林起秦（廈門市市政建設開發(fā)總公司　福建廈門　361000）

分析建筑工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設計

林起秦
（廈門市市政建設開發(fā)總公司福建廈門361000）

我國建筑業(yè)經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展，建筑市場需求的逐漸飽和，隨著人們生產(chǎn)、生活的需求，對原有建筑的改建或擴建將日益增多。其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固將會越來越多，其對于建筑使用性能的改善以及建筑安全穩(wěn)定性的提高而言有著十分重要的現(xiàn)實意義。本文首先對建筑工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設計的基本原則進行了概述，之后，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的方法進行了分析，并結(jié)合工程實踐對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方案的選擇進行了探究。

建筑工程；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)加固設計

1　引言

由于建筑結(jié)構(gòu)長期受到自然與人為兩大方面因素的影響，因而其使用功能以及外觀等會受到不同程度的影響與破壞，例如由于潮濕問題所致的墻皮脫落、樓板裂縫及鋼筋裸露在外等現(xiàn)象。同時，隨著人們生活水平與生活質(zhì)量的不斷提高，其對于居住環(huán)境的安全性也有了更高的要求，因而，其對于建筑結(jié)構(gòu)的使用功能同樣也提出了更高的要求，所以，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固設計進行分析，并不斷提高相關(guān)工作人員的專業(yè)技能與專業(yè)素質(zhì)具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2　建筑工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設計的基本原則

建筑施工技術(shù)是多種科學技術(shù)的綜合運用?，F(xiàn)代社會，科學技術(shù)發(fā)展迅猛，建筑施工技術(shù)水平隨之不斷提升，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)亦是如此。大量先進的技術(shù)、材料、施工方法使得鋼筋混凝土加固的效果越來越好，經(jīng)濟效益越來越高。在編制鋼筋混凝土加固設計方案的時候，要綜合考慮技術(shù)指標、經(jīng)濟指標等因素，要保障施工技術(shù)的科學性和先進性。用于加固的混凝土應選用較加固對象更高一級強度的混凝土，做好加固結(jié)構(gòu)和加固對象間的連結(jié)，確保加固件和加固對象協(xié)調(diào)運作，保證建筑結(jié)構(gòu)整體的一致性。對于受高低溫、化學反應、機械震動等因素的影響而發(fā)生的建筑結(jié)構(gòu)破損，在進行混凝土結(jié)構(gòu)加固設計時，應根據(jù)破損原因選擇針對性的處理方法，通過減輕、消除導致破損的原因來提高建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性，實現(xiàn)目標加固效果。作為一項工程活動，經(jīng)濟效益是評價鋼筋混凝土加固設計水平高低的重要指標，在實際工作中，鋼筋混凝土加固施工應以不影響原建筑正常使用為佳，減少加固施工對原建筑的負面影響，盡可能利用原本建筑的已有條件，以降加固施工成本。此外，混凝土結(jié)構(gòu)加固方案應在保證加固效果的基礎上更多地推廣使用新技術(shù)、新材料、新工藝。

3　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法

3.1直接加固法3.1.1加大截面加固法

該加固方法又被稱為外包加固法，它是采取增加截面面積及其它的措施，使增加的部分和原有部分可以協(xié)調(diào)工作，最大限度地提高承載力。補澆的部位處于變拉區(qū)時，對增加的鋼筋起了保護作用和粘結(jié)作用，一方面增加了構(gòu)件等有效高度，使構(gòu)件的抗剪、抗彎承載力得到提升，另外剛度也得以增加，加固的效果是十分明顯的。我們通常采用植筋錨固對新增添的鋼筋結(jié)構(gòu)進行加固。這種加固方法經(jīng)濟實惠并且效果明顯，適用的范圍較廣，但是施工比較困難復雜，工作量也較大，工期的延續(xù)時間長，對房屋的美觀、凈化會造成一定的影響。

3.1.2注漿加固法

注漿加固法主要是針對混凝土結(jié)構(gòu)物的開裂，而采用環(huán)氧樹脂粘合劑以及密封劑來進行加固修補，在不影響實際生產(chǎn)的前提下盡量達到預期強度，以增加結(jié)構(gòu)的使用壽命，效果安全可靠。這種方法主要有以下特點：①灌漿時應延續(xù)且慢速，保證樹脂盡量都注入開縫的部位。②這種方法可控制注入量，在需要時也能及時增加灌漿料。③可以依據(jù)注入的需要、開裂的大小調(diào)整注漿壓力。④能直接用肉眼觀察到注入的情況以及注入量。這種方法主要適用于隧道、橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)建筑物的開裂修補上。

3.1.3碳纖維布加固法

碳纖維布材料有著抗腐蝕、高強、輕質(zhì)、溫度穩(wěn)定取得及耐疲勞等特性，被專業(yè)人士所關(guān)注，成為當下研究的熱點。實踐研究顯示：碳纖維布能夠?qū)︿摻罨炷两Y(jié)構(gòu)進行抗震加固，以提高梁的抗剪、抗彎承載力，從而達到對梁加固以及改善受力的結(jié)果。碳纖維片材強度高、彈性大，在橫向加固時，可以有效提高結(jié)構(gòu)的伸展性和承載力。它的作用機理主要表現(xiàn)為以下兩個方面：①碳纖維布橫向包裹（類似于受剪鋼筋），與鋼筋共同承受剪力。碳纖維具備較強的抗拉強度，遠大于鋼筋的抗拉強度，這就相當于提高了配筋率以及抗剪承載力，出現(xiàn)開裂后構(gòu)件的變形程度也能得到一定程度的改善。②碳纖維橫向包裹，還能夠?qū)?nèi)部的鋼筋混凝土起到束縛作用，受壓部分的鋼筋混凝土達到最大值應力后，橫向變形也將急劇增大，使得環(huán)向約束力增大，混凝土的應力應變曲線逐步平緩下降，以減輕混凝土的破壞程度，明顯改善部件等的延展性。

3.1.4外粘鋼板加固法

外粘鋼板加固法是將鋼板采用環(huán)氧樹脂系列粘接劑粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉區(qū)域或薄弱部位，使之形成整體，以代替需增設的補強鋼筋的加固方法。它能提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度，限制裂縫開展，改善鋼筋及混凝土的應力狀態(tài)，提高承載能力。該法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固，不適于素混凝土構(gòu)件、縱向受力鋼筋配筋率小于規(guī)范最小配筋率的構(gòu)件、現(xiàn)場實測混凝土強度等級不低于C15等構(gòu)件的加固。其優(yōu)點是施工迅速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰少量作業(yè)，且加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響，不足之處是對使用環(huán)境的溫度有限制，對弧形構(gòu)件表面的粘貼不易吻合；且鋼板較薄，需作防銹處理等。

3.2間接加固法

3.2.1預應力水平拉桿加固法

使用預應力水平拉桿對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進行加固。在預應力和新增加的外部荷載的同步作用下，在拉桿內(nèi)部沿軸向方向形成拉力，該力經(jīng)由桿端錨固傳遞到構(gòu)件上，在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用。受偏心受壓的影響，構(gòu)件所受外部載荷彎矩部分抵消，構(gòu)件所受凈外部載荷下降，提高了安全穩(wěn)定性。

3.2.2增加支承加固法

構(gòu)件所受外部載荷彎矩的大小和載荷力臂長度有關(guān)，通過增加支點，減少力臂長度，從而有效降低構(gòu)件所受載荷彎矩。增加支撐點加固法雖然簡單易用，但是其對原建筑結(jié)構(gòu)影響較大，而且還有可能減小建筑的使用空間。

4　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選

當鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的病害嚴重，造成承載能力降低時，除應對其進行修補并盡量消除引起病害的因素之外，一般要進行復原加固處理，以恢復其應有的承載能力，確保使用安全，可選的加固方法有好多種，根據(jù)其結(jié)構(gòu)構(gòu)件所需要的功能，選擇合適的加固方法尤為重要。所選方案，一定要遵循安全系數(shù)高、施工方便可行、經(jīng)濟合理、施工質(zhì)量等原則。這樣加固工程才會獲得良好的經(jīng)濟和社會效益。在加固設計中，常見的加固方法有粘貼鋼板法、加大截面法和粘貼碳纖維布法等。但隨著社會的發(fā)展，科技技術(shù)的不斷進行，加固設計中的新工藝、新材料、新技術(shù)也不斷進步，比如：學灌漿法、外粘鋼板加固法等并在加固工程中廣泛應用。每種加固方法都具有其優(yōu)劣性，下面就根據(jù)其方法指標介紹優(yōu)劣性，粘貼鋼板法要加大原構(gòu)件尺寸和自重、施工工期短、施工空間小、不需要大型施工機械，耐久性抗腐蝕性好；加大截面法要加大原構(gòu)件尺寸和自重、施工工期長、施工空間大、需要大型施工機械、耐久性抗腐蝕性好；粘貼碳纖維布法原構(gòu)件尺寸和自重不需要增加、施工工期短、施工空間小、不需要大型施工機械，但其耐久性抗腐蝕性差。

加固方法的選擇，首先要考慮加固方案的可行性，無論選用哪種加固方案，最終要確保加固方法在加固構(gòu)件能順利完成。每種加固方案都有優(yōu)劣性，對加固設計人員，應根據(jù)不同加固的需求，確定出安全美觀、經(jīng)濟實用的加固方案。

5　結(jié)語

建筑工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設計中所涵蓋的內(nèi)容十分豐富，對于設計人員的技術(shù)水平有著較高的要求，因此，需要設計人員在全面把握工程具體需求和實際情況的前提下，明確設計目標，對加固對象的原有結(jié)構(gòu)和新增體系進行細致分析，科學規(guī)劃施工方案，綜合考慮方案技術(shù)指標和經(jīng)濟指標，最大限度地達到使用要求，實現(xiàn)預期的加固效果。

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2015-12-1