混凝土结构加固技术浅析陈国惠

混凝土结构加固技术浅析陈国惠

陈国惠王晶赵艳青

中国核电工程有限公司郑州分公司河南郑州450000

摘要：加固方案应根据结构可靠性鉴定结论及结构抗震鉴定结论，经综合分析后确定，分别采用房屋整体加固、区段加固或构件加固，加强整体性、改善构件受力状况、提高抵抗风险能力。本文侧重于对混凝土结构构件常用加固方法的分析描述，对不同的加固方法的适用环境和优缺点进行了比较分析，进而得出不同的加固方法适用的范围。通过本文，可以了解常用的混凝土结构构件加固方法的一些技术特点，对今后设计工作有一定指导意义。

关键词：混凝土结构；加固方法；设计

1.前言

随着我国建筑工程的发展，更多的项目需要兴建，在土地资源日益紧张情况下，若拆除重建，许多工程项目还面临着退役问题，因此更多的项目需要由已有的建筑改造、修缮而来，因而对建筑物的加固、维修和改造变得越来越普遍。

由于建筑使用功能变化使得结构荷载发生变化，或自然灾害与偶然事故，如地震、风灾、火灾等造成建筑的安全性、耐久性和适用性不能满足要求等因素，均需要对建筑进行加固。

加固的目的主要是提高结构或构件的强度、刚度、稳定性和耐久性，提高结构的安全度以减少事故发生的隐患，从而提高结构的抗风险能力，保证正常使用要求。下面就对混凝土结构常用的加固方法分述之。

2.混凝土结构加固的基本方法

混凝土结构的加固可分为直接加固与间接加固两类，设计时，可根据实际条件和使用要求选择适宜的加固方法。

直接加固宜根据工程的实际情况选用增大截面加固法、置换混凝土加固法、外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材加固法等。

间接加固宜根据工程的实际情况选用外加预应力加固法或增设支点加固法等。

2.1增大截面法加固法

增大截面加固法又称混凝土外包加固法，主要原理是在原混凝土的构件外部，浇筑新的混凝土，同时增加钢筋，以提高构件的承载力和刚度、降低柱子的长细比的加固方法。增大截面加固法适用于混凝土板、梁、墙、柱、基础等结构构件。

这种方法的优点是工艺简单、使用经验丰富、受力可靠，能使构件承载力大，刚度也得到了提高，增加了结构的稳定性。但该方法湿作业工作量大、养护期长、占用建筑空间较多，也使得其应用受到限制。构件尺寸的增大可能影响建筑的使用功能，加固后容易引起地震力的增加和薄弱层的转移，要注意结构自振频率的改变。

采取这种方法时要注意结合面的处理，一般情况下，除混凝土表面应予以打毛外，尚应采取涂刷结构界面胶、种植剪切销钉或增设剪力键等措施，以保证新旧混凝土共同工作。

2.2置换混凝土加固法

置换混凝土加固法是在承重结构受压区混凝土中，存在着混凝土强度低或蜂窝、孔洞、疏松等局部严重缺陷的质量问题时，采用将优质的混凝土将局部的劣质混凝土置换掉的加固方法，加固后可达到恢复结构原貌和基本功能的目的。这种方法适合承重构件如梁、柱、墙等。

这种方法的优点是工艺比较简单，占用空间较小，不影响建筑物的使用功能，造价较低；缺点是施工时湿作业时间较长，会影响下一步的施工和建筑的使用。

这种加固方法能否在承重结构中安全使用，其关键在于新浇混凝土与被加固构件原混凝土的界面处理效果是否能达到可采用两者协同工作的假定。因此在选用界面胶时，须十分谨慎，一定要选用优质、可信的产品，以保证工程使用的安全。

2.3外包型钢加固法

外包型钢加固法是采用横向缀板或套箍为连接件，将型钢或扁钢包在原构件表面四角或两侧，以减轻或取代原构件受力的一种间接加固法。适用于需要大幅度提高截面承载力和抗震能力的钢筋混凝土柱及梁的加固。该加固法有干、湿两种形式,前者,外包型钢与原有构件间因为没有实质性的粘结,二者不能共同受力,因而其承载力提高效果较差，此方法仅在不宜使用胶粘的场合使用；后者,外包角钢与原有构件采用乳胶水泥或者环氧树脂等粘结为一体,二者可以共同工作受力,其加固效果良好。

这种方法的优点是可以提高结构的承载能力和刚度，不会造成更多的负荷增加，使用钢箍可以有效地提高混凝土约束剪切能力，使结构变形能力大大提高，容易施工。加固完成后应对外露钢件进行有效的防腐、防火处理。

2.4粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是将钢板用建筑结构胶粘于需要加固构件的表面,让二者共同工作受力,从而提高结构的承载力。粘贴钢板加固主要用于混凝土构件承载力不足时的加固。适用于承受静载作用的钢筋混凝土受弯、斜截面受剪、受拉及大偏压构件的加固。

这种方法的优点是快捷、简单、对结构的外观、空间影响小，其施工过程不影响建筑物的正常使用。粘贴钢板加固法对粘接的胶水要求非常高,粘贴胶水必须具有强度高、粘接能力强、不易老化、受环境影响小、温度变形量小等特性。为提高其耐久性，防止钢板锈蚀，粘贴完工后，需在钢板及邻近混凝土表面进行防腐处理。

2.5粘贴纤维复合材加固法

粘贴纤维复合材加固法是利用树脂胶结材料将纤维复合材粘贴于构件表面，从而提高结构承载力的加固方法。这种方法适用于混凝土受弯、受拉、轴心受压和大偏心受压构件的加固。

这种方法的优点是强度高、质量轻、抗腐蚀性强等优点。但耐老化性能较差，不耐火，不能焊接。对高温、高湿、存在有害介质环境及直接暴露于阳光下的室外条件应采用特种胶粘剂，且有专门的防护措施。

2.6体外预应力加固法

体外预应力加固法是采用外加预应力的钢拉杆、钢绞线或型钢撑杆，是卸荷、加固及改变结构受力三者合一的加固方法。增设的钢拉杆、钢绞线或型钢撑杆与原结构有良好的共同工作性能，其承载力提高的幅度也比较大。

该法适用于大跨度结构以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固，但此法不宜用于处在高湿度环境下的混凝土结构，或混凝土收缩徐变较大的混凝土结构的加固。该方法因其预应力钢拉杆、钢绞线等布置在结构体外部，因此要考虑材料的耐久性及防火、防锈措施。

2.7增设支点加固法

增设支点加固法是通过增设支点的办法改变结构受力体系、改变结构传力途径加固方法。在加固时可以加弹性支点，也可以加设刚性支点。在梁、板跨中增设支点后，减少了计算跨度，从而能较大幅度地提高承载能力，减少和限制梁、板的变形。

这种方法的优点是受力明确、简单可靠、效果好，但使用空间易受到一定影响

2.8不同加固方法的适用范围详见下表1：

4.结语

既有钢筋混凝土结构的加固方法有很多种，在实际工程中，应首先注重从结构体系角度出发考虑结构加固方案，对方案进行综合比较后选择合适的加固方法。利用各种加固方法的优点，并结合当地技术经济条件以获取最优化的加固效果。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.GB50367-2012.混凝土结构加固设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2]中国有色工程有限公司.混凝土结构构造手册（第三版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.