钢筋混凝土结构框架柱的加固设计分析

钢筋混凝土结构框架柱的加固设计分析

范帅王仁燕郑翔

中机中联工程有限公司重庆市九龙坡区400039

摘要：钢筋混凝土结构框架柱具有高强度、成本低、操作方便、耗时短等优势，本文中笔者结合自身多年从事钢筋混凝土结构框架柱的研究经验同时参阅大量关于钢筋混凝土结构框架柱的专业理论资料，以举例分析的形式，通过对钢筋混凝土结构框架柱工程概况分析、加固设计方案、加固施工设计等方面进行分析与论述，来进一步提升钢筋混凝土结构框架柱的加固设计水平与质量。

关键词：钢筋混凝土结构框架柱加固设计分析

钢筋混凝土结构框架柱的加固设计目前在建筑行业运用比较广泛，在本文中笔者以某车站站房供变电设备用房为例子，从以下几个方面来分析钢筋混凝土结构框架柱的加固设计，以进一步唤起广大业界同行对于钢筋混凝土结构框架柱的加固设计工作的重视与思考，促进钢筋混凝土结构框架柱加固设计水平的提升。

1、工程概况剖析

从理论角度来讲，对混凝土柱加固处理的方法很多，笔者经过分析、整理和归纳，将混凝土柱加固处理方法划分为以下几种：粘贴纤维材料、增大截面、粘钢法、外加预应力构件加固法等，这些方法各有优势，在实际使用过程中需要相关的工作人员根据建筑工程项目的实际情况来加以选择。另外在上述这些混凝土柱加固处理方法中，增大截面法是其中最便于控制的一种方法。同时整个加固工程成本更低，加固后的工程受力稳定。笔者在本文中所列举的例子也是以“增大截面法”来做加固设计和施工。

本文所列举的例子是某车站站房供变电设备层，它本身是钢筋混凝土框架结构，但随着运输压力的增大，变电设备层的设备需要重新更换，这也就意味着变电设备层的负荷将要大大提升。本车站站房供变电设备层所在的地区的抗震设防烈度为七度，地震的加速度是0.1g，因此该车站站房供变电设备层的设防类别为丙类，枢架抗震等级为二级，原柱混凝土强度设计等级为C30，结合现场取样和检测后得到目前该楼柱混凝土强度等级依然可以达到C30的要求。将增加后的结构荷载布置，经PKPM软件计算后得到有部分钢筋混凝土柱枢架柱存在不同程度的轴压比超限，目柱内配筋不能满足设计要求，因此需要对车站站房供变电设备层进行加固处理，新增受力钢筋在屋盖、楼层和基础的锚固，进一步提升车站站房供变电设备层的承重负荷能力。

加固设计方案

基于钢筋混凝土结构框架柱的加固设计理论知识和车站站房供变电设备层的实际情况与目标需求，车站站房供变电设备层的加固设计方案如下：在对车站站房供变电设备层进行加固设计时，使用增大截面法无疑是粘贴纤维材料、增大截面、粘钢法、外加预应力构件加固法等混凝土柱加固处理方法中最为合理的方法。但这一增大截面法的难题也相对比较突出，它最大的问题在于如何保障车站站房供变电设备层所增加部分的混凝土结构与车站站房供变电设备层原本的结构混凝土能够紧密连接成为一个受力整体，进而实现对重量负荷的共同受力。根据相关的混凝土加固设计规范之中的规定，对混凝土柱采取加固处理时，必须要遵循一定的规格标准，对于车站站房供变电设备层的混凝土结构而言，所增加的混凝土机构部分的厚度不得小于六十毫米，基于这一数据指标，同时根据钢筋混凝土结构框架柱的加固设计理论知识，为满足设备布置的现实需求，车站站房供变电设备层工程的加固设计所增加的混凝土厚度是一百五十毫米，同时加固验算的厚度也是以这一厚度为标准来进行实施。

在对车站站房供变电设备层设施进行构造加固设计时，为增加新旧混凝土能够起到设施本身所应当实现的正常传力效果，作为车站站房供变电设备层设施的钢筋混凝土结构框架柱加固设计工作人员必须在原混凝土柱上面设置足够的剪切摩擦筋和其他的锚固件。基于车站站房供变电设备层设施的实际情况和钢筋混凝土结构框架柱加固设计理论知识，经过科学严谨的反复检算，车站站房供变电设备层设施工程项目需要对枢架中柱进行四面加固处理，对边柱需要实行面加固处理，对角柱需要实施双面加固处理，这一系列的加固处理可以从多层面、多角度有效提升设计施工完成之后的车站站房供变电设备层工程项目的负荷承载能力。

基于原柱混凝土强度等级为C30的数据标准，同时根据加固设计规范规定增大截面时所用混凝土强度等级应比原混凝土强度高一等级，所以车站站房供变电设备层设施工程项目工程所需要的混凝土强度等级为C35，在建造时所需要的钢筋强度等级均为HRB400型号钢筋。只有采用这种强度等级的钢筋，才能够在车站站房供变电设备层设施工程项目建成之后实现我们最初在钢筋混凝土结构框架柱的加固设计阶段所预估测评的混凝土强度等级，也只有如此，才能够实现车站站房供变电设备层设施工程项目的最大负荷承受力度。

3、对车站站房供变电设备层设施工程项目的加固设计方案

本文以车站站房供变电设备层设施工程项目的中柱四面围套加固作为例子来实施计算。车站站房供变电设备层设施工程项目中柱的原设计截面尺寸是bxh=400毫米x400毫米，计算高度是5000毫米，按照钢筋混凝土结构框架柱的加固设计的理论标准，要求建成后的混凝土强度等级必须达到C30，车站站房供变电设备层设施工程项目的中柱内纵向受力钢筋为HRR300，在进行实际建造时实配8根直径为20号毫米尺寸的钢筋，以此来保证建成后的车站站房供变电设备层设施工程项目的中柱负荷承重力。经过严谨而科学的测算，车站站房供变电设备层设施工程项目中柱的加固改造后柱需承受的荷载增强至5850KN，截面尺寸bxh=550毫米x550毫米，混凝土强度等级C35，增加的受力钢筋采用HRB400型号钢筋。

4、加固施工方案

在实施加固施工之时，第一项工作就是对所需加固的车站站房供变电设备层设施工程项目的柱构件表面实施凿毛处理。凿毛施工时，建议通过人工剔凿的方式来操作，这样操作的目的是规避通过使用大型机械凿毛时对原混凝土柱造成的再次破坏。这一细节需要每一个钢筋混凝土结构框架柱的加固设计人员和项目实施监督人员重视。

结合第三方建筑检测机构的检测结果反馈，我们需要首先对存在裂缝的混凝土柱实施灌浆操作，来规避裂缝对混凝土负荷强度的破坏。把混凝土柱进行凿毛处理后，接下来需要进行相应的植筋施工操作。在植筋钻孔阶段，第一步是要使用小直径钻头来实施钻孔操作，接下来再对钻孔做扩孔处理。植筋孔的深度必须大于所植钢筋的35倍。在植筋操作完毕之后，操作人员可以用钢丝刷或其他吹气设备清理掉孔内的浮浆及灰尘，以消除这些杂质对植筋粘结力的影响。在植筋孔内注入植筋胶后要进行抽插操作，以增强植筋胶与钢筋及混凝土基体的粘性，将其固定后静置24小时等待植筋完成之后，委托第三方检测机构对锚固后的钢筋实行抗拔承载力测试。

浇筑混凝土时，介于增加截面的厚度较小的情况，且内部钢筋相对密集，常规的振捣设备无法达到此类施工的要求，所以建议运用振动棒实施振捣，且使用的分层分段浇筑力法来施工，每层浇筑高度要限定在500-1000毫米的范围之内，为增加新旧混凝土的粘结力，在所浇筑的混凝土拌合物需要掺入适量的微膨胀剂，以此来增强混凝土的密实度，减少裂纹的发生概率。

5、结束语

综上所述，笔者以某车站站房供变电设备层设施工程项目为实例来对钢筋混凝土结构框架柱的加固设计进行分析说明，将钢筋混凝土结构框架柱的加固设计的理论知识融入到某车站站房供变电设备层设施工程项目的每一个操作流程当中进行探讨，笔者借此文抛砖引玉，希望能够对广大业界同行有所启发。

参考文献

[1]区桂华.某钢筋混凝土结构框架柱的加固设计分析[J].四川水泥,2017,(06):111+123.

[2]丁茂喜.建筑施工中防水防渗施工技术探析[J].住宅与房地产,2016,(33):164+210.

[3]张银霞.建筑施工中防水防渗施工技术探析[J].黑龙江科技信息,2015,(36):235.

[4]马瑞斌.某综合办公楼加层加固结构设计方案[J].山西建筑,2015,41(29):40-41.