本文選自北大核心級(jí)期刊《水電能源科學(xué)》 ，《水電能源科學(xué)》（WaterResourcesandPower）創(chuàng)刊于1983年，由教育部主管，中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)、華中科技大學(xué)、國(guó)測(cè)水電技術(shù)研究院主辦，面向國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行，目前為全國(guó)中文核心期刊（2008版，水利水電類核心期刊排名第6）及中國(guó)科技核心期刊，也為華中科技大學(xué)D類期刊之一。

　　摘要：鋼筋混凝土建筑在施工和使用過(guò)程中總會(huì)發(fā)生這樣那樣的裂縫，不能滿足安全性、適用性、耐久性的要求，必須進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固處理。隨著加固和改造工程的日益增多，建筑工程質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，鋼筋混凝土加固技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視，這里，介紹幾種簡(jiǎn)單可行的加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)，供工程技術(shù)人員參考。

　　關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土,結(jié)構(gòu)加固,設(shè)計(jì)方法,改造技術(shù)

　　一、建筑物加固改造的意義

　　由于酸堿腐蝕使建筑物老化,有一些建筑物需要進(jìn)行加固改造。對(duì)舊有建筑物采用加固改造的方法，可以節(jié)減經(jīng)費(fèi)，與新建建筑相比，加固改造的施工量不大，施工工期短，對(duì)生產(chǎn)影響也小，必要時(shí)也可以調(diào)整施工方法。目前混凝土建筑的加固改造方法很多，從技術(shù)角度來(lái)講，一般的建筑物都可以通過(guò)一定的加固方式達(dá)到繼續(xù)使用的目的。近年來(lái)采用碳纖維復(fù)合材料對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)、加固和翻新的新技術(shù),在國(guó)際上已經(jīng)獲得了較多的應(yīng)用和發(fā)展。

　　但是，有些加固方法（如增大截面法）將使建筑物的結(jié)構(gòu)或剛度產(chǎn)生影響，從而容易出現(xiàn)剛度薄弱層，而這些變化對(duì)結(jié)構(gòu)承載力及彈性變形帶來(lái)的不利或有利影響，是目前的加固方法所沒(méi)有考慮的，因此，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)進(jìn)行論述是有著重要意義的。

　　二、混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)方法

　　由于結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的破損程度不同，補(bǔ)強(qiáng)加固的要求和目的也不甚相同，因此應(yīng)針對(duì)不同情況，選用不同的加固方法，采取不同的加固措施，下面簡(jiǎn)要介紹目前常用的幾種施工方法。

　�。ㄒ唬┨祭w維加固

　　碳纖維材料在我國(guó)起步較晚，其實(shí)美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家在80年代便開始研究混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)技術(shù)，后來(lái)，我國(guó)工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心引進(jìn)開發(fā)了此項(xiàng)目，工效高，適用面廣，質(zhì)量輕，施工便捷，不需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工占用場(chǎng)地少，耐腐蝕及耐久性能極佳。

　�。ǘ�）增大截面加固法

　　當(dāng)混凝土梁、板及其承載力相差較大且剛度也不滿足要求時(shí)，采用加大截面來(lái)加固較為有效。增大截面加固法具有施工工藝簡(jiǎn)單、對(duì)構(gòu)件承載力提高較大、耐久性、防火性能好的優(yōu)點(diǎn)，補(bǔ)澆的混凝土對(duì)補(bǔ)加的鋼筋起到粘貼和保護(hù)的作用；補(bǔ)澆的混凝土處在受壓區(qū)時(shí)，增加了構(gòu)件的有效高度，從而提高了構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力，增強(qiáng)了構(gòu)件的剛度，因此較有效的發(fā)揮了后澆混凝土層的作用，其加固的效果是很顯著的。但這種方法現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)多，對(duì)原結(jié)構(gòu)影響較大，有時(shí)甚至?xí)�因結(jié)構(gòu)自重的增加而致使須對(duì)原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)進(jìn)行附加加固，而且施工周期比較長(zhǎng)。

　　（三）粘貼鋼板加固法

　　粘貼鋼板加固法，是指用膠黏劑將鋼板粘貼在構(gòu)件外部的一種加固方法。近年來(lái)，粘貼鋼板加固法在加固、修復(fù)結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用發(fā)展較快，混凝土結(jié)構(gòu)加固用膠，強(qiáng)度高，粘結(jié)力強(qiáng)，耐老化，彈性模量高，線膨脹系數(shù)小，具有一定的彈性，膠本身強(qiáng)度及其粘結(jié)強(qiáng)度大于混凝土的強(qiáng)度。將鋼板粘貼在混凝土受拉區(qū)，對(duì)提高構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度和彎曲抗拉強(qiáng)度有特別顯著的效果�，F(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于橋梁和房屋結(jié)構(gòu)中。不少國(guó)家都先后出臺(tái)了相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程，此項(xiàng)技術(shù)的研究到目前為止已趨于成熟。

　　某商業(yè)辦公樓，樓頂上的會(huì)議室中間有4根框架柱，在平時(shí)的工作中，給員工帶來(lái)很大的不便，為此要將會(huì)議室中間兩根柱子抽去。由于跨度增加了兩倍，考慮該梁受彎、扭的復(fù)合作用及梁的扭曲變形，決定采用粘鋼加固。在被加固梁的兩端及該梁與次梁相交兩側(cè)，各設(shè)三道U型箍板，以增強(qiáng)老混凝土梁、下部槽鋼和鋼板之間的連接，提高結(jié)構(gòu)的整體性，加固效果良好。

　　結(jié)構(gòu)粘鋼加固方法，與其他的加固方法比較，有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和先進(jìn)性，主要有：

　　1.堅(jiān)固耐用：加固工程的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，都能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。施工工藝精巧，質(zhì)量?jī)?yōu)秀。膠粘劑30年老化試驗(yàn)?zāi)途眯阅軡M足要求。粘鋼加固后的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，也證明強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)方法是正確的和可靠的。

　　2.施工快速：在保證粘鋼加固結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提下，快速完成施工任務(wù)，施工工期短，在不停產(chǎn)不影響使用的情況下完成施工，對(duì)業(yè)主特別有吸引力。

　　3.簡(jiǎn)潔輕巧：與其它加固方法比較，粘鋼加固的施工，工藝簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)，對(duì)防火要求高的車間特別適用。完成加固后的結(jié)構(gòu)外觀不改變，比較輕巧，鋼板薄，結(jié)構(gòu)自重增加極微，不會(huì)導(dǎo)致建筑物內(nèi)其他構(gòu)件的連鎖加固。

　　4.靈活多樣：粘鋼加固法的適應(yīng)性很強(qiáng)，能夠解決生產(chǎn)上和生活上各種有關(guān)問(wèn)題。粘貼鋼板的方案多種多樣，靈活巧妙。還可粘貼型鋼、加固鋼結(jié)構(gòu)及磚砌體結(jié)構(gòu)等。

　　5.經(jīng)濟(jì)合理：由于施工快，避免或減少工廠停產(chǎn)時(shí)間，節(jié)約加固材料，與其它加固方法比較，粘鋼加固的費(fèi)用大為節(jié)省，經(jīng)濟(jì)效益很高。采用此方法比其他傳統(tǒng)加固方法降低造價(jià)約10％左右。

　�。ㄋ模┳�漿加固技術(shù)

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物由于種種原因產(chǎn)生不同的裂縫，可根據(jù)裂縫大小、注入狀況的需要，調(diào)整壓力，并采用環(huán)氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補(bǔ)，在不影響生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的情況下達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命，施工比較快捷，不需要大型機(jī)械作業(yè)，加固效果安全可靠。以其整體性好，防水性強(qiáng)，接頭構(gòu)造簡(jiǎn)單，既不需大型起吊設(shè)備和施工場(chǎng)地，運(yùn)行中又不需維護(hù)等特點(diǎn)，很受運(yùn)行和施工單位歡迎。尤其在南方地區(qū)，混凝土施工時(shí)間不受季節(jié)影響，更容易實(shí)施。

　　（五）施加預(yù)應(yīng)力加固法

　　預(yù)應(yīng)力加固法是指鋼筋對(duì)梁、板進(jìn)行加固的方法，在預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用下，拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力，并通過(guò)桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上，在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩，減少了外荷載效應(yīng)，從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時(shí)，由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用，構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。

　　1.預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，能提高構(gòu)件的抗裂性能，使裂縫得以避免或其寬度得以控制，從而大大提高結(jié)構(gòu)的抗侵蝕能力和耐久性；同時(shí)由于預(yù)應(yīng)力工程采用高強(qiáng)材料，因而可有效地縮小構(gòu)件截面，減輕結(jié)構(gòu)自重，達(dá)到節(jié)約材料用量和降低造價(jià)的目的。隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的發(fā)展，部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它采用預(yù)應(yīng)力筋與非預(yù)應(yīng)力筋混合配筋，兼有全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩者的優(yōu)點(diǎn)，既能較好地控制使用荷載作用下的撓度和裂縫寬度，結(jié)構(gòu)破壞前又具有較高的延性與能量吸收能力。

　　2.預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固法。工業(yè)廠房構(gòu)件一般采用臥式組裝。拼裝必須按工藝要求的次序進(jìn)行。

　　三、混凝土結(jié)構(gòu)加固的發(fā)展趨勢(shì)

　　中國(guó)大量的老舊建筑已進(jìn)入老齡化階段，且有2/3的大城市處于地震區(qū)，歷次地震對(duì)建筑物也造成了不同程度的損壞，而“低碳經(jīng)濟(jì)”發(fā)展目標(biāo)也需要中國(guó)減少拆除老舊建筑物，所以必須進(jìn)行維修和加固，今后一段時(shí)間內(nèi)可能是結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的發(fā)展中心。結(jié)構(gòu)改造加固是以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命為目的的一種人類再生產(chǎn)，必須注意環(huán)境保護(hù)，使用綠色材料和可持續(xù)發(fā)展技術(shù)。盡量節(jié)省資源和保護(hù)環(huán)境是每個(gè)工程技術(shù)人員的使命，因此將老舊建筑物加固修復(fù)。重新利用是一件利國(guó)利民的好事。同時(shí)，盡量利用一些無(wú)機(jī)材料加固建筑是人類賴以生存和長(zhǎng)期發(fā)展的必由之路。

　　結(jié)語(yǔ)

　　由于建筑物的抗震設(shè)防要求以及建筑的技術(shù)更新與改造等原因，都需要對(duì)建筑進(jìn)行加固改造處理。在目前常用的加固與改造的技術(shù)中，我們更需要加深對(duì)這一技術(shù)的探討，加固方案的選擇除了考慮安全和經(jīng)濟(jì)因素外，更要考慮構(gòu)件的實(shí)際受力情況、周圍環(huán)境、施工的可能性等。讓混凝土加固技術(shù)更上一層樓，為工程建筑打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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