土結構與鋼結構

照明

摘要：為了提高城市土地資源利用率，緩解住房緊張問題，現代房屋建筑逐漸向高層化方向發展。高層建筑與普通建筑相比，由于自身荷載更大，為了保證建筑穩定性和使用安全，需要對混凝土結構和鋼結構進行優化設計和加固。現階段，建筑行業關于混凝土鋼筋結構的加固設計已經有比較成熟的方法，例如增加截面法、置換混凝土法等。這些加固設計方法對施工技術提出了嚴格要求，因此探究具體加固方法的技術要點也成為保障建筑質量的重要任務。

關鍵詞：混凝土結構;鋼結構;加固設計;配套技術

引言：加固技術在現代建筑行業內的應用越來越廣泛，尤其是一些新材料、新工藝的不斷使用，也為建筑混凝土鋼筋加固提供了必要的技術支持。但是結合以往的工作經驗可知，混凝土鋼結構加固需要綜合考慮技術指標、經濟指標和安全性能等多方面因素，避免在加固過程中對建筑原結構造成破壞影響。文章首先對混凝土鋼筋結構加固設計技術進行了概述，隨后列舉了現階段常見的幾種加固設計方法，并對其適用性和技術要點展開了分析。

一、建筑工程中的混凝土鋼結構加固技術

現階段建筑混凝土結構和鋼結構加固設計主要應用于兩種情況：其一是在建筑施工階段，考慮到建筑物自身重量較大，基層結構需要承受較大荷載，或是出于抗震設計的要求，在施工中采取混凝土結構和鋼結構的加固設計，以改善建筑主體結構的性能，提高建筑穩定性;其二是在建筑投入使用一段時間后，隨著建筑使用年限的增加，原有的混凝土、鋼筋材料開始出現性能下降、老化問題，例如墻壁出現裂縫等。此時為了預防質量問題的出現，通過混凝土結構和鋼結構加固設計，提高建筑主體的穩定性，延長建筑使用壽命。

無論是出于何種情況，施工單位在開展混凝土鋼結構加固設計時，都需要根據建筑設計規劃或建筑實際結構，制定詳細的加固方案，明確加固各個環節中的技術要點，并采取有效的控制措施。另外，還需要考慮加固過程中，避免因為高溫、振動等破壞建筑原有結構。混凝土鋼結構加固應在維護建筑既有結構安全的基礎上，取得加固、補強的效果，這也是施工單位在進行混凝土鋼結構加固設計時需要重點考慮的問題。

二、混凝土結構與鋼結構的直接加固設計

1、增加截面法

對于建筑內部的混凝土支撐構件來說，支撐面積直接決定了應力的大小。如果混凝土或鋼構件的截面較大，就可以有更多的著力點進行力的分擔，從而避免了因為應力過于集中而導致構件彎曲、斷裂的問題。增加截面是混凝土鋼結構加固的一種簡單、直接的方法，但是該方法也有局限性，例如一味的增加截面可能會壓縮建筑使用空間。

2、外鋼加固法

在建筑原有鋼筋結構的外側，在增加一層一定厚度的鋼板或數條鋼筋，通過增加材料密度的方式提高鋼結構的承載力。外鋼加固法主要適用于那些受力比較均勻、且靠近建筑外側的結構。進行外鋼加固時，要注意做好新舊鋼材料接觸面的清理工作，可以采用環氧樹脂灌漿方法，使新舊鋼材料緊密貼合，以提高整體的強度。

3、纖維增強加固法

使用高性能的混凝土或鋼材料，也可以起到直接增強結構承載力的效果。例如，在制備混凝土時，可以將高分子纖維材料摻加高混凝土的各類原料中，經過充分的混合攪拌，新形成的混凝土在凝固成型后性能得到了明顯改善，在承載力、防水性、抗裂性等方面均有大幅度提升。需要注意的是，通過纖維增加加固后的混凝土結構，其耐火性有所降低，也需要在建筑施工時采取必要的防火處理。

三、混凝土結構與鋼結構的間接加固設計

1、預應力下撐拉桿加固法

在外加荷載和預應力作用下，將拉桿的軸向力傳遞給加固構件，這是外部荷載的一部分，是基于鋼筋混凝土構件和支護桿的組合結構來提高構件承載力的。這種方法可以降低加固構件的應力水平，不僅提高了加固效果，而且大大提高了承載能力，但可以用來加固原有結構，適用于大跨度或大跨度結構，且處于高應力、高應變狀態。

2、輔助支撐加固法

單一的混凝土結構或鋼結構承載較大荷載時，如果荷載超過結構的設計值，或是未達到設計值，但是因為地震等影響產生較大的瞬時沖擊力，就容易導致混凝土結構或鋼結構產生應力變形。輔助支撐加固就是在混凝土結構和鋼結構的底部加裝一定面積的基座，或是增加兩條輔助支撐桿，形成穩定的三角形結構，以實現力的傳遞或分擔。這樣一來，間接的增加了鋼結構或混凝土結構的支撐力，從而保證了結構的穩定性。

3、抗震加固設計

這是一種預防性的加固設計方法，尤其是在地震多發的地區，建筑施工中必須要做好混凝土結構和鋼結構的抗震加固。主要的設計理念是在建筑施工階段，預先給混凝土結構或鋼結構施加一定的力。當后期遇到小幅度的振動后，混凝土結構和鋼結構先抵消這部分力。這樣一來，無形中削弱了地震災害對建筑結構的影響，對于保證建筑整體結構的質量安全也有積極作用。在混凝土或鋼材料選擇時，也可以優先考慮那些具有一定延展性或較強抗震性能的材料，對于提高抗震加固效果也有很好的幫助。

4、結構相連部位的加固

通過對部分已經出現結構受損建筑的調查發現，混凝土或鋼結構出現彎折或斷裂的部位，多數情況都是集中在結構相連處。

雖然連接處采取了一定的緊固措施，但是在受到較大應力時，仍然會出現松動、位移、開裂等問題。尤其是隨著建筑使用時間的延長，如果連接的材料種類不同，老化速度不一致，也會出現嚴重的問題。因此，在混凝土結構和鋼結構施工階段，應重點關注相連部位的加固工作。另外，還要做好焊接點的防銹、防腐蝕處理。

5、鋼材與相連材料設計

在鋼筋混凝土結構中，應選擇幫助鋼代替普通或輕圓形鋼，從而增加鋼和膠之間的接觸面積，從而保證粘結能力和抗拉力性能，然后根據實際工程的需要選擇用肋鋼筋或用高強度的其他鋼材料。在實際工程中，鋼的連接方式一般形式是熱連接或冷連接形式，如擠壓套筒和直螺紋的形式。

四、混凝土結構加固改造配套技術應用

1、植筋技術

該技術用于對混凝土構件進行連接和錨固，方法簡便易用，高效可靠，即可使用普通鋼筋也可使用螺旋式錨筋，是當前房屋建筑混凝土加固改造工作中的主要方法。

2、托換技術

該技術常見的具體實施形式有托梁拆柱、托梁接柱和托梁換柱等幾種。技術綜合性較高，也是當前常用的建筑混凝土加固工程的技術之一。

3、裂縫修補技術

裂縫問題是房屋建筑的質量通病，使用年限越久的建筑，裂縫問題越明顯。裂縫問題如果不及時修補，還會對混凝土結構造成破壞影響，腐蝕內部鋼材。為了提高裂縫修補效果，避免后期裂縫問題反復出現，還應當結合建筑材質選擇相應的修補措施，例如外墻裂縫可以通過灌漿加固的方法，避免雨水繼續滲入，起到了很好的修補效果。另外，像表層密封、碳化混凝土處理等，也是近年來處理建筑裂縫的有效措施，可以結合使用。

結語：混凝土結構和鋼結構加固是現代建筑施工和后期養護中常用的技術手段，尤其是在一些地震頻繁或地質結構復雜的環境下，更需要通過混凝土鋼結構加固來確保建筑的穩定性和安全性。施工單位要結合建筑實際情況，科學選擇加固設計方法，并在具體加固工作中采取有效的技術控制措施，切實提高建筑整體結構的安全。

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