剖析混凝土结构加固几大方法要点

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摘要：随着建设行业发展的迅速，厂房的相关建筑工程质量的要求也越来越高。而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。本文就混凝土结构加固的几种方法做一定的研究。

关键词：混凝土 结构加固直接间接

中图分类号：TV331文献标识码：A文章编号：

Abstract: with the rapid development of the construction industry, the factory workshop of the requirements of the relevant construction engineering quality more and more is also high. But along with the development of infrastructure, more and more buildings and structures has entered into, or is about to be entered the aging stage, repair reinforcement in the proportion of the construction industry has been increased year by year. This paper reinforced concrete structures of some methods do some research.

Keywords: concrete structure strengthening direct indirect

结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，我们结构工程的任务不单要作好建筑物前期的设计工作，还要能科学的评估结构损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全的使用，因此，结构的加固将成为一项重要的工作。而混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

一、直接加固法

1、加大截面加固法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可以将截面的有效高度增加，并使截面的面积进一步扩大，有效的提高构件的截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用，参见图一。在适筋的范围内，混凝土构件截面的承载力强度和截面的面积是成正比的。

2、混凝土加固法

这种方法和加大截面面积的方法非常的类似，缺点也很明显，就是施工的湿作业的时间过长，这种方法比较适用于混凝土的强度不高或者梁柱有严重的缺陷的施工现场的承重构件上的加固。

3、粘钢加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在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）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。 4、纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

二、间接加固法

1、预应力加固法

（1）预应力水平拉杆固法

预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上（当拉杆与梁板底面紧密贴合时，拉杆会与构件共同找曲，此时尚有一部分压力直接传递给构件底面），在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

由于水平提杆的作用，原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压，因此，加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。

（2）预应力下撑拉杆加固法

钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点（下撑点和杆端锚固点）传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力

该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2、增加支承加固法

增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的载载效应，提高结构承载水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

3、其它加固法

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁，部分或全部分担被加固梁的荷载。

在支座附近加腋后，支座附近截面的有效高度提高了，因此，截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。

三、混凝土结构加固新技术

1、钢丝(筋)网水泥砂浆抗震加固技术

钢丝(筋)网水泥砂浆是以钢丝网或钢筋网和加筋为增强材料，水泥砂浆为基材组成的薄层结构，钢丝(筋)网也可以用其他合适的金属材料代替,详图参见图二，与混凝土相比，钢丝(筋)网水泥砂浆的主要特点是配筋分散性好和骨料颗粒粒径小，因此，具有更好的抗裂、抗渗和韧性。钢丝(筋)网水泥砂浆加固的技术优势主要表现在：

(1)施工便捷，施工工效高，不需大型施工机具，无需现场固定设施，施工占用场地少。 (2)具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能。试验表明，钢丝(筋)网水泥砂浆加固修补混凝土结构有良好的耐腐蚀性及耐久性，可以抗拒建筑物经常遇到的各种酸、碱、盐对结构物的腐蚀。 (3)适用面广。钢丝(筋)网水泥砂浆加固修补混凝土结构可广泛适用于多种结构类型、结构形状及多个结构部位的加固修补。 (4)施工质量易保证。由于钢丝(筋)网比较柔软，即使加固的结构表面不是非常平整，也基本可以保证有效粘贴率。 (5)对结构形状和外观影响不大。水泥砂浆是一薄层，一般只有15～25mm左右，基本不增加原结构质量及几何尺寸。 (6)经济效益好，价格便宜。每m2钢丝网价格是FRP的1/15～1/30。 (7)具有很好的耐火性与耐高温性能。钢丝(筋)网水泥砂浆是无机材料，解决了FRP加固因使用有机环氧化物而产生的问题。

2、消能减震加固技术

能减震是在结构抗侧力构件中设置消能部件，通常由阻尼器等组成，通过其局部变形提供附加阻尼以耗散或吸收由地震输入结构中的能量，减少主体结构地震反应，达到预期抗震加固的目的。在消能减震结构体系中，消能(阻尼)装置或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态，充分发挥耗能作用，耗散大量输入结构体系的地震能量，从而有效地保护主体结构使其不再受到损伤或破坏。试验表明，消能减震装置可以有效消耗地震总输入能量，这种设计减震机理明确，效果显著，安全可靠，经济合理，适用范围广和维护方便等特点。消能减震技术既适用于新建建筑结构，又可用于已有建筑物的抗震加固、维修。 能器的布置应考虑结构的工作性能、建筑功能和经济等要求，综合比较选择相对较好的方案。对于给定的结构，在消能数量一定的情况下，可根据可控度的概念，采用最优放置的顺序逼进法来确定消能支撑的最优布置方案。将层间变形的均方值定义为最优位置指数。

3、震加固技术

该方法是隔震技术在抗震加固领域中的应用，通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上，以减小上部结构地震反应，从而保证建筑物内人员、设备的安全。目前已研究出的隔震方法有：橡胶垫隔震、滑移隔震、滚珠或滚轴隔震、摆动隔震、悬吊隔震、弹簧隔震等。目前较多的做法是将隔震层放在原结构基础上,即基础隔震。隔震加固法用于现有建筑抗震加固在美国、日本等国已有成功的工程实例，如美国对盐湖城大厦、洛杉矶政府大楼等几十栋建筑就是采用此法进行了加固。日本对一些办公楼、机场等大型公共建筑也是采用此方法进行了加固，效果十分明显。

四、结语

综上所述。对于建筑物维修和加固改造，可能有不同的改造思路和实施方案，在具体进行维修加固时，应结合建筑物结构的特点、当地的具体条件等因素综合判断。应在充分进行经济性、技术性和可靠性等多方面分析比较后，选择出满足多目标（不同性能目标）、多水准（不同性能水平）要求的合理加固方法和加固程度。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。