鋼筋混凝土框架結構加固技術的研究與應用

閆鋒?管永振

摘 要：建筑工程作為工程建設施工與國民經濟發展的重要組成部分，其不僅影響著城市建設結構變化，更能推動社會經濟的可持續發展。鋼筋混凝土框架結構加固技術作為建筑工程施工的重要環節，要求施工企業必須嚴格按照工程實際情況，并結合施工現場的地質條件、地形情況等因素，做好施工各項工作，才能達到施工流程的規范性、合理性，只有這樣才能推動工程建設的進一步發展。

關鍵詞：鋼筋混凝土；框架結構；加固施工

1 建筑結構加固基本原則

1、建筑結構的加固改造設計應由專業人士承擔

建筑結構是否需要加固，應經結構可靠性鑒定，專家依據有關規范規程標準提出鑒定意見書。鑒定意見書可以做為結構維修加固改造設計的依據之一。由于建筑結構加固設計所面臨的不確定因素遠比新建工程多而復雜，況且還要考慮業主的種種要求，因此，承擔維修加固改造設計的人員除具有較強的結構理論、明晰的結構概念外，還應具備較為豐富的工程經驗才能夠全面系統地分析問題，提出較為合理的結構加固設計方案。

2、處理好構件與結構、局部與整體、臨時與永久的關系

當某些構件不滿足要求時必須進行加固，但結構體系的加固往往會被忽視，加固設計人員應從整個結構體系安全的角度來考慮。當個別構件加固不影響整體結構體系的受力性能時，可進行局部加固；結構整體不滿足要求時，應對結構進行整體加固。臨時加固的要求可以適當降低一些。

一般而言，結構經局部加固或部分構件加固后，并不意味著該結構整體承載能力就一定提高或是安全的，其安全性還取決于原結構方案及其布置是否合理、構件之間的連接是否可靠、原有的構造措施是否得當與有效等，這些就是結構整體性或結構整體牢固性的內涵，因此，結構工程師在承擔混凝土結構的加固設計時，應對結構的整體性進行檢查與評估，以研究是否需作相應的加強，而不能僅僅關注結構的局部或部分構件。

3、加固改造的實施必須有科學的先后順序

通常應先治理后加固，由高溫、高濕、凍融、冷脆、腐蝕、振動、溫度應力、收縮應力、地基不均勻沉降等原因造成的結構損壞，在加固時，應采取有效的治理對策，從源頭上消除或限制其有害作用，正確確定加固處理時機，使之不致對加固后的結構重新造成損壞。結構加固一般應先卸載或部分卸載，卸載后按一定順序實施加固。一般而言，應先加固后拆除；先加固后開洞；先基礎后柱、梁和板；先重要構件，后次要構件，最后做好保護與防護。

2 建筑工程鋼筋混凝土框架結構加固方式

1、增大截面法

該方法在砼結構加固中最為常用，具體做法就是：在建筑物的構件外部外包砼，并增加該構件的截面面積與配筋數量，以提升構件的承載力的結構加固方法。在建筑工程中應用這一砼結構加固方法具有施工工藝簡便和適用范圍廣的特點，因而被廣泛用于建筑砼結構中的梁、柱、板、墻等的加固。但應用這一方法具有較大的濕作業量，需要較長的施工和養護時間。此外，還對結構外觀和構筑物空間也有一定的影響。

2、增加支承點

應用這一方法主要是用于減少結構的計算跨度，以改善結構的內力分布，從而提升其承載力的結構加固法。主要適用于那些構筑物的凈空沒有限制的跨度較大的梁板、網架等的加固，應用該方法具有簡單可靠的優點，而缺點就是使用的空間會受到一定的限制。根據所增設支承結構變形的性能，可分為彈性和剛性兩種支點。

3、鋼板粘貼法

應用這一方法主要是在砼構件表面應用特殊的建筑結構粘結膠與鋼板粘結，從而一道受力，進而提升結構承載性能的加固方法。也就是通過體外配筋提升原有構件的配筋量，從而全面提升構件在抗拉、抗剪、抗壓、抗折以及剛強度等方面的性能。該方法主要適用于那溫度和濕度正常且承受靜力荷載的構件的加固，具有速度快且對結構沒有影響的優點，而缺點就是鋼板的自重大、鋼獨大，在施工過程中具有一定的難度。

4、砼置換法

該方法主要適用于砼強度等級較低的砼結構，尤其適用于砼強度等級在C10之下的砼結構的加固，具有其它方法難以替代的職能，全面解決承重構件所處受壓部位砼強度低的問題。其具有的優點同增大截面法相似，且加固之后不會改變構筑物的空間，也同樣存在較大的濕作業量。

5、外包鋼法

所謂外包鋼法，主要是在原有的砼構件的四周包裹角鋼，并在角鋼與角鋼之間用扁鋼相連接，再進行結構膠的灌注，從而與原有的結構相粘結和鍵合，讓后來所加的型鋼同原有的結構一起工作的結構加固方法。該加固方法可分為干式和濕式的兩種方式。其中干式的外包鋼法主要是將型鋼直接外包在原有的構件，同原有的構件并不會粘結，亦或是即使填塞了水泥砂漿，也難以確保結合面的剪力得到有效的傳遞，難以實現整體的工作，因而只能單獨受力；而濕式的外包鋼法主要是應用具有良好粘結性能和高強度的建筑結構膠，將砼構件與鋼板粘結在一起，以便形成牢固而又復合的整體型構件，從而確保應力傳遞的有效性，讓構件能夠聯合工作，最終達到改善或提升結構的強度與承載能力的目的。具有受力可靠、作業量小、施工方便，缺點就是成本較高，需要耗費大量的型鋼。主要適用于結構構件截面不能顯著增大而且需要大幅度提升其承載能力的砼結構。

3 建筑工程鋼筋混凝土框架結構加固技術應用

1、梁柱加固

加固時柱從底層開始從下至上全高加固，主筋下部植入基礎承臺內，保證新增豎向結構承受的豎向荷載能夠順利傳給基礎，并保證剛度的連續性，柱子縱筋采用焊接。梁柱節點處，柱加固縱向鋼筋應貫穿樓板不截斷，如有梁阻隔時可從框架梁兩側繞過，然后采用一定的坡度收至設計位置，在框架梁上下各增加附加鋼筋滿足豎向鋼筋間距要求；不被原柱阻礙的梁加固縱筋采用通長筋，有柱阻礙則采用植筋技術植入到原柱混凝土中。

增大截面法加固后結構新、舊兩部分整體工作的關鍵，主要在于界面能否有效的傳遞和承擔界面的應力（主要是剪力和拉力）。而界面粘結強度低、離散性大，界面所具有的粘結抗剪和抗拉力有時遠不能滿足受剪和受拉承載力的要求，因此需在梁柱表面設置一定數量的銷釘，保證界面粘結效果。

2、樓面板加固

通常需要改造加固的工程，預應力空心板的混凝土強度降低，預應力筋松弛，撓度變形較大。對于Ⅲ、Ⅳ級損傷的預應力空心板，不宜作加固后繼續承載，故采用自密實混凝土樓板置換處理；對于Ⅱ級損傷空心板，主要考慮底部做疊合板處理和置換兩種方案，由于底部疊合板的扎筋支模難度大，且澆注的時候需在空心板上鉆澆筑孔，對原板造成二次損傷，加固質量也較難保證，因此決定也采用置換處理。樓面板處理時新增鋼筋不能與相鄰樓板鋼筋形成通長筋的，其端部必須按規范要求植入四周原梁混凝土中，負彎筋端部也需植入原梁中。在以上加固中，Ⅰ級損傷的梁、板、柱構件均不做結構處理。

3、墻體加固

在加固砌體結構中，鋼筋網水泥砂漿法具有較突出的優勢，同時結合鋼筋網復合砂漿課題研究成果，用抗裂復合砂漿替代水泥砂漿。由于復合砂漿擁有較高的拉強重量比和較高的韌性、延展性及耐久性，比普通水泥砂漿有較大的抗裂能力，因此可以減小涂抹厚度和對加固鋼筋的更好保護。

4 結束語

綜上所述，結構加固作為建筑行業中的一個細分行業，不但具有建筑行業的上述特點，還具有投入小，產出大，低碳環保，節能減排、新技術、新材料的廣泛應用等一般建筑行業不具有的特點。建筑結構加固符合國家“十三五”規劃，具有多重重要意義的新興服務行業，是我國建設節能減排、低碳環保經濟發展路徑、建節集約型社會、實施可續發展的重要途徑，對我國的經濟和社會發展具有重要的影響和意義。

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