鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計常用方法分析

張文廷

天津晟源工程勘察設(shè)計有限公司 天津 300142

引言：

長期以來，我國的建筑工程項目一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計則是保障建筑工程安全性的重點環(huán)節(jié)。在實際設(shè)計的過程中，工程設(shè)計人員必須要充分考慮影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素，對鋼筋混凝土加固技術(shù)進(jìn)行合理設(shè)計與應(yīng)用，從而提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和牢固性。另外，在對鋼筋混凝土進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計過程中，必須從其整體性進(jìn)行考慮，不僅要提升結(jié)構(gòu)的美觀性、功能性，還要保障整體建筑物的實用性和安全性。

1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計原則

1.1 整體性原則

整體性原則是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計過程中必須要遵循的基本原則。

在設(shè)計鋼筋混凝土加固方案時，需要緊密結(jié)合建筑工程的整體建設(shè)需求，考慮加固設(shè)計對于建筑工程美觀性和功能性，進(jìn)而實現(xiàn)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性優(yōu)化。如果建筑物存在承載能力與實際標(biāo)準(zhǔn)要求不符的情況時，僅對于某個構(gòu)件的加固設(shè)計，沒有對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體加固，將會影響整體建筑工程，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度、作用力發(fā)生變化，難以保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以，在設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方案時，需要遵守整體性原則，根據(jù)加固構(gòu)件對周圍構(gòu)件的影響，合理進(jìn)行設(shè)計，保障各個構(gòu)件功能的合理發(fā)揮，從而提高建筑物的整體加固效果。

1.2 合理性、經(jīng)濟性原則

合理性原則是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計中必須遵守的主要原則。為了能使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠得到合理的加固效果，提升自身的性能作用，就需要對加固設(shè)計方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟對比，確保加固設(shè)計技術(shù)的合理性。尤其是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)核心構(gòu)件的加固工作，需要合理選擇加固技術(shù)進(jìn)行操作，保證加固技術(shù)的針對性與科學(xué)性，只有這樣才能滿足建筑穩(wěn)定性的要求。因此，在實際設(shè)計的過程中，必須根據(jù)建筑施工的實際情況，合理優(yōu)化加固方案，并且以保證整體性原則為基礎(chǔ)，滿足合理性原則要求，從而在最大程度上增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，延長建筑物的使用壽命。

1.3 經(jīng)濟性原則

從經(jīng)濟性角度來看，鋼筋混凝土加固技術(shù)的應(yīng)用則意味著建設(shè)成本的增加。實際設(shè)計過程匯總需要充分考慮到建筑工程項目的經(jīng)濟性需求，在確保加固方案滿足整體性與合理性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步追求加固方案的經(jīng)濟性，避免建設(shè)成本預(yù)算，影響施工單位的實際經(jīng)濟效益。在實際設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需要明確鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計的基本原則順序，整理性與合理性的順位均要高于經(jīng)濟性，且需要合理選擇建設(shè)成本控制措施，不得以降低質(zhì)量為代價而追求經(jīng)濟效益。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計常用技術(shù)

2.1 截面加大、擴展的加固技術(shù)

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固施工過程中，會經(jīng)常用到截面加大、擴展加固技術(shù)。該技術(shù)主要是在原有鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，重新構(gòu)建一層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這樣能夠達(dá)到雙重固定的效果。這個方法主要原理就是對整個結(jié)構(gòu)的截面進(jìn)行擴充，這樣能夠有效提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升承受力面積，從而讓鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變得更加穩(wěn)固牢靠，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。另外，由于結(jié)構(gòu)截面的擴充，可以有效提升結(jié)構(gòu)的抗彎能力和抗剪能力，以免出現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變形的情況，避免結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到破壞。這樣能夠提高鋼筋混凝土的澆筑面積，使鋼筋混凝土的基本屬性得以充分發(fā)揮。為了實現(xiàn)鋼筋混凝土的加固設(shè)計效果，施工前必須要做好施工準(zhǔn)備，為后續(xù)的具體施工提供基礎(chǔ)條件，保證后續(xù)建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)加固過程的順利完成。此外，施工過程中還需要合理安放支撐裝置，加強鋼筋混凝土的穩(wěn)定性，并對需要焊接受力鋼筋的荷載進(jìn)行卸載。為了使混凝土各個結(jié)構(gòu)充分接觸，可以使用界面涂刷的方法，提高加固效果。截面加大、擴展加固技術(shù)能夠有效避免由于操作難度過高所引發(fā)的技術(shù)問題。該技術(shù)操作難度相對較低，施工人員也很容易掌握，對于提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性具有很好的效果[1]。

2.2 置換混凝土

置換混凝土加固技術(shù)能提高整體混凝土結(jié)構(gòu)的強度、剛度、荷載能力，實現(xiàn)加固效果。該技術(shù)是通過置換的方式，將原先低強度、低硬度、荷載能力弱的混凝土替換成高品質(zhì)的混凝土材料，且置換混凝土的加固手段，能夠有效提升整體混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和各方面的性能。置換混凝土加固技術(shù)的操作難度較低，有利于施工人員掌握具體操作方法，并且還能獲得明顯的加固效果。置換混凝土技術(shù)一般在具有缺陷結(jié)構(gòu)的梁柱和石板混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常使用，并且該技術(shù)的使用過程所消耗的成本資金較少，可以實現(xiàn)對建設(shè)成本的有效控制。但置換混凝土加固技術(shù)對于施工人員的技術(shù)掌握要求相對較高，施工人員必須熟練掌握置換混凝土加固技術(shù)的應(yīng)用方法，才能達(dá)到良好的置換效果和加固效果[2]。

2.3 粘結(jié)外包鋼技術(shù)

粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)指的是通過重新包繞鋼板在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外部，從而保護(hù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到高強度的防護(hù)效果。粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)需要利用錨栓、灌注結(jié)構(gòu)粘鋼膠，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外部進(jìn)行包繞。粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)的應(yīng)用能夠有效促進(jìn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間的緊密連接，有利于維持整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，并且還能極大程度上提升結(jié)構(gòu)的承受能力，提高建筑物的穩(wěn)定性。從技術(shù)原理的角度來看，粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)是通過增加鋼筋混凝土截面面積來實現(xiàn)對鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，這樣可以有效擴大鋼筋混凝土截面的受力面積，使鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)性能充分發(fā)揮出來。粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)在鋼筋混凝土的加固設(shè)技術(shù)中有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，但粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)的缺點就在于非常耗費鋼材料，使用成本較高，這意味著施工單位不僅需要大量的鋼材成本投入，還需要在粘結(jié)完成后，設(shè)置防腐蝕的保護(hù)罩，才能使其達(dá)到更好的防護(hù)效果。整體來看，粘結(jié)外包鋼加固技術(shù)不但能夠提高建筑物的穩(wěn)定性，還能有效延長房屋的使用壽命[3]。

2.4 復(fù)合纖維材料加固技術(shù)

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固中，可以通過復(fù)合纖維材料加固技術(shù)，提升整個建筑物的穩(wěn)定性。復(fù)合纖維材料加固技術(shù)是通過高強度的復(fù)合纖維材料，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的彎曲面進(jìn)行高強度的粘結(jié)。復(fù)合纖維材料加固技術(shù)的操作難度較低，施工人員很容易掌握，并且更能滿足鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的要求。該技術(shù)在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有較多曲面和折疊的位置被廣泛應(yīng)用，并且復(fù)合纖維材料加固技術(shù)所需要的纖維材料本身重量較輕不但能夠基本不改變原本的結(jié)構(gòu)重量，還能夠有效對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，有效提高了建筑物的穩(wěn)定性和安全性。在實際的施工過程中，施工人員為了能夠使纖維材料的性能發(fā)揮到最大，預(yù)先對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表層進(jìn)行了處理，利用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑提高纖維材料的粘結(jié)性，這樣能夠有效使纖維材料垂直于裂縫方向規(guī)范粘結(jié)。復(fù)合纖維材料加固技術(shù)也能一定程度上擴大截面面積，增強整體結(jié)構(gòu)的受力面積，使整體各方面的強度、硬度、耐久性、延展性和抗裂性、抗剪性能得到提升[4]。

3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計優(yōu)化方案

現(xiàn)如今，我國建筑工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固使用的加固技術(shù)種類豐富，適用于不同的結(jié)構(gòu)特點，在加固設(shè)計過程中必須要根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，選擇適合結(jié)構(gòu)加固的加固技術(shù)，對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，保障整體建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計工作中，需要利用大量的鋼材料，對整體建筑物進(jìn)行加固工作。該環(huán)節(jié)容易受到外部環(huán)境的影響，使整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、安全性和牢固性的性能都有所降低，這會影響整體建筑物結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全。對于鋼筋混凝土的加固設(shè)計方案，需要確保加固技術(shù)的科學(xué)、合理性，確保鋼筋混凝土加固方案的完善，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)病害的預(yù)防效果。進(jìn)而在最大程度上提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，延長房屋的使用壽命。對于加固技術(shù)的應(yīng)用，最主要的就是要結(jié)合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實際特點，選擇適合于混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)，這樣能夠有效保障各個構(gòu)件得到良好的加固效果，使各個構(gòu)件發(fā)揮最大的作用[5]。

在設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方案的過程中，必須要嚴(yán)格按照整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點選擇合適的加固方式，并滿足各個構(gòu)件的加固要求，使加固效果完全發(fā)揮出來，并且在結(jié)構(gòu)加固工作中，需要嚴(yán)格遵守整體性、經(jīng)濟、合理性等原則，極大程度上推動鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固工作的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

我國對于建筑工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)予以高度重視，在實際的加固操作中，需要預(yù)先對于建筑物的加固需求進(jìn)行分析，在滿足加固要求的前提下，科學(xué)合理的利用相應(yīng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)來提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的功能性、穩(wěn)定性和安全性。其中一些比較常見的加固技術(shù)，包括了加大截面加固技術(shù)、置換混凝土加固技術(shù)、粘結(jié)外包鋼的加固技術(shù)、粘貼纖維復(fù)合材料的加固技術(shù)等，實際加固過程中需要根據(jù)這些技術(shù)的特點，選擇適合于建筑工程項目的技術(shù)，從而保證技術(shù)應(yīng)用的合理性與科學(xué)性。