建筑混凝土結構工程的加固設計策略探析

王燕

摘? ? 要：建筑結構加固是對固有的建筑結構進行的改造，因此，結構加固受到原結構現狀的制約;一般結構在加固前已承受一定時間的荷載作用，加固設計應當充分考慮結構歷史應力對結構受力性能的影響，施工期間需要采取有效的卸荷措施保證施工期間的穩定性。基于此，本文主要分析了建筑混凝土結構工程的加固設計策略。

關鍵詞：建筑工程;混凝土結構;加固設計

1? 引言

混凝土結構的加固方法很多，在實際工程中選擇結構加固方法，確定加固施工方案時應綜合考慮結構特點、可靠性鑒定、加固的效果、便于施工以及經濟因素。同時，施工質量也關系到加固結構的安全性能，所以也要加強施工工藝、工程質量，嚴格控制施工質量管理，按現行相關規范進行施工，保證加固工程的質量。在此基礎上應不斷加強加固技術的研究，改進施工工藝，研發新技術、新材料，促進建筑行業加固技術的不斷發展。

2? 混凝土結構加固方法概述

2.1? 混凝土結構加固基本原則

（1）減少破壞原則。減少破壞原則即在混凝土結構加固過程中，應采取積極的措施，避免由于加固施工對原有建筑結構產生過大的破壞。在保證加固效果的前提下，盡量提高原有混凝土結構的完整性。

（2）盡量分擔荷載原則。盡量分擔荷載原則即在混凝土結構加固過程中，應充分考慮原有結構的受力特性，利用原有建筑中的結構構件，最大限度地保留原有建筑結構構件的性能。這樣不僅會減少加固工作量，降低成本，同時也保證了加固效果。

（3）全面校核原則。全面校核原則即在混凝土結構加固過程中，需先對原混凝土結構的穩固性進行全面的計算分析，并對加固后的建筑結構整體進行校核，保證加固后的建筑結構的安全性，使其滿足實際使用要求。

2.2? 混凝土結構加固基本要求

混凝土結構加固基本要求包括：（1）充分掌握結構的受力特性。進行混凝土結構加固之前，應對原結構進行全面的檢測，通過計算充分掌握原結構的受力特性，再根據檢測結果，結合實際需要，進行混凝土結構加固設計，可最大限度地避免加固過程中出現失誤。（2）混凝土結構加固材料的要求。由于混凝土結構加固處理對加固材料要求較高，應在充分研究加固材料特性的基礎上，根據采用的加固方式對擬用混凝土結構加固材料進行優選。（3）混凝土結構的構造要求。進行混凝土結構加固時，不但要時刻關注相關構件承載力和安全性，還要充分考慮混凝土結構加固處理部分與原有結構結合的合理性及整體的協調性。

3? 常用的混凝土結構加固方法

3.1? 增大截面加固法

該方法適用于加固鋼筋混凝土受彎、受壓構件。鋼筋混凝土受彎構件中情況不同，相應的處理方法也不同，當原截面結構配筋不足時，應適當增加截面抗拉受力鋼筋;當截面承載力不足時，應增加截面高度;當混凝土強度不足或者結構配筋較多時，應增加受壓區截面面積;當構件需要全截面進行加固時，則考慮構件截面加寬和加高;當構件受剪承載力較小或者截面超限，則對結構構件進行斜截面承載力的加固。鋼筋混凝土受壓構件的加固，通過增加結構構件的混凝土層厚度實現。新增混凝土層的最小厚度，板不應小于40mm;梁、柱，采用人工澆筑時，不應小于60mm，采用噴射混凝土施工時，不應小于50mm[2]。

3.2? 外包型鋼加固法

外包型鋼法是在鋼筋混凝土構件四周外包型鋼或者鋼板達到共同受力，從而提高結構構件的承載力和剛度。該方法傳力可靠，施工方便，工期較短，對建筑凈空高度影響較小，但用鋼量較大，外露的鋼構件還應進行防火、防腐處理，后期維護較復雜。根據外包型鋼與原構件是否粘結，可分為干式、濕式外包型鋼加固方案，其中，干式外包鋼加固方式主要是應用在鋼筋混凝土柱外包鋼的加固處理，在型鋼與混凝土柱之間并不存在任何的連接，或者雖然填塞了水泥砂漿但是并不能保障界面能可靠的傳導力。濕式外包型鋼的加固方式則是借助結構膠粘接方式進行連接，確保型鋼與原結構構件之間存在有力的連接，從而大幅度提高承載效果。

3.3? 粘貼碳纖維材料加固法

混凝土結構采取粘貼碳纖維材料加固方式也能夠有效提高混凝土結構的承載力和剛度。相對于其他的材料而言，碳纖維材料本身具備更高的抗拉強度，并且有研究顯示，碳纖維材料的抗拉強度屬于普通鋼材的8倍，甚至部分優質材料可以達到10倍。碳纖維材料本身還具備優質的抗疲勞特性，在目前混凝土結構大量應用的工程環境之下，借助碳纖維材料進行加固處理不僅可以預防疲勞問題的發生，還可以保證混凝土結構的完整性，同時碳纖維材料非常適合在高酸、堿、鹽及大氣腐蝕的環境中使用。但碳纖維材料抗老化性能較差，不耐火，長期使用溫度不宜超過60℃，相對濕度不超過70%，對高溫、高濕、存在有害介質環境及直接暴露于陽光下的室外條件應采用特種膠黏劑，且要有專門的保護措施。

3.4? 間接性加固措施

間接加固法是對混凝土結構總體布局進行加固，可分為體外預應力加固法、增設支點加固法等。體外預應力加固法，通過鋼拉桿、型鋼撐桿等對原結構施加預應力，優化原結構內力分布及應力水平，可使體外預應力部分與原結構共同受力，進而提高結構的整體承載力。該方法在大跨度結構加固中應用較多，可顯著提高承載力，但施工方法較復雜。增設支點加固法，通過增加支撐點的數量，降低結構的跨度，提高結構整體承載力。該方法適用于梁、板、桁架等結構的加固。但由于增設了支點，也影響了原建筑內部的使用空間。

4? 加固技術分析

4.1? 框架結構梁的加固

常見的混凝土結構工程框架梁在進行實際加固施工時，常采用粘鋼錨固或粘貼碳纖維的方式進行加固，粘鋼錨固的加固是一種比較經濟的加固方式，可應用到工程結構較為簡單和建設空間較小的項目中，并且采取這種方式來進行加固也具有良好的加固性。然而碳纖維加固的方式使用的過程中資金耗費情況比較嚴重，同時工程的整體成本及材料費用都相對較高，但是這種加固方式自身也存在良好的優點，碳纖維加固的方式應用中，整體的材料荷載相對較小，但是其強度和其他類型的材料相比則高出幾十倍，并且因為自身并不具有任何的自重，在實際工作中人員自身勞動力較少，所需施工作業人數并不多，可以有效地節省更多人工成本的投入。

4.2? 框架結構主體加固分析

對于混凝土結構工程而言，在進行實際施工中，一個重點的混凝土架構構件便是框架結構柱，在對混凝土的主體進行實際加固時，一般情況下采用外包鋼的方式，采取這種方式進行加固，并不會對混凝土的整體破壞程度加大，并且可以提高混凝土的整體強度。采取這種方式進行實際加固時，分為干濕2種方式，干法作業可在柱四周進行相應的包圍，同時型鋼下的混凝土間并不存在較大聯系，然而剪力作用下的混凝土進行加固并不適合采取這種方式。濕法加固是通過應用乳膠水泥漿及環氧樹脂化學灌漿等方式，將其型鋼和主體作出相應的粘結，并且還需要在混凝土和角鋼間留下一定的空間，以保證留有一定的空間為之后的混凝土澆筑提供條件，使二者可更好地結合到一起，形成一個整體。

5? 結束語

目前，混凝土結構仍然是應用最為廣泛的建筑結構形式。 但許多現有建筑的結構與功能已不能滿足人們的需求，面臨著修復、改造與加固。一部分建筑或是因為建筑質量不佳，或 是需要進行加層改造，或是改變了原有建筑的用途，均需進行 加固補強處理。此外，由于現有抗震規范的更新，使部分混凝 土結構也需進行抗震加固。

參考文獻：

[1] 張家榮.混凝土結構加固技術研究及應用綜述[J].四川水泥，2018（12）：156.