混凝土结构工程加固设计及施工方案探究

混凝土结构工程加固设计及施工方案探究

王干、程惠明、翟日华、黄荣、雷建康

 中国建筑一局（集团）有限公司 西南分公司610023

摘要：随着社会经济的快速发展和科学技术的进步，人们对生活质量的要求越来越高。建筑工程中出现了许多新技术、新材料和新结构形式。在建筑的设计使用寿命内对原有结构进行加固改造，以确保建筑结构的安全性和耐久性，从而满足人们对美好生活的需求，同时，可以加强工程经济指标控制，缓解城市用地紧张，推进城市建设发展。因此，进行建筑结构加固很有必要，实施建筑结构加固工程的意义十分重大。基于此，本文后续就混凝土结构工程加固设计及施工方案展开相关探究。

关键词：混凝土结构；结构加固；工程设计；施工方案

引言

由于结构功能的变化，如抗震承载力、接建、增加层、增加荷载，或质量问题，如需要维修、混凝土本身质量差或钢筋不足，必须采取加固措施。贯穿加固工程全过程的方案设计和制定更为重要，对于必须加固的结构，应根据不同的结构形式和缺陷采取相应的加固措施。因此，在加固混凝土结构时，必须要掌握经济、安全以及适用的根本原则，根据实际施工标准，选择可以提高经济效益以及社会效益的科学方案。

1 混凝土结构工程加固的重要性

由于结构功能的变化，如抗震承载力、连接、增加层、增加荷载，或质量问题，如需要维修、混凝土本身质量差或钢筋不足，必须采取加固措施。贯穿加固工程全过程的方案设计和制定更为重要，对于必须加固的结构，应根据不同的结构形式和缺陷采取相应的加固措施。因此，在加固混凝土结构时，建筑加固改造的意义和目的主要体现在以下两个方面：一方面，使建筑物满足现代社会的使用要求，增加建筑结构功能；另一方面，提高建筑结构的安全性和耐久性，针对其自身存在的缺陷制定优化措施，从而消除安全隐患影响，提高建筑结构的使用安全性。同时，对于一些需要保护的建筑结构，通过加固改造可以延长其使用寿命。

2 混凝土结构工程加固设计原则

（1）安全性。在进行混凝土结构加固设计过程中，相关人员首先必须与工程实际相结合，不违背国家法律法规、规范、规程为原则。即有关工作人员必须要根据混凝土结构特点与建筑实际情况相结合，科学选用加固方式，只有加固方式正确，才可以将原建筑混凝土结构的安全可靠性提高，保证建筑的安全性及抗震性能满足现行规范要求。（2）经济性。在对建筑物混凝土结构构筑物进行加固设计时，相关人员不可以违背经济性原则。确保所选的加固设计方案能符合建筑物实际，结构加固效果好，且所消耗的成本相对较低，使能够有效控制建筑混凝土结构的加固费用，协助企业最大限度地提高经济效益。（3）实用性。在对建筑混凝土结构进行加固设计的实际中，实用性原则和操作性原则几乎相同，有关工作人员必须要在提高建筑混凝土结构安全稳定性以及坚固度的基础上，确保加固设计方案其实际发挥的功能，易于施工，并可以在短时间内做好建筑结构加固作业。

3 混凝土结构工程加固技术

3.1 截面加固技术

加大断面加固技术是指在原来的建筑构件外面,增加一层混凝土结构,在实际的工程中,它的作用是把混凝土材料浇注到构件外面,这样就可以在原来的混凝土构件上增加一个横断面,从而增加了整个结构的承载力,同时还可以减小柱体的长细比。此项技术可用于梁、柱结构。在进行加固时,要与原来结构的应力特征相联系,对其进行综合的研究,找出其应力较弱的部位,然后根据加固的设计要求,对其进行适当的布置。在建造过程中,在上下两层的混凝土钢筋之间,添加一定数量的弯折区,这样就可以对梁板结构进行有效的控制。在对不同类型的建筑进行加固时,应根据工程实际情况,选用不同类型的建筑材料,以确保建筑工程的质量。

3.2 粘贴钢板加固技术

粘贴钢板加固技术是使用黏结剂将钢板粘贴到待加固部位，同时用锚栓进行固定，使钢板和构件紧密连接，可用于梁柱板构件的加固。外包型钢加固法与粘贴钢板加固法极其相似，但加固柱构件时，宜采用外包型钢加固法。这是因为角钢相较于钢板具有更大的抗侧刚度，可有效地防止屈曲。该技术施工工艺发展比较成熟，能极大提高被加固构件的承载力、刚度及延性，且施工较简便，但该技术也存在容易受到腐蚀、后期养护工作麻烦等缺点。

3.3 纤维复合材料加固技术

纤维复合材料加固技术是指在原有的混凝土构件的外面粘上一层纤维膜,将复合材料本身的韧性发挥到最大,对混凝土构件的抗切、抗弯性能进行了全方位的提升,从而可以承受更多的压力。从目前的具体使用情况来看,由于该复合纤维本身具有较高的抗拉性能,且其质量较轻,并具有良好的耐热性能,因此使用该材料更容易增强其强度,尤其是对弯曲部位的增强效果更好。现如今使用最多的是玻纤、炭纤等。与其他加固方式相比,复合加固方式有很大的区别。但在工程实践中,为了提高混凝土结构的整体性能,必须使其具有良好的性能。在实际应用前,要根据需要,选取合适的纤维材料,确定最优的锚固方式,使纤维材料的作用最大化。

3.4 置换混凝土法加固技术

置换混凝土法加固技术有着严格的使用要求。在加固改造前，需要详细勘察、检测建筑结构中的混凝土结构，掌握原有混凝土质量和性能，使用高强度、高性能的混凝土代替存在缺陷和问题的原有混凝土结构，从而达到加固改造目的。从置换混凝土法加固技术的本质来看，该技术属于直接加固法，操作简单，效果明显。但具有一定的局限性，由于混凝土自身特点，只能用于混凝土柱、混凝土梁等位置。所以，在实际施工过程中，施工单位应掌握被改造建筑结构的实际情况，合理应用置换混凝土法加固技术。

3.5 增设抗震墙加固技术

增设抗震墙加固技术是通过增设剪力墙的方式提高原框架结构的承载能力和整体刚度，降低地震影响下导致的结构变形情况，为楼体结构增设多道抗震防线，提升结构的稳定性。施工中应注意抗震墙的布设不应过于集中，应均匀且对称地分布在建筑物的四周及纵向荷载较高的位置，且上下楼层间应连续布置。

4 混凝土结构工程加固中BIM技术的应用

建筑信息模型（BIM）技术是一种以数字化技术为基础的新型工作模式，BIM内涵盖了建筑项目建设周期内的所有信息，如建筑结构材料、重量等。在建筑结构设计环节采用BIM技术，为后续建筑结构加固措施的应用提供数据参考。接收到建筑条件后，系统会建立建筑结构模型，绘制结构加固施工图。要高效利用BIM，综合分析几何形体与非几何属性，确保施工图绘制的构件同设计构件表达一致。从设计与施工阶段开始加强工程质量控制，通过BIM技术创建稳固的加固模型，优化施工图，完成纠错检查，优化原有的建筑结构柱，分析其中的截面问题，创建三维模型。分析实际数据与设计参数间的差异情况，及时改进相关数据，优化加固方案。通过漫游检查找出加固柱变截面的位置，明确加固要求，提高施工质量。

结束语

综上所述，在建筑物混凝土结构工程的实际加固设计中，需要有关工作人员依据工程实际情况，严格依照国家有关标准要求进行，对与之相适应的加固技术进行合理的选择，并严格管控每个关键阶段，从而科学编辑建筑混凝土结构工程加固方案，确保建筑结构的安全稳定性。

参考文献：

[1] 陈武胜.关于混凝土结构工程加固施工技术研究[J].建材与装饰,2019(34):30-31.

[2] 刘晓真.关于混凝土结构工程加固施工技术研究[J].建材与装饰,2019(26):58.

[3] 高磊.混凝土结构工程的加固施工与方案的选择[J].石化技术,2018,25(09):257.

[4] 郑维.混凝土结构工程加固施工技术探讨[J].化工管理,2018(19):173.