工程結構加固方法

張文忠

摘要：結構加固是一項量大面廣的工作，建筑物年久失修，結構在長期自然環境和使用環境的作用下，其功能逐漸減弱，對其進行加固將成為必然。本文通過對大量資料文獻的閱讀，概述了混凝土結構、砌體結構、鋼結構的加固方法，分析了目前加固技術的優缺點，提出了今后的研究方向，可為相關研究人員提供參考。

關鍵詞：工程結構;結構加固;加固方法

1.引言

隨著由于材料老化環境侵蝕等自然因素，設計失誤施工出錯偷工減料或質量低劣等人為過失，火災撞擊地震戰爭等災害作用，以及設計規范改進安全儲備提高等原因，大量房屋橋梁等工程結構需要加固和修復。傳統的加固方法有增大截面法外包鋼加固法粘鋼加固法等，雖然在國內外均有大量的研究及工程應用，但這些加固方法都存在一些不足 隨著新型材料的產生與發展，一些新型加固方法相繼產生根據工程結構加固的目的來分，新型加固方法主要用于抗彎抗剪抗壓等的加固。

2 混凝土結構加固的方法

2.1? 直接加固的方法

2.1.1? 加大截面加固法

當鋼筋混凝土構件本身不能滿足正常使用要求或承載力要求時，必須對鋼筋混凝土構件進行加固。增大原結構截面加固法就是將原結構斷面加大或將原結構構件配筋加大。在適筋范圍內，混凝土受彎構件正截面承載力隨鋼筋面積和強度的增大而提高。在原構件正截面配筋率不太高的情況下，增大主筋面積可有效地提高原構件正截面抗彎承載力。

2.1.2? 置換混凝土加固法

該該法的優點與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業時間長的缺點; 適用于受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固[1]。

2.1.3? 粘貼纖維增強塑料加固法

外貼纖維加固是用膠結材料把纖維增強復合材料貼于被加固構件的受拉區域，也可以將纖維增強復合材料用于構件的抗剪區，貼于被加固構件的外表面，使它與被加固截面共同工作，達到提高構件承載能力的目的。

2.1.4? 錨栓錨固法

該法適用于混凝土強度等級為C20～C60的混凝土承重結構的改造、加固;不適用于已嚴重風化的上述結構及輕質結構。素混凝土構件及低配筋率構件的錨固要按錨栓錨固法進行設計計算。

2.2? 間接加固的方法

2.2.1? 預應力加固法

預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或鋼撐桿對結構構件或構架整體進行加固的方法，特點是通過預應力強迫后加部分的拉桿或支撐受力，改變原結構的內力分布并降低原結構的應力水平，使一般加固結構中所特有的應力應變滯后現象得以完全消除。

2.2.2? 增加支承加固法

增設支點加固法是通過減小受彎構件的計算跨度，達到減少作用在被加固構件上的荷載效應、提高結構承載力水平的目的。該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間;適用于具體條件許可的混凝土結構加固。

3 砌體結構加固方法

3.1適用于砌體結構的直接加固的方法

3.1.1鋼筋混凝土外加層加固法

屬于復合截面加固法的一種。其優點是施工工藝簡單、適應性強，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設計和施工經驗，適用于柱帶壁墻的加固，其缺點是現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

3.1.2鋼筋水泥砂漿外加層加固法

屬于復合截面加固法的一種。其優點與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但提高承載力不如前者。適用于砌體墻的加固，有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉。

3.1.3增設扶壁柱加固法

屬于加大截面加固法的一種。其優點亦與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但承載力提高有限，且較難滿足抗震要求，一般僅在非地震區應用。

3.2適用于砌體結構的間接加固的方法

3.2.1無粘結外包型鋼加固法

屬于傳統加固方法，其優點是施工簡便現場工作量和濕作業少，適用于不允許增大原構件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固;其缺點為加固費用較高，并需采用類似鋼結構的防護措施。

3.2.2預應力撐桿加固法

能較大幅度地提高砌體柱的承載能力，且加固效果較好，適用于加固處理高應力高應變狀態的砌體結構的加固。缺點是不能用于高溫環境中，壞境溫度不能超過60℃。

4 鋼結構加固方法

4.1改變結構計算圖形的加固方法

改變結構計算圖形的加固方法是指改變結構荷載的分布狀況、傳力途徑、節點的性質以及邊界條件，我們采用增設附加桿件和支撐、施工預應力考慮空間協同工作等措施來改變結構計算模型進而對結構進行加固[2]。

4.2加大構件截面的加固

將原構件與新增翻焊接或螺栓連接組合后，形成新的型鋼截面從而滿足結構功 能要求。這是目前應用較為廣泛的鋼結構加固方法，它具有施工方便及可在負荷狀態下進行加固等優點。當采用這種方法進行鋼結構加固時，所選截面形式應有利于加固技術要求，并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

4.3連接方式的加固

鋼結構的節點連接作為鋼結構整體作用的關鍵環節，在設計和施工過程中，我們應做到“強節點，強連接”。對于鋼結構連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件，并考慮結構原有的連接方法確定。

4.4裂紋的修復與加固

結構因荷載反復作用及材料選擇構造制造施工安裝不當等產生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應設法修復 在修復前，必須分析產生裂紋的原因及其影響的嚴重性，有針對性地采取改善結構實際工作或進行加固的措施，對不宜采用修復加固的構件，應予拆除更換。

4.5 FRP鋼結構加固

FRP（纖維增強復合材料）作為一種新型的加固材料以其優 異的力學性能及適應現代工程結構向大跨、高聳、重載、輕質發展的需求，正被廣泛的應用于工程結構加固中。尤其在鋼筋混凝土加固領域的研究和應用已經取得了較好的發展。與傳統的鋼結構加固相比，采用FRP加固鋼結構不會導致嚴重的應力集中，不會產生殘余應力，同時具有施工方式簡單，維修費用低廉等優點。

5.結語

在國家大力倡導節能利舊的背景下，結構加固成為了熱點課題，其研究也變得尤為重要。隨著科技的進步，各種新型的加固材料及技術相繼出現。還有各種問有待研究解決。如：

①FRP應用加固是值得進一步探索研究。

②加固材料和混凝土之間的粘結性能也有待進一步研究解決。

③新型高強材料如何應用于結構加固。

參考文獻：

[1] 吳濤.預應力CFRP加固鋼梁抗彎性能研究[D].武漢大學，2005.

[2]王萍，于江.? ?砌體房屋墻體加固方法研究與應用 [J]. 江蘇建筑. 2011 （05）.