建筑工程技術中混凝土結構加固設計的應用分析
2015-04-01
一、建筑工程技術中的混凝土結構加固設計基本原則
加固設計應考慮施工方便且可行的施工方法。對于混凝土結構，宜提高一級強度等級，并加強構造和連接措施等，以保證原結構與新混凝土協(xié)同工作。由于高溫、腐蝕、凍融、振動等原因造成的結構損壞，加固時應采取減小、抵御或排除上述不利水因素影響的對策，保證加固后的結構安全可靠，正常使用。結構加固應盡量考慮經濟效果，盡可能做到在不停產的條件下加固，盡量不損傷原構件和減少構件的拆除，能夠使用的應當保留。加固方案要在滿足加固本身的要求上，多考慮使用新技術、新材料、新工藝。隨著當今科學技術的飛躍發(fā)展，先進的技術、材料、工藝都能使加固方案達到事半功倍的效果，所以一個優(yōu)秀的加固方案不但要在性價比、性能比上下功夫，還要體現(xiàn)其工藝技術的先進性和科學性。
二、建筑工程技術中混凝土結構加固設計方法及改造配套技術
1、間接加固的方法。（1）預應力加固法。預應力水平拉桿加固的混凝土受彎構件，由于預應力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內產生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構件上，在構件中產生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產生的彎矩，減少了外荷載效應，從而提高了構件的抗彎能力。（2）增加支承加固法。增設支點加固法是通過減少受彎構件的計算跨度，達到減少作用在被加固構件上的承載效應，提高結構承載水平的目的。該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間。
2、直接加固的方法。（1）粘鋼加固法。鋼筋混凝土受彎構件外部粘鋼加固是在構件承載力不足區(qū)段（正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面）表面粘貼鋼板，這樣可提高被加固構件的承載力，且施工方便。（2）粘貼纖維增強塑料加固法。外貼纖維加固是用膠結材料把纖維增強復合材料貼于被加固構件的受拉區(qū)域，使它與被加固截面共同工作，達到提高構件承載能力的目的。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質的混凝土結構構件和一般構筑物。（3）置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時間長的缺點，適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。（4）有黏結外包型鋼加固法。外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應采用濕式外包法。即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構件黏結成一整體，加固后的構件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。（5）繞絲法。該法的優(yōu)缺點與加大截面法相近，適用于混凝土結構構件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構件施加橫向約束力的場合。
3、混凝土結構加固改造配套技術。（1）托換技術。就是托梁拆柱，托梁接柱和托梁換柱等技術的概稱，屬于一種綜合性技術。適用于已有建筑物的加固改造。（2）植筋技術。是一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術，可植入普通鋼筋，也可植入螺栓式錨筋，已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程。（3）裂縫修補技術。根據混凝土結構裂縫的起因、形狀和大小、采用不同封護方法進行修補，使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復的一種專門技術，適用于已有建筑物中各類裂縫的處理。另外還有碳化混凝土修復技術，混凝土表面處理技術，混凝土表層密封技術等等。
三、建筑工程技術中混凝土結構的加固設計應用
1、混凝土柱的加固設計。應根據柱子外觀表現(xiàn)、現(xiàn)場調查結果以及室內的工作結果。判明混凝土柱破壞的原因，從而采取各種不同的加固方法，及時對受損壞的混凝土柱進行加固處理。（1）置換加固法。置換法是一種針對柱子混凝土部分進行處理而提高承載力的方法，采用這種方法時一般不考慮原鋼筋利用率的折減。該方法普遍用于混凝土柱因火災或其它破壞而導致混凝土強度下降引起柱承載力不足的情況。（2）預應力撐桿加固法。預應力撐桿加固框架柱是種簡單又快速的加固方法，能有效地提高軸心受壓或偏心受壓柱的承載力，預應力撐桿有單側和雙側兩種：單側撐桿適用于受壓筋配筋量不足或混凝土強度過低、彎矩不變號的偏心受壓柱加固；雙側撐桿適用于需變號的偏心受壓及軸心受壓柱加固。（3）增大截面法。增大截面法又稱外包混凝土加固法，是一種使用最廣泛的加固柱子方法，在條件允許的情況下，是一種最可靠的傳統(tǒng)加固方法，它可以同時增加原有柱的截面面積和配筋量，能較大幅度的提高原有柱的承載能力和剛度，尤其是原柱加固后更符合規(guī)范所倡導的強柱弱梁的設計原則，具有更好的抗震性能。（4）外包鋼加固法。所謂外包鋼加固，就是在混凝土的四角或兩面包以型鋼的一種加固方法，它的優(yōu)點是構件的截面尺寸增加不大，但原柱的載力能力提高較大，這種方法特別適用于構件外形受限制，不宜增加太多的情況。對于方形或矩形柱采用四周包角鋼并在橫向加綴板的方法，而對于圓柱或其它弧形柱則用扁鋼加套箍的方法進行加固。
2、 混凝土梁、板加固的設計。（1）增補受拉鋼筋法。對于承載力要求增加不大、經驗算其截面高度滿足要求的梁，只須適當增設受拉主筋即可。后補的鋼筋可以直接焊在原梁的鋼筋上。增補受拉鋼筋法可分為全焊接補筋和半焊接補筋和黏結法三種。（2）增大截面加固法。增大截面法，是指在原受力構件的單側或雙側澆注一層混凝土來增大原混凝土構件的截面面積，同時加配一定數量的鋼筋以達到提高原構件承載能力的方法。增大截面法的加固效果與多種因素有關，加固時的施工工藝以及是否對原結構進行卸荷處理將直接影響到加固工作的成敗。（3）黏貼加固法。黏貼加固法是用黏結劑（結構膠）將鋼板或其他高強材料（如碳纖維、玻璃纖維）黏在需要加固的部位，以提高構件的抗彎、抗剪承載能力，亦可提高構件的剛度和整體性。該方法始于20世紀60年代，它不僅用于建筑，同時也用于橋梁、公路的加固。
結束語：
在建筑工程技術中混凝土結構加固設計是一個繁瑣而技術含量較高的工作，進行工程施工時應根據實際條件選擇適宜的加固方法，最大限度地達到使用要求，實現(xiàn)預期的加固效果。加固設計方案的制定尤為重要，對于需要加固的構筑物，應根據構筑物的不同情況制定不同的加固方案。方案的確定要遵循安全、經濟、快捷、施工方便的原則，只有這樣，加固工程才能收到良好的社會效益和經濟效益。
