混凝土结构加固及抗震设计探讨

混凝土结构加固及抗震设计探讨

李宗战

成都惟尚建筑设计有限公司 四川成都  610000

摘要：在我国基本建设中，混凝土结构得到了广泛的应用，在高速发展过程中因施工、使用、维护、修改用途等原因造成的混凝土加固情况越发频繁，并且对于抗震设防区的加固，尚需结合结构加固前后的抗震承载力是否需要提高进行设计，本文主要围绕混凝土结构加固及抗震设计进行了探讨、分析。

关键词：混凝土结构；加固；抗震设计

针对混凝土结构而言，抗震设防区的结构、构件单纯进行承载力加固，未必对抗震有利，因为局部的加强或刚度的突变，会形成新的薄弱部位，或导致地震作用效应的增大，故必须在加固提高构件承载力的同时，考虑其抗震性能是否需要加强。倘若忽略了这个问题，将会因原结构、构件承载力的不足而使抗震加固无效。两者相辅相成，在结构、构件加固问题上必须考虑周全。

1、常见的几种混凝土结构加固方法

1.1增大截面加固法

此方法主要是使用钢筋混凝土，或钢筋网砂浆层增大原结构截面面积，以提高构件的承载能力，工艺简单，但也存在一定的缺陷，如湿作业工作量较大，养护期较长等。此方法采用的加固材料通常为普通混凝土，也可应用细石混凝土，必要情况下可采取钢纤维混凝土。值得注意的是，配筋也可选择钢板、型钢等，钢筋不是唯一选择[1]。

1.2外包钢加固法

外包钢加固法主要是在构架四角使用型钢外包，从而构成钢构件，可部分或完全将原构件代替，无需增加较多的构件截面尺寸，即可显著提升构件承载力，并且外包钢对原构件混凝土起到约束作用，在一定程度上亦可改善构件延性，对于各类结构的抗震加固均适用。

1.3粘贴钢板法

此加固法需应用特制的结构胶粘剂，使钢板能够粘贴在钢筋混凝土结构的表面，从而对原结构的强度及刚度进行强化。通过分析发现，此方法的优势主要是坚固耐用、施工简单，不会对生产生活造成较大的影响，对于受弯构件正截面及斜截面的加固尤为适用。此加固方法的关键是确保钢板拉断前无脱胶情况，这主要是因为粘贴质量直接影响着施工质量。因此需做好表面处理，严格执行各工艺流程，由专业的施工队伍负责。

1.4粘贴纤维增强复合材加固法

此方法主要是基于高性能粘接剂，于结构构件表面粘贴纤维布形成共同作用，以达到构件承载力提高的目标。相较于普通钢材，碳纤维聚合物的强度更高，加固后除了可促进原结构承载能力的增强，对构件耐腐蚀性及耐久性的提升也有积极效果，且自重较轻，加固基本不会对结构重量等造成影响。

1.5外加预应力加固法

此加固方法主要是通过外加预应力拉杆或型钢撑杆，实现对建筑物构件或整体的加固，预应力施加后原结构的受力分布也会随之发生变化，其结构应力水平则逐渐降低，对场地条件要求限制不高，可在不停产的情况下进行加固，对于梁、板的抗弯、抗剪能力有明显的增强作用，对于原构件截面小等结构的加固较为适用[2]。

1.6增设支点加固法

增设支点加固法主要通过在受弯构件跨间增加支撑点，从而达到减少结构计算跨度的目的，当结构内力缩小后，其承载能力则随之增强，并限制原结构挠曲变形。预应力拉杆的增设包括单支及多支点，又可分为刚性及弹性。

2、混凝土抗震设计要点

2.1合理设计建筑主体结构的基础

一般而言，若遇到建筑主体结构基础质量较差的情况，其结构的抗震性能也就较低，以单元结构为例，设计人员就需于平坦地面展开设计，对于工程区域有液化土，或是橡皮土的情况，则需合理的进行处理，旨在促进地基基础结构刚度的提高，这也是抗震设计的基础要求。值得注意的是，很多设计人员会使用底框结构，该结构的实用性及经济性较好，但其刚度易发生不均匀的情况，从而导致结构稳定性较差，增加大面积开裂的可能性。因此，在主体结构基础设计的过程中，设计人员就需充分考虑当地的地质条件，建筑物上下部结构间的联系等，避免设计方案不合理情况的发生，旨在增强地基基础的抗震性。

2.2加强抗震加固

在混凝土结构抗震加固的设计中，可使用螺旋复合箍筋模式，确保框架柱一段抗弯性能能够满足限制要求，不易出现剪切破坏问题。同时，设计时需展开实质分析，以避免螺旋复合箍筋选择不合理，旨在促进柱子抗剪性能的提高，这对于短柱的抗震性增强起着积极的意义。另外，还需避免产生短柱，这主要是考虑到短柱长度较小、抗弯能力强，但抗剪能力则相对较弱[3]。

2.3增加抗震防线

一般而言，如若结构的组成为多个延性分体，那么各个延性构件就可稳定的进行连接，以剪力墙结构为例，结构组成包括剪力墙及框架分体，如若仅设置一道抗震防线，当大地震发生后则不能应对后续的余震，进而结构的稳定性就会受到影响。因此，设计人员就需以实际情况为前提，合理的展开抗震设防体系的设置，处于相同平面内各核心构件呈屈服状态，而其余抗侧力构件则要保持在弹性状态，进而就可实现混凝土结构屈服时间的延长，最终促进混凝土主体结构抗侧移性能的提高。

2.4优化设计要点

一方面，需对混凝土结构体系进行合理的选择。设计人员需充分考虑结构体系特点，并对相关资料信息进行收集，尽量避免或降低错误情况的发生，合理的选择抗震设计参数。同时，在改进混凝土结构设计方案时，需严格遵守抗震设计要求，促进建筑美观性的提高。另一方面，落实对混凝土构件性能的优化。在混凝土抗震结构设计的过程中，设计人员需考虑各构件特点，明确各构件的抗震要求，增强建筑的抗震性能。值得注意的是，混凝土构件的优势性能较多，有较好的承载力及稳定性，设计人员需以混凝土构件性能要求为前提，对设计方案展开优化，从而增强构件的承载力及稳定性。另外，也需对抗震装置进行选择，避免不合理情况的发生，通过对该装置的妥善利用，以达到建筑结构的目的。

3、结语

综上，混凝土结构加固方法较多，需根据实际情况合理的进行选择，以确保加固效果，增强结构的承载力。同时，抗震设计的过程中，则需严格遵守相关设计要求，通过增加抗震防线等，促进混凝土结构抗震水平的提高，为建筑的投入使用安全性及可靠性提供保障。

参考文献

[1]刘泽民.考虑抗震组合的反应位移法计算模型研究[J].国防交通工程与技术,2020,18(2):14-16.

[2]葛月珍.应用Pushover分析方法对FRP筋混凝土结构抗震性能设计的分析[J].住宅与房地产,2020(3):87.

[3]王守玉.某超限超高层建筑结构抗震设计若干问题研究[J].江苏建筑,2019(S2):12-15.