谈混凝土结构加固方法的优缺点

2012-05-23于荣

山西建筑 2012年22期

于荣

(1．兰州理工大学土木工程学院，甘肃兰州 730050;2．青海大学土木工程学院，青海西宁 810016)

1 概述

建筑结构在自然灾害和使用环境的作用下会造成不同程度的损坏，影响其耐久性和使用功能。因此，需要对结构进行正确合理的检测与评价，并在此基础上进行维修加固，使其满足相应安全性和使用功能的要求。以设计基准期推算，大多数已有混凝土工程结构正处于维修加固改造高峰期。因此，我国的工程建设也进入到了维修与加固同等重要的阶段。全国范围内建筑物的维护、改造和加固技术的应用得到了迅速发展，形成了一个新兴的学科领域。国内企业加固改造工程日益增多。主要加固工程在以下几个方面:

1)随着混凝土结构使用年限的增加，老化的混凝土结构需要加固;

2)由于现有混凝土结构存在着未抗震设防或抗震能力不足，不满足现行相关规范的问题，需要进行抗震加固;

3)旧建筑物由于使用功能的扩展或改变需要进行改造和加固，以节约投资;

4)历史建筑承载着许多的历史和人文信息且有着重要的研究价值，需要进行修复和加固，所以混凝土结构加固的发展前景广阔。

本文介绍了现阶段混凝土结构加固种类特点和常用的加固方法。结合施工过程，分析了加固方法的优缺点，并进行对比，对具体施工有很好的指导意义和参考价值。

2 混凝土结构的加固特点及种类

2．1 混凝土结构的加固特点

混凝土结构有其自身的特点，其加固方法不仅有所有加固技术的共同性，还有自身的一些特殊性:

1)混凝土结构加固要受到原建筑设计的制约。由于加固是在已有的结构上进行的加固改造，因此，在进行加固设计时会受到各方面因素的制约。比如截面形式，尺寸等。要求设计者根据需加固构件的现场条件和检测结果提出合理的加固方案并与施工紧密配合，相互协调，达到安全、合理、经济、适用的目的。

2)需加固的混凝土结构是已有的结构，并且在受到各种荷载作用下结构已经产生不同程度的变形，产生了应变;在进行加固以后两者共同受力但是加固材料的应变是从零开始的，存在二次受力的情况;并且新旧两部分材料存在着应变滞后的现象，同时也就有压力滞后的现象，从而造成新增的加固材料的功能不能够得到完全充分地发挥，就达不到预期的加固目的。

3)在结构设计中为了保证结构有良好的受力和工作性能，各种结构计算方法对于梁、柱的刚度比有一定的要求。因此，在进行基本构件的加固时，不能只考虑局部受损构件的加固设计，而是应该进行整体结构工作性能的考虑，保证结构的薄弱部位不会发生变化从而产生安全隐患。

2．2 混凝土结构的加固种类

混凝土结构加固改造的发展过程和混凝土结构的基本设计理论和方法、新型的加固材料和新的施工技术的发展有着不可分割的关系。目前，混凝土结构的加固方法主要分为两大类，分别为:直接加固方法和间接加固方法。

2．2．1 直接加固方法

1)增大截面加固法。

通过增大原有构件的截面面积或加配钢筋，以达到提高其承载力和构件刚度，或改变其自振频率的一种直接加固方法。

2)置换混凝土加固法。

通过将原构件的混凝土剔除置换成较高强度的混凝土，从而增大其承载力的一种方法。

3)外粘型钢加固法。

对于钢筋混凝土的梁和柱外包扁钢、型钢焊成构架并灌注进结构胶粘剂，从而达到整体受力，共同约束原结构构件要求的一种加固方法。

4)外粘钢板加固法。

通过混凝土结构的外部粘贴钢板提高结构或构件的承载力，同时也提高了结构构件的刚度，减小其在使用荷载作用下的变形性能。

5)粘贴纤维复合材料加固法。

利用结构胶将纤维复合材料粘贴到结构构件的表面，通过纤维复合材料和构件的共同作用从而达到增加原构件承载力和延性的目的。

6)绕丝加固法。

通过缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用，从而提高其极限承载力和延性的一种直接加固法。

7)高强钢丝绳网片—复合砂浆外层加固法。

在被加固结构、构件结构层外表面加设钢丝绳(高强度不锈钢丝绳或高强镀锌钢丝绳)制作的网，然后用喷射法或人工涂压法喷涂聚合物砂浆外层的一种加固方法。

2．2．2 间接加固方法

1)预应力加固法。

通过施加体外预应力改善或调整原结构或构件的受力情况的一种间接加固法。

2)增设支点加固法。

是用增设支承点来减少结构计算跨度，达到减小结构内力和提高其承载能力的加固方法。

3 施工过程中应注意的加固方法的优缺点

建筑施工质量的好坏直接决定着建筑物的质量是否合格，施工过程是建筑物从设计到使用中的最关键的一个环节。所以在加固过程中应注意加固方法的适用范围、加固方法的优缺点，特别是高度关注加固方法的缺点，在施工中显得尤为重要。加固方法优缺点比较见表1。

由于结构加固是在已有的结构上进行加固设计和施工，在选择加固方案时应考虑每一种方案的优缺点，所采用的方法会受到原结构实际受力与变形情况的制约。因此要求在进行加固设计和施工时应认真勘查现场，了解原结构的实际情况，包含结构中水、暖、电管道的敷设情况并考虑结构后续的使用要求，依据相关规范对比各种加固方法的优缺点，提出安全、可靠的加固方案。