钢筋混凝土结构加固设计与施工中的关键问题分析

钢筋混凝土结构加固设计与施工中的关键问题分析

江桥林

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中煤科工重庆设计院（集团）有限公司

摘要：随着社会的发展，建筑工程不断进步。钢筋混凝土是现阶段使用最广泛的建筑材料之一，因其可模性好、整体性好等优点在世界范围内广受青睐。改革开放以来，随着我国经济的迅速发展，各地兴建了大量的钢筋混凝土结构建筑。时至今日，相当一部分建造时间较为久远的建筑由于各种原因已经无法满足现阶段的使用需求。实际情况决定无法将存在安全隐患的钢筋混凝土结构悉数推倒重建，因此，采用合理有效的加固方法提高钢筋混凝土结构的承载能力，保证其使用安全，延长其使用年限或改变其使用功能，使之能继续安全服役，具有重要的经济和社会意义。

关键词：钢筋混凝土结构；加固设计施工；关键问题；分析

引言

混凝土材料具有高强度、耐久性好、防火抗震性能好、可塑性强等优点，在大量建筑物兴建时得到广泛应用。钢筋混凝土建筑在服役过程中，由于外荷载和环境等各种因素的影响，加之建筑使用年限的增加和建筑功能的变化，不可避免地会引起结构性能降低，甚至出现安全隐患。因此，对钢筋混凝土结构进行加固改造是保证其安全性和耐久性的重要措施。

1钢筋混凝土结构加固的意义

1.1延长结构的使用寿命

钢筋混凝土结构在正常使用过程中难免会遭遇一些极端的自然灾害或受到外界环境的侵蚀，这些不利因素会导致结构承载能力的退化，缩短结构的使用寿命。直接拆除这些结构不仅会造成资源的浪费，还会对环境造成严重的污染。采用合理的加固技术，对钢筋混凝土结构的受损部位进行加固修复，可以有效地提升构件的承载力，延长结构的寿命，使其能够继续正常地使用。

1.2提高结构的抗震性能

我国位于环太平洋地震带，地震活动较频繁。随着经济水平的提高，我国对结构的抗震性能提出了更高的要求。一些抗震性能较差或结构布置不合理的钢筋混凝土结构已经难以满足现行抗震设计规范的要求。引入可行的结构加固技术，对结构构件或整体结构进行加固，可以达到增加结构稳固性，提升结构抗震性能的目的。

1.3保证人民的生命财产安全

建筑结构为人的各种生产生活活动提供了场所，但是一旦其安全性出现问题则会造成巨大的损失。随着建筑使用时间的增长，其稳固性和可靠性均会出现一定程度的衰减，而且结构设计和施工过程中的问题也可能导致结构出现安全隐患。因此，利用钢筋混凝土结构加固技术对安全性不满足要求的建筑进行加固，提高它的安全性，可以达到保护人民生命财产安全的目的。

2钢筋混凝土结构的加固方法

2.1截面加固法

截面加固法是一种常用的加固技术，可通过加大构件截面尺寸，从而达到结构强度和延性增强的目的。加固时需要考虑钢筋的长度、面积和承载能力等因素，以及混凝土截面的浇筑面积和新旧构件的共同作用，以便使加固效果得到最大化发挥。该加固方法需要分析结构的受力，从而得出结构需要补强的位置，最后按照要求进行加固。通过采用截面加固法，可以有效提高结构的抗震性能，减少地震灾害的损失。截面加固法适用于混凝土梁、板、柱等普遍构件，特别适用于承载能力较差、弯曲刚度较低的梁、板构件的加固。其优点在于施工技术成熟，加固效果好、费用低；但缺点是工序较多、工期较长、工人工作量大，增加了混凝土构件的原有截面尺寸，使得结构自重增大，建筑的有效使用空间减少。

2.2粘接纤维增强材料加固法

粘贴纤维增强材料加固法可用于增强结构承载力和耐久性，如受拉区域的加固。这种方法使用纤维增强材料和胶粘剂，在结构表面粘贴纤维布，从而增强结构的承载能力和耐久性。该材料具有耐腐蚀、质量轻等优点，不加自重，并能使被加固的结构防潮，提高耐久性，除此其维护成本也相对较低。具体施工工艺需要先凿掉构件表面的装饰层和抹灰层，清除表面浮尘后进行修补，包括平整疏松和损伤部位。对裂缝部位进行压力灌浆处理，然后找平并涂底胶后，再在其表面上粘贴纤维布。最后，在最外层纤维布表面上涂一层胶料，以便保护表面层，提高加固效果的稳定性。

虽然粘贴纤维增强材料加固法具有易裁剪、易粘贴、施工方便等优点，但其也存在一些缺点。例如，加固的混凝土结构通常会变得更加脆性，延性不明显。在特殊环境下，需要采取防护措施来保护纤维材料表面。此外，纤维材料加固的混凝土结构拆除后，纤维材料难以自然降解，如此会对环境造成污染。

2.3置换混凝土加固法

置换混凝土加固法与上述方法的主要施工步骤基本一致，也采用了现浇混凝土施工工艺。但不同的是，置换需要先清除受损的混凝土结构，然后采用强度等级更高的混凝土配比进行浇筑施工，得到新的完整的混凝土构件完成替换。正因如此，置换混凝土加固法效果更佳，其可以明显提高混凝土结构的承载力，且不会对建筑物的净空间产生任何影响，因此可以用于受损严重的梁柱结构加固，从根本上消除混凝土结构的质量安全隐患。但该方法的缺点在于：为了保障清除旧混凝土结构时的安全性，必须先卸载；且混凝土施工时间较长，对浇筑振捣施工质量要求较高，所以必须规范施工，加强质量控制才能达到加固要求；同时还有可能会存在置换混凝土构件与原结构交接位置强度薄弱差异的问题。

2.4外包钢加固法

主要施工材料为钢板，因为钢板具有很高的强度，将其附着在混凝土结构受损面，可以形成一种新的复合结构而提高该结构物的承载性能，进而起到加固作用。可用于承载力不足的各种类型的混凝土构件。将钢板施加于正截面受拉区、正截面受压区或斜截面，以提高受拉和受压截面的面积，加固效果明显。同时施工操作简便，只需使用合适的材料将钢板固定在原结构上。如可以采用湿法，以环氧树脂、乳胶水泥浆为黏结剂，将钢板牢固地粘结在受加固的构件上。但是这种粘结包钢法的实际粘结效果无法保障，黏结剂会受环境温度影响。也可以采用锚栓加固的方法，根据钢板面积，在钢板的四角和周边以螺栓连接钢板和混凝土构件。但是该法需要在构件上打孔，有可能会导致受损面扩大。             

3混凝土结构加固改造中应注意的问题

3.1考虑局部加固对整体结构的影响

在加固设计中，各种加固方法多停留在构件层面，但是结构作为一个复杂的整体，局部的加强难免会对相邻构件甚至整体结构造成影响。因此要求设计师在制定加固方案时要对整体结构进行分析，从总体上把握，尽量减少对原结构的破坏和损伤。

3.2合理运用各种加固方法

每种加固方法都有优缺点和适用范围，在工程中，采用单一加固方法往往效果非常有限。因此在实际工程中同时采用多种加固方法进行综合加固，不仅可以解决单一加固方法使用条件受限的问题，还可发挥多种加固技术的优势，达到更好的加固效果。

3.3与实际施工技术相结合

在钢筋混凝土结构加固改造工程中，施工技术水平的高低直接影响加固的效果。加固后新加受力构件如不能与原构件协同受力，将造成巨大的安全隐患。所以加固设计中必须保证施工后的新增构件与原结构能连接可靠，粘接牢固，形成整体，共同工作。

结语

为了让混凝土结构更加稳定，使房屋能安全长效地被使用。相关工作人员需要在充分了解混凝土结构物当前的实际情况及各种加固技术的基础上，以有效保障房屋的安全性为第一准则，通过施工成本、施工操作、技术特点等综合对比，合理选择与之相适宜的加固技术。并在具体的加固施工过程中，做好施工准备工作，严格按照工艺流程、施工要点规范施工，以确保加固施工质量，进而有效提高建筑混凝土结构的承载能力，让房屋更加稳定可靠。

参考文献

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