钢筋混凝土结构加固改造方法的研究应用

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[摘 要]本文介绍了钢筋混凝土结构的加固方法，并说明了各种方法技术特点。

[关键词]钢筋混凝土；加固；方法

中图分类号：TU746 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0378-01

随着基础建设的不断发展，愈来愈多的建筑物和构筑物已进入或即将进入老龄化阶段，修复加固在建筑业中的比重逐年增加。钢筋混凝土结构在长期的自然环境和使用环境的共同作用下，加之在设计、施工、监理等过程中存在的不确定因素，使结构功能在使用过程中必然逐渐减弱。所以现阶段我们在结构加固方面的研究应该作为主要突破方向，现笔者在此谈谈钢筋混凝土结构的加固方法。

1.结构加固成为当前工程的重要任务

由于钢筋混凝土结构受到混凝土碳化、钢筋锈蚀两个因素的严格制约，在一般环境条件下，普通混凝土的碳化深度在一定时期后就会透过15mm～25mm的保护层，导致钢筋锈蚀，使结构丧失承载力、服务期终止。由于长期以来人们对混凝土碳化、钢筋锈蚀影响混凝土耐久性的问题关注和研究不够，致使大量整浇钢筋混凝土结构工程提前进入危险期。据统计，我国已拥有百亿平方米以上的在用工程，其中50%左右敲起了等待加固的警钟。因而钢筋混凝土结构工作的加固设计与施工工作成了当前工程界的一项中心任务，对此要求工程界提供操作简便易行、适应面最广、经济代价低的整浇钢筋混凝土框（刚）架结构的加固方法，这事成了当务之急。

2.钢筋混凝土传统加固技术方法

2.1 加大截面法

对钢筋混凝土结构而言，增大截面法是通过采用同种材料（钢筋混凝土）来增大原混凝土结构截面面积，从而达到提高结构承载能力的目的。在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。此外，加大截面法还有一些不利因素，使用时要予以考虑。因构件质量和刚度变化较大，结构固有频率会发生变化，因此，应避免使结构加固后的固有频率进入地震或风震的共振区域，造成新形式的破坏；现场湿作业工作量大，养护时间较长，对生产和生活有一定的影响。

2.2 外包钢法

外包钢加固法是一种以角钢外包于构件四角，角钢之间用缀板连接的加固方法。外包钢加固法分干式和湿式两种情况。湿式外包钢法是在型钢与原构件之间用乳胶水泥或环氧树脂等粘结，使新旧材料之间有较好的协同工作能力，其整体性好，但湿作业工作量大；干式外包钢法是型钢与原构件之间无任何粘结，有时虽填以水泥砂浆，但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递，型钢与原构件不能整体工作，彼此只能单独受力。与湿式外包钢相比，干式外包钢施工更为简便，但承载力提高不如湿式外包钢有效。

2.3 增加支点加固法

增加支点加固法是指在钢筋混凝土建筑中增加支承点的数量，以此来减小建筑结构的计算跨度，同时建筑结构的承载力也相应的增加，而其内部的作用力则相应的减小。这种加固技术操作起来比较简单，但是它对于空间的要求比较大，主要适应于板、网架、横梁等水平结构的加固。支点依据支承结构的形状变化性能可以分为刚性支点和弹性支点两种，在对弹性支点的增设时，由于弹性支点所支承的建筑构件比较容易发生弯曲，因此对于建筑构件内部作用力的受力情况不好分析；而在对刚性支点进行增设时，由于刚性支点所支承的建筑构件不会发生弯曲，受力后直接将力转移到柱子或是其他基础的建筑构件上，所以对建筑构件内部的作用力的影响可以忽略，但是刚性支点对空间的要求远高于弹性支点对空间的要求。

3.钢筋混凝土先进加固技术方法

3.1 粘钢法

外部粘钢加固法是在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，使其整体工作共同受力，以提高结构构件承载力的一种加固方法。该方法的实质是一种体外配筋，提高原构件的配筋量，从而相应提高构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的性能，适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

但是，对于粘钢法技术要求高，施工操作程序较复杂。掌握不好的话，质量难保证，可靠性也不高。耐高低温、耐湿、耐腐蚀等性能是否可靠尚未经实践考验，耐久性也没有保证。据现有资料反映，结构胶的最长耐久年限是30年，对于旧房加固来说，这个年限也许已够，但对于施工事故处理中新结构加固来说，这个年限显然不够，何况市场供应胶的实际耐久年限还是未知数。

3.2 碳纤维加固法

近年来，碳纤维材料以其轻质、高强、抗腐蚀、耐疲劳及其温度稳定性而受到土木工程界的日益关注，成为研究与应用的热点。工程实践和试验研究表明：采用碳纤维对钢筋混凝土柱进行抗震加固，可以有效约束混凝土的变形，增强耗能能力，从而使其承载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。

碳纤维片材横向包裹，其作用类似受剪钢筋，协同钢筋承受剪力，由于碳纤维的抗拉强度远远大于钢筋的抗拉强度，相当于配筋率大大提高，使其抗剪承载力得以显著提高，斜裂缝出现以后构件的变形性能也得以明显改善。横向包裹碳纤维，还会对其内部的混凝土起到有效的约束作用，当受压区混凝土达到峰值应力后，具横向膨胀变形急剧增大，碳纤维环向应变显著增大，环向约束力增大，这就使得混凝土应力―应变曲线的下降变得平缓，极限压应变得以提高，因而推迟了受压区混凝土的破坏过程，充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能，显著改善构件的延性。

3.3 预应力法

预应力加固方法是通过外加预应力钢拉杆对钢筋混凝土建筑施工达到加固目的的方法，在施工过程中，不断增加预应力迫使钢拉杆和其他的型钢撑杆受到压力，对原有建筑物结构的预应力产生影响甚至是改变，从而大幅度的降低了原有建筑物的应力水平，可以很好的消除应力应变滞后的难题。这种加固方法同时拥有加固功能，卸载功能，改变应力结构分布的功能，可以应用于大规模，大跨度的大型钢筋混凝土建筑加固施工，这种方法虽然增加了施加预应力的机械设备，但是，这种加固方法加固效果稳定，且总体成本相对较低，具有很大的优势。

由于导致钢筋混凝土结构不满足要求的原因有很多，在建设中，我们应该选择合适的加固方法，同时还应综合考虑其是否具有良好的施工性、是否经济等，随着科学技术的日益发展，新的材料，新的施工工艺、新的施工技术将不断的被运用于建筑工程中，新的、更成熟的研究成果也将不断运用于钢筋混凝土结构的加固维修领域。

参考文献

[1] 唐武镒.浅谈钢筋混凝土结构加固[J].四川建材.2011（02）.

[2] 苏永平.混凝土结构的加固技术及应用[J].山西科技.2009（06）.