浅析建筑结构加固技术

浅析建筑结构加固技术

钟文博

钟文博重庆千牛建设工程有限公司

省市：重庆市北碚区邮编：400700

【摘要】在建筑工程的整体施工中，不仅需要加强对整体的工程施工质量的调控，还需要加强对整体的质量加固控制措施的保障，最终保证工程的整体施工调控的质量要求。本文将对建筑结构中常用加固方法的原理、主要特点、适用范围和施工要点进行分析，指出加固工作中一些需要注意的问题，以利于工程实践中结构加固方法的选择，从而延长混凝土结构的使用寿命。

【关键词】混泥土结构加固技术趋势

引言

理论上，我国将一般建筑物的使用年限设定为50年,在投入实用后的50年内建筑物的结构质量与使用性基本能够维持正常的使用。然而过了这五十年,建筑物就像人一样开始进入老年,此时建筑结构中的一些问题会开始显现出来。此时便需要采取有效的维护加固措施,来解决建筑结构中常见的问题。其加固工作包含对建筑施工中所出现的问题进行加固、补救；对现有建筑的性能改造、维护、加固；对达到提高混凝土建筑结构的耐久性、安全性，保障在其建筑的合理使用期限内，建筑物的功能正常使用、环保与节能、使用寿命的延长等目的。

1钢筋混凝土结构常用的加固方法

1.1加大截面加固

加大截面加固技术主要是通过在混凝土受弯机构的承重区间浇筑混凝土现浇层,这种加固技术具有扩大建筑结构受力面积,提高受力截面有效高度的作用,通过提高建筑结构的有效高度与横截面可以使建筑结构正截面的抗弯能力得到加强,同时还可以提升建筑结构斜截面的抗剪能力,保持建筑结构的稳定性。此外在建筑物结构的横截面受拉区域可以运用混凝土对结构构件设置围套,以达到增加结构构件受力截面,提高结构构件的受力极限,改善结构构件的使用性能,提高建筑物承载能力。这种加固技术工艺相对简单,同时经过长时间的发展施工经验比较成熟,便于施工人员对其进行有效控制。这种加固技术多用于梁、板、柱、墙等主要建筑结构的加固当中,效果比较明显。

1.2外包钢加固法

外包钢加固法，是以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角)，角钢间用扁钢焊接形成整体钢构套的加固方法，以提高构件的承载能力和延性。外包钢加固方法分为湿式和干式两种情况。湿式外包钢加固，外包型钢与构件之间是采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法粘结，以使型钢与原钢件能整体工作共同受力;干式外包钢加固，原构件与外包型钢之间无任何粘结，有时虽填有水泥砂浆，但彼此只能单独受力，承载力提高不如湿式外包钢加固有效。此加固法对所加固结构的截面尺寸影响很小，承载能力提高较大，现场工作量较小，受力较为可靠。适用于使用上不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载能力的混凝土结构加固。缺点是外观不美观，节点构造复杂，用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600℃以上高温场所，受现场和结构形状等外部条件限制较多。

外包钢加固法施工要点:加固时，要把表面处理(包括加固结合面和钢板贴合面处理)作为加固施工过程中的关键。对于干式加固施工，为了使角钢能紧贴构件表面，混凝土表面必须打磨平整，无杂物和尘土;当采用湿式加固施工时，应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上乳胶水泥浆或配制环氧树脂化学灌浆料，对钢板进行除锈，混凝土进行除尘并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面，进行粘、灌。

1.3预应力加固法。

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法，即通过施加预应力使拉杆或撑杆受力，影响并改变原结构内力分布，从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。特点是通过预应力手段强迫后加拉杆或撑杆受力，改变原结构的内力分布，降低原结构的应力水平，使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除，具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果，后加拉杆或撑杆和原有结构能够较好地共同工作，结构承载能力能够得到较大的提高。预应力加固适用于大跨度结构以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固，但此法不宜用于处在高湿度环境下的混凝土结构或混凝土收缩徐变较大的混凝土结构的加固。

1．4粘钢加固技术

混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件受弯承载力不足区段表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的受弯承载力,且施工方便。此法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平,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。

1.5碳纤维加固法

碳纤维加固是一种新型的结构加固技术。碳纤维材料的抗拉强度高于普通钢筋的10倍，弹性模量是钢筋的数倍，具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。该方法采用同一方向排列的碳纤维织物，在常温下用环氧树脂胶粘贴于混凝土结构表面，利用其紧密粘贴于混凝土结构表面，使二者作为一个新的整体共同受力，从而达到对结构构件的加固补强及改善抗震性能的目的。采用碳纤维加固具有以下优点:①由于碳纤维对混凝土的约束作用，构件受力性能明显得到改善。试验表明:采用碳纤维加固，按通常的粘贴层数(如三层)，梁的抗弯抗剪能力提高在50%以上，柱正截面承载力和延性性能可提高70%;②碳纤维布质轻且薄，加固后对原结构构件截面、荷载增加均不大，不影响原有建筑使用功能，因此极适合于钢筋混凝土结构的加固。但采用这种加固方法对粘结胶的性能要求较高，目前无论是碳纤维布或是粘结用胶主要还是依赖于国外进口，相应造价也高，如想大面积推广尚存在一定难度。

1.6钢丝网水泥砂浆加固法

钢丝网水泥是用钢丝网增强承受力的水泥复合砂浆，因为较高的抗拉、抗裂以及韧性，很适用于建筑结构的外形修复加固。这种方法目前还处于起步阶段，还没有粘贴纤维复合材料加固法使用广泛，因此还有很多问题需要解决，比如，钢丝网水泥的抗拉、抗裂以及韧性较好，但是抗剪、抗疲劳和抗扭性还有不足，需要加以优化；另外，高强度、耐受性较强的高性能复合砂浆在现有市场上还比较缺乏，还需要加以研究；再比如由这种方法引申出的在加固构件的一次受力基础上如何进行二次受力加固等，都是这种新方法亟待解决的问题，但由于这种方法的优势所在，它还是具有很大的发展空间。

2与混凝土结构加固改造配套使用的一般技术

2.1托换技术

系托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成。适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。

2.2植筋技术

系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术。可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程中。如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

2.3裂缝修补技术

根据混凝土裂缝的起因、形状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。

2.4碳化混凝土修复技术

该技术指通过恢复混凝土的碱性或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术，目前这一技术还不够成熟。

3加固方法的选择

对于需要加固的构筑物，应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。工程加固的目的就是要通过加固施工达到修复、补强、提高承载力、增强使用功能、满足使用要求，因此，选择加固方案要以提高加固工程质量为根本目的。钢筋混凝土结构补强加固方法很多，分别适用于不同情况。事实上，工程实际问题千姿百态，对某一特定结构来说，难有一个完全固定的加固模式。加固方法的选择，应根据实际工程，结合结构特点、当地具体条件、新的功能要求等因素，在认真分析计算的前提下，遵循加固的相应规范，灵活选用适合的加固方案，并按加固效果可靠、施工简便、经济合理原则，综合分析确定。

结语：

就目前来看，建筑结构加固技术还有待于在实践中进一步探索，随着建筑科学技术的不断进步，新型建筑材料的不断出现，更好的加固施工方法将会有更大拓展，加固方案的选择范围也将具有更为广泛的是空间。