將工程建設質量控制在既定范圍內，該工程在結構加固中考量各類建設要素，提高了項目整體的建設效益，下面以該工程為例進行論述。

3.2 組合結構選型

建筑結構中經濟性能與建筑物的結構形式有著密切的聯系，如果結構間柱距比較大且實際截面增大，勢必會加重建筑物本身的自重。高層建筑不可單純使用以往的建筑結構方式，而型鋼混凝土組合結構承載能力更強，因此在組合結構選型中可配合使用型鋼混凝土結構。上述工程結合建設要求，整體選用了鋼筋混凝土結構，根據設計規劃方案選擇所需建設材料以及施工技術、設備，并規范設計建筑材質類型、建筑尺寸大小等，以達到工程施工的各項要求[3]。

3.3 建筑加固檢測

建筑結構檢測是依據結構受損程度及維修情況，推算其剩余耐久年限或自然壽命，應堅持安全性、適用性和耐久性原則，具體要點如表1所示。

表1建筑加固檢測

4 鋼筋混凝土結構加固技術應用分析

4.1 加固技術方案對比分析

由于本例建筑工程加固工作不能影響建筑正常使用，需要不斷優化技術方案內容，保障工程期間的綜合效益。實際建設中首先采用增加兩層鋼筋混凝土框架結構施工方式，保證新加的建筑結構與原有建筑結構能夠更好地連接在一起，但在梁、柱等截面較大的情況下，上下節點處理較為困難。因此該工程增加兩層輕鋼結構，該方式施工周期較短、工業化程度更高，在實際應用過程中進行優化，保證方案能夠切合建設需求[4]。

4.2 結構加固的選型方式

加固選型方式分別有加權平均法、定性分析法以及神經網絡法，上述工程施工人員根據混凝土結構的實際情況，通過詳細計算選用最佳的加固方法，全面掌握混凝土結構信息，避免加固法的缺點影響到混凝土結構的加固效果。采用定性分析法時充分發揮加固法的優勢，利用數學知識計算相關參數，選用的加固方法更加合理，最大程度控制工程成本。

4.3 鋼筋混凝土結構對比

鋼筋混凝土結構性能承載力較高，因此上述工程要求其在應用中結合實際計算相關數值，從而滿足建筑的構造要求，如鋼筋量的增大將會增加整體建設的難度，需要盡量避免使用柱截面較大、型鋼所占體積較大的情況，可使用實腹式寬翼緣型鋼，按照矩形鋼管計算體積配箍率，要求截面形式焊接符合標準。根據實際施工條件，合理配置箍筋與縱筋，避免施工中出現問題。

5 鋼筋混凝土結構加固技術在實際工程中的應用策略

5.1 加固技術應用前判斷

加固技術應用前判斷對于鋼筋混凝土結構有著十分重要的作用，不同技術會產生不同的應用效果，具體如表2所示。

表2加固技術應用前判斷

5.2 明確加固技術流程

加固過程中需要重點關注建筑整體承載力、材料及構件力學性能，上述工程擬用從增大截面加固技術，限制核心混凝土橫向變形，保障鋼筋混凝土框架結構整體使用壽命，在此基礎上封閉鋼筋混凝土框架結構表面裂縫區域，確保裂縫開裂處的應力強度因子降低到40%左右，切實提升鋼筋混凝土框架結構總體承載力和剛度。本工程因承載力不足需要進行后期加固處理，因此對結構加固技術進行不斷優化及方案改進，細致分析加工方案的經濟性、安全性與適用性，使加固施工能夠順利開展。

5.3 完善框架鋼筋施工

上述工程在進行鋼筋綁扎的工作中，分析不同等級鋼筋的搭接長度值，之后根據搭接的長度，檢查區域內的混凝土強度后發現混凝土等級比較多，因此對搭接長度進行了計算。實際建設中可能出現搭接預留位置不恰當的情況，做好結構梁和柱的鋼筋搭接，根據接頭的中點進行合理布置，從而避免過于集中或者過于疏散的情況，埋下施工隱患。

5.4 加固技術應用

5.4.1 碳纖維加固技術

碳纖維在我國建筑市場中已經成為主要應用技術之一，碳纖維布加固和碳纖維板加固較為常用，加固的耐腐蝕性和耐久性較好，現階段已經逐步取代了粘鋼加固技術，可有效提高加固效果。該技術根據碳纖維材料的特點，在實際應用中不改變原有結構外形增強加固效果，極大地提升了建筑建設質量。

5.4.2 外包鋼加固法

在建筑結構加固的階段，應全面分析加固方法的可行性，避免加固后的結構存在安全隱患。使用鋼材包裹在鋼筋混凝土結構的四周，通過鋼筋形成穩定的工作平臺，提高構件表面的抗彎能力。現階段建筑加固施工采用外包鋼加固法，廣泛應用在截面受限、表面溫度低等結構上，施工人員需要對鋼筋框架做好防護。

5.4.3 噴射修補法

噴射修補法是將混凝土泥漿直接噴射到建筑結構的相關位置，這對于結構強度有很好的提升作用，所以該工程在新舊結構加固銜接時，要求施工人員具備高素質和高水平，并做好設備應用管理，從而保證加固施工的效果。

5.4.4 增大混凝土截面

截面增大加固技術主要是增加混凝土的截面，在現階段的建筑結構加固中已被廣泛應用。該技術在應用過程中增配鋼筋或增大原構件的截面面積來提高結構的剛度和承載力，提升原有混凝土結構的剛度，實際加固的成本消耗較低，適合在多種環境下應用，應當根據實際施工需求進行選擇。

6 結束語

在使用加固技術的過程中要確定加固的尺寸，對于完成加固任務的部門要嚴格要求，強化相關施工人員的施工技術，根據工程實際情況進行細致的調整，提升加固技術和實際加固部位的適配性，保證建筑質量符合預期要求。