钢筋混凝土结构加固技术及应用

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【摘 要】由于各种因素的影响，部分钢筋混凝土结构随着时间的推移，需进行加固处理。本文结合自己的工程设计经验，介绍钢筋混凝土结构的结构加固技术，及其在实际工程中的应用。

【关键词】混凝土结构；承载力；加固；应用

引言

钢筋混凝土建筑物、构筑物因功能性改变，如扩建、增加荷载等，或质量问题，如混凝土抗压强度不够、配筋偏小、灾后修补等，都需要进行加固处理。对于需要加固处理的建筑物、构筑物，应根据其不同情况制定不同的加固方案。方案的确定应遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则，加固工程方能收到良好的社会效益和经济效益。

一、建筑结构常用加固方法概述

1. 加大截面加固法

加大截面加固法是指在钢筋混凝土构件外部外包混凝土（一般在钢筋混凝土受弯构件的受压区增加混凝土），增大混凝土构件的截面积及配筋量，增加截面的有效高度，从而提高其正截面抗弯能力、斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固原构件的作用。采用加大截面加固钢筋混凝土构件时，必须遵守现行的《混凝土结构设计规范》的基本规定，并考虑新增加混凝土与原混凝土结构构件的协同工作，对加固构件进行承载力计算并应满足构造要求。当采取混凝土围套进行加固时，需设置封闭箍筋；当采取单侧或双侧加固时，需设置U形箍筋。

加固施工时，在对受力钢筋施焊前应对其采取卸荷或设置支顶等措施，将原构件表面凿毛或打成深度不小于6mm，间距不大于200mm的沟槽，并将原构件混凝土表面用水冲干净，浇筑混凝土前宜涂刷混凝土界面结合剂一道，随涂随浇，以利于新旧混凝土的粘结。

2. 置换混凝土加固法

置换混凝土加固法是指剔除部分陈旧的混凝土，置换成新混凝土，新增混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级，且混凝土强度等级不得低于C20。此方法适用于对钢筋混凝土构件的局部加固处理，有时也用于对受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等钢筋凝土结构构件的加固。

3.粘结外包钢加固法

粘结外包钢加固法是把型钢（钢板）包在需加固构件的外边，采用环氧树脂灌浆等方法把型钢（钢板）与被加固钢筋混凝土构件粘结成整体，使型钢（钢板）与原钢筋混凝土构件整体工作共同受力。加固后的构件，由于受拉、受压区钢材截面积显著增大，从而构件正截面承载力和截面刚度都有较大幅度提高。此方法常用于对原混凝土构件加固后不允许显著增大其截面尺寸，而又要求构件承载能力大幅度提高的钢筋混凝土构件。

4. 粘钢加固法

外部粘钢加固法是在原钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使钢板与原构件整体工作共同受力，从而提高混凝土结构构件承载力的一种加固方法。此方法的实质是一种构件体外配筋，提高原钢筋混凝土构件的配筋量，从而相应提高构件的抗弯、抗拉、抗剪、抗压和刚度等各方面的性能。外部粘钢加固法适用于构件受静力荷载作用并处于正常湿度环境中的受弯和受拉构件的加固。

5. 粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的需加固补强区域，使纤维增强复合材料与被加固构件截面共同工作，整体受力，从而达到提高构件承载能力的目的。目前较为常用的是粘贴碳纤维复合材料加固法。该方法可用于类混凝土构件和一般构筑物构件。

6. 绕丝加固法

该方法是直接在原混凝土构件外饶上高强钢丝（钢绞线）。常用于构件斜截面承载力不足以及需要对受压构件施加横向约束力的加固。对有较高防腐要求的构件加固时，利用镀锌钢绞线和防腐砂浆共同组成的复合材料对混凝土构件进行加固补强。镀锌钢绞线和防腐砂浆在加固中起的作用是不同的， 镀锌钢绞线起的是抱箍的作用，而防腐砂浆起到保护层和锚固钢丝的作用。

7. 增设支承加固法

该方法是在需要加固的结构构件中增设支承点，以减小受弯构件的计算跨度，从而减少作用在需加固钢筋混凝土构件上的荷载效应，达到提高结构构件承载力的目的。增设支承加固法常用于对外观和使用条件要求不高的一些场所。

二、工程实例

1、工程概况

某大厦于1993年8月设计，施工至第六层后烂尾，2011年重新设计施工。建筑总面积57504.12平方米，总高度99.9米，总层数30层，两层地下室，1～8层为裙楼，层高为转换层设在第八层顶。

2、主要问题

由于建筑功能的改变以及建筑层数的增加，使得原设计的框架柱、框支柱轴压比较大，柱钢筋配筋偏小；建筑立面造型的改变，部分悬挑梁配筋偏小；建筑新设计的核心筒比已建核心筒要大出许多；因为建筑使用功能的要求，部分楼板需要开洞。

3、加固方案选择

以最大限度的减少对原结构的变更、减少加固费用、缩短加固时间为原则，对该建筑进行结构受力计算。根据计算结果及多种加固方法的优缺点比较对该建筑不满足设计要求的构件采取不同的加固处理方法：

1）根据桩基检测报告，首先对基础进行复核，经复核，桩基满足现设计要求；2）框架柱、框支柱加固：为了增加框支柱刚度提轴压比以增强框支柱的延性，对其采用湿式外包钢法进行加固处理，对轴压比满足现行规范要求而抗弯强度不足的柱子采用粘钢板法进行加固；3）凿除原有-2～6层的核心筒，按新建筑图位置从底板开始植筋；4）梁加固：对于实际配筋与应配钢筋相差较小的构件，采用粘钢加固法进行加固；对于配筋偏小的悬挑梁，根据计算采用加大截面加固法处理；5）楼板的加固：对楼板板厚偏小、配筋不足的楼板采用板底加次梁以减小板跨的加固方6）对于承载力计算结果满足设计要求，已出现裂缝的构件且裂缝宽度在0.5mm左右，采用环氧树脂灌缝处理措施；7）对于承载力计算结果满足设计要求，但有露筋、钢筋锈蚀等现象的构件，需先除去钢筋污锈，然后浇灌比原有构件混凝土强度等级高一级的新混凝土。

本方案经有关专家论证通过，并委托专业公司进行加固施工，收到了良好的效果。

三、总结

钢筋混凝土结构房屋的加固改造方法有很多种，根据工程实际的不同情况需采取不同的方法，尽量做到结构安全、经济合理，施工简便。随着建筑科学技术的进步，结构设计理论的日趋成熟以及新型材料的不断出现，加固方案的选择也将有更加广泛的空间。

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