建筑结构工程设计中的混凝土加固措施

建筑结构工程设计中的混凝土加固措施

安建国

天津大学建筑设计规划研究总院有限公司 天津市 300073

摘要：随着建筑行业的发展以及人们需求的提升，结构工程越来越多，设计愈发复杂。建筑物经常暴露在外,受自然环境条件的影响或者人为等方面的破坏都可能会威胁结构体系，出现质量问题，影响正常功能。因此，需要对建筑结构进行合理的加固设计,并不断的改进加固施工技术,提高建筑工程的安全性能，保证房屋建筑的质量。本文对建筑结构工程设计中的混凝土加固措施进行了分析。

关键词：建筑结构；加固技术；混凝土

1混凝土结构工程加固方案设计

（1）详尽细致的检测、鉴定及资料整理。建筑物的原设计图纸、施工和监理的记录文件以及现阶段建筑物本身的工作状态等,这些都是确定加固方案的重要依据。在进行加固改造设计之前,应进行全面的检测、鉴定,检测出原房屋的结构形式、材料强度、不均匀沉降及构件的损伤情况等。搜集并查阅全部设计图纸及施工记录,对于各结构构件的设计材料强度、钢筋配置等情况要全面掌握以便后期整体建模计算并复核其承载能力。（2）确定经济实用的设计原则和抗震计算参数。设计人员必须根据实情慎重确定整体设计原则及选择经济实用的加固方案。加固处理后的结构必须满足现行规范对承载能力极限状态、正常使用极限状态、混凝土结构耐久性的要求。考虑到工程造价及后续使用年限,在安全余量较大的情况下,构造措施可以适当放松。但在可能的情况下,应注意通过加强构件的连接,达到提高房屋的整体抗震能力的目的。（3）建立符合建筑物实际工作状态的计算模型。首先要严格依据原设计图纸和现场检测鉴定报告建立与实际建筑物完全相符的计算模型,抗震计算参数根据实际情况允许有适当调整。初算之后,根据原图纸的配筋量和鉴定报告中的材料强度,对整个建筑的各项性能指标及构件的承载能力、正常使用条件等进行全面的复核验算。此后,针对不同问题确定具体加固方案。（4）选择合适的加固方式。根据以往的工程经验,并参照《混凝土结构加固设计规范》和相关图集资料,有多种构件加固方式可供选择。这些加固方式的可靠性、可操作性及经济指标不尽相同,需根据具体情况加以筛选。

2建筑结构工程设计中的混凝土加固措施

2.1增加截面积

该方法在实际工程中应用较多，原理为通过增加构件的截面面积、增加受力配筋，提高整体结构的强度和承载力，以满足工程需要。此方法适用范围广，在混凝土梁柱、板中都能应用；施工简单，对技术没有过高的要求；操作难度不大，可靠性有保障，所以很受青睐。但也存在一定的缺点，随着截面面积的增加，构件外形必然改变，会影响建筑的美观。面积的增加导致相应的空间会有所减少，增加的部分还会增加结构自重。所以，应用时需结合工程实际情况考虑，具体实施时，需要先对原结构进行清理，确保施工处干净干燥，没有杂质。将新钢筋和原来的钢筋相连接，并对界面予以处理。新增钢筋的数量以及焊接质量都没问题后，可安装模板，浇筑混凝土，经过养护期后拆模，并开展质量检查。

2.2粘钢加固法

外部粘钢加固法是在钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使其整体工作共同受力，以提高结构构件承载力的一种加固方法。该方法的实质是提高原构件的配筋量，从而相应提高构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的性能，适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。但该法加固对结构胶的要求较高，结构胶必须是强度高、粘结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小、具有一定弹性，其加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平。

2.3置换混凝土加固法

置换商品混凝土加固法就是将原结构、构件中的破损商品混凝土凿除至密实部位，用强度略高的新商品混凝土浇灌置换，使新旧两部分粘合成一体共同工作。为更好协同工作新混凝土强度等级应高于原结构构件一级，且不低于C20级。该方法适用于处理结构构件局部缺陷的加固工程。优点：完美恢复原构件外观，不影响净空间。缺点：施工作业时间长，养护时间长，剔除缺陷部位工作量大，容易伤害钢筋，支护不好容易提前造成结构屈服、疲劳、失稳。

2.4粘贴纤维增强聚合物

粘贴纤维增强聚合物即把纤维增强聚合物粘在混凝土结构表面，以改变原结构的各种性能。目前，市场上有芳纶、玻璃、碳纤维3种聚合物，尤其是碳纤维，极受青睐，使用最多。与钢材相比，碳纤维材料的质量较轻，弹性模量很大，抗拉性能更强，且抵抗疲劳性也很优越。钢材的抗侵蚀性较差，而碳纤维在这方面很强，因此，耐久性较高，具体施工时难度小，工作量一般不会太大，很快就能完工。当然，碳纤维也有一些局限，例如，对周围环境的温度要求较高，否则会影响性能发挥；施工后的养护和维护都需要专业技术和专业人员，而且容易引发火灾。

3混凝土加固应用案例

3.1案例工程

某现代建筑位于市中心，共有18层，地下2层，占地总面积8600m²。经过几年的使用，受诸多因素的影响，混凝土梁、柱、板均出现了不同程度的损坏，导致性能降低，结构的稳定性不断下降，如不加以处理，可能会影响居民的正常生活。

3.2梁板加固

本工程的梁板采用增加截面积加固法，先对原构件的表层进行清理，扫除杂物灰尘，最好露出粗骨料，如此可使新旧混凝土黏结面足够粗糙，方便施工。确保梁板的平整度，将其不平度控制在允许范围内，梁不得超过6mm，板不能超过4mm。同时，在浇筑面凿出若干凹槽，将棱角部分处理掉，保证原构件没有明显的凹凸，并做整体清理，将残余的杂质彻底清除。接触面必须干净，如果太脏，需反复冲洗，直至达到施工要求。除锈是很重要的环节，包括新旧两部分钢筋，都不能忽略。焊接工作需在卸载构件后开始，并严格按照程序进行焊接，以免出现质量缺陷，通常会遵循分区、分段作业的原则，以降低热量对钢筋的破坏。

3.3柱加固

因为工程的空间较大，无需太过担心占用空间情况，所以柱加固也采用增加截面积法，柱的配筋量有所增多，横截面积更大，刚度和承载力更强，可靠性和稳定性大幅提升。不仅如此，截面积增加后，柱的抗震性能也得到了增强。另外，增加界面的范围不一样，具体的操作方法也有差异，一般有单面加厚、双面加厚、四周外包几种。本工程采用四周外包法，先将原柱周围的混凝土进行凿除清理，然后按照要求整理新旧混凝土的接触面，确保满足施工条件。然后在原柱四周配置新的钢筋，支设模板，开始混凝土浇筑。

最后是质量检测和验收阶段，邀请第三方负责，开展力学性能实验。确定质量没有问题后，开始全面验收，效果良好，不仅是轴心柱，小偏心受压柱的承载力也得到了加强。该工程竣工至今已经5年，未出现任何质量问题。

4结束语

建筑结构的加固施工是一项复杂的工程，是建筑工程质量安全管理体系的重要组成部分，这就要求我们需要对建筑的结构、环境条件等情况进行综合的考察，然后设计出符合实际的建筑结构加固方案，并严格按照选定的施工技术标准进行加固施工，以确保加固的效果。

参考文献

[1]探析结构工程设计中的混凝土加固措施[J].李艳霞.居舍.2019(09)

[2]房屋建筑结构加固设计及施工技术应用[J].赵志强.门窗.2019(16)