房屋結構中受彎構件的加固設計研究

文/邱偉 湖南方圓建筑工程設計有限公司 湖南長沙 410000

現階段，房屋建筑建設標準不斷提升，對建筑結構的承載能力，有著更高的要求。為達到房屋結構設計質量要求，則需要對受彎構件，進行加固補強處理。結合工程設計經驗，合理受彎構件加固方法，做好優化設計，保障工程質量。

1、房屋結構受彎構件破壞形式分析

從作用角度來說，受彎構件指的是受到彎矩與剪力相互作用、軸力可不計的構件。此類構件破壞形式如下：1）沿著正截面產生破壞，即沿著彎矩最大的截面；2）沿著斜面破壞，即沿著剪力最大的截面，或者沿著彎矩、剪力均比較大的截面。圖1為破壞形式圖。造成受彎構件破壞，主要原因如下：1）配筋率；2）混凝土強度；3）截面形式等，主要原因是受拉鋼筋的配筋率。

圖1 受彎構件破壞形式

2、房屋結構受彎構件加固方法

2.1 預應力加固法

此方法的應用，主要是使用預應力筋，加固房屋結構的受彎構件。從施工應用效果角度來說，預應力加固法的應用，不僅施工較為便利，而且不會增加房屋建筑梁板界面高度，不影響建筑的使用空間，能夠提高梁板的抗剪刀承載能力與彎力。

2.2 增加截面法

受彎構件加固處理中，增加面積法較為常用。通過在房屋建筑受彎構件上方或下方位置，使用混凝土和鋼筋材料等，澆筑新面層，提高受彎構件的性能。從應用效果角度來說，增加受彎構件截面的方式，具有靈活性。在選擇加固方法時，可從受彎構件加固要求、施工便捷性等方面入手，做好綜合分析。通過計算確定新增截面面積，以便能夠達到強度與穩定性要求。對于新增截面的鋼材，若想實現和原有結構相互連接，可采取焊接法與鉚接法等。

2.3 碳纖維加固法

此方法的應用，主要是使用性能較好的環氧類粘結劑，將纖維布直接粘接到房屋建筑混凝土構件表面。從效果角度來說，此方法較為簡單，具有強穩定性。應用此方法，對高寬比相對適中的梁，進行加固處理，能夠提高構件的受彎承載力。受拉區域的鋼筋配筋率越低，則碳纖維加固效果越好，能夠有效提高受彎構件的承載力。在加固前，需要合理選擇碳纖維材料，使用較厚的材料，將粘貼層數控制在2-3層。

3、房屋結構受彎構件加固設計要點

以某房屋建筑工程為例，受到各類因素的影響，施工作業時，沒有實現混凝土連續澆筑施工，當模板拆除后，發現軸間部分存在質量問題，包括孔洞和鋼筋露出等，為確保梁設計強度能夠達到標準，采取加固梁的方式，來解決此問題。結合此工程實際情況，采取碳纖維加固法，進行加固處理。先使用C35微膨脹混凝土材料填實，再采取碳纖維法，開展加固作業?，F結合工程實際，對受彎構件加固設計要點的把控，作如下論述：

3.1 合理選擇加固材料

使用t700s型碳纖維布，作為加固材料。此類材料具有強度高和效果好的優勢，加固后能能夠有效增強房屋結構的耐久性。t700s型號碳纖維材料的自重較輕，因此基本不會增加房屋結構自重和截面尺寸。在施工作業中，需要使用到以下材料：1）底膠；2）粘著角；3）專用滾筒；4）刮板等。選擇材料時，要從碳纖維加固施工實際需求出發，做好施工材料準備工作[1]。

3.2 做好加固計算

使用碳纖維加固法，進行受彎構件加固，在設計加固方案時，對于粘貼材料的截斷位置，要從充分利用的截面開始算起，利用Ic=（ff?Af）÷（ffv?bf）+200公式，確定粘貼延伸長度。此公式中的Ic指的是粘貼纖維的延伸長度；ffv指的是纖維和混凝土的粘結強度設計值，單位為MPa，取值0.4ft；ff指的是粘貼纖維復合材抗拉強度設計值，按照GB50367-2006要求取值；A指的是實際粘貼的截面面積。通過計算發現，若將材料延伸到支座邊緣，難以達到粘貼延伸長度要求。基于此，采取以下錨固措施：在允許延伸的長度范圍內，設置U形箍，以梁截面高度為標準，粘貼U形箍。

3.3 做好加固構造的控制

采用碳纖維加固法，進行梁加固，需要做好構造控制，要符合以下規定：1）盡量使用加錨的U形箍，若構造需要，可以使用普通U形箍。2）保證U形箍纖維受力方向正確，使其和構件軸向保持垂直。3）若使用纖維復合材料時，要保證條帶凈距離，要小于梁高，至少0.25倍。4）若梁高度超過600mm時，需要在梁腰部位置，設置1條縱向腰壓帶。5）為確保結構的耐久性，對于受力纖維片，要做好錨固措施，采取射釘+壓結鋼片的方式，進行錨固處理。

3.4 明確施工質控要點

為確保工程加固質量，在施工的過程中，需要做好以下要點的把控：1）制作碳纖維塑料片。為確保加固效果，要按照設計要求，在做好質量把控。在制造時，采取濕法，將環氧樹脂，給注入到材料內，促使纖維單絲能夠有效的結合，避免出現應力分布不均勻情況。2）做好底膠涂刷工作。當完成構件表層處理后，按照實際需求，涂刷底膠。在具體操作的過程中，使用專用的刷子，均勻涂抹底膠，確保其能夠均勻分布。若底膠部分出現凸起情況，則需要使用砂紙，做好磨平處理。在設計的過程中，明確施工質控要點，指導工程施工，以確保施工質量[2]。

結語：

綜上所述，房屋結構中受彎構件的加固設計，需要合理選擇加固材料，做好加固計算，做好加固構造的控制，明確施工質控要點。通過全面的設計，提出加固方案，為加固施工，提供作業依據，做好加固質量把控，進而提高構件的性能。