钢筋混凝土结构加固设计原则及方法研究

发表时间：2019-07-30T11:54:46.590Z 来源：《基层建设》2019年第14期 作者： 祝威

[导读] 摘要：在中国建筑业中钢筋混凝土结构已有一百多年的应用历史, 而且也是当今建筑工程中应用最广泛、最成熟的结构类型, 该结构类型能满足人们对建筑物使用所需的三个基本功能:安全性、适用性和耐久性。 身份证号码：42128119880521XXXX

摘要：在中国建筑业中钢筋混凝土结构已有一百多年的应用历史, 而且也是当今建筑工程中应用最广泛、最成熟的结构类型, 该结构类型能满足人们对建筑物使用所需的三个基本功能:安全性、适用性和耐久性。混凝土施工作为工程项目的关键环节, 其施工质量直接关系到工程质量和结构稳定性。

关键词：钢筋混凝土; 加固设计; 1 加固的意义

鉴于建筑物长期在外力作用下结构构件会存在安全隐患, 甚至出现不同程度的破坏, 进而影响建筑使用功能。因此为了保证建筑物的继续使用工程中往往会采用相应的建筑工程技术手段来对建筑物进行加固, 使建筑物结构的刚度、强度、稳定性和耐久性得到提高, 从而满足正常使用的需要。钢筋混凝土结构的加固包括:加强受损部分, 使其能够继续满足设计的承载能力;加强未损坏部分, 以足以承担建筑物安全要求的新负荷。在建筑的实际工程中, 有许多常见的建筑结构必须加强:第一, 设计或施工错误可能导致建筑物无法承受设计载荷时;第二, 当建筑物因地震、风暴、火灾或山体滑坡等灾难性事件而受损时;第三, 一些有价值的并且有历史的建筑物需要保护时;第四, 现有建筑物必须进行改建或扩建, 原有结构不能满足现需使用要求时;第五, 根据目前建筑物的使用空间或装饰上新的需求改变原有的结构设计时。自建国以来,中国已有七十年历史, 根据我国建筑物五十年的设计标准, 二十世纪七十年代以前建造的房屋已达到居住的年限, 二十世纪七十年代改革开放初期建造的房屋也在逐步逼近使用年限, 所以必须对这些工业和民用建筑进行必要的加固和改造。 2 钢筋混凝土结构加固设计的基本原则 2.1 经济性原则

作为一个钢筋混凝土结构加固的项目, 实际的经济效益是评估其加固方法有效性的重要指标。因此, 在钢筋混凝土结构加固设计过程中,必须保证建筑物的建筑加固成本和使用性能, 要尽可能地在原有的施工条件上进行加强, 从而降低建筑加固的成本。 2.2 整体性原则

在特定建筑加固设计过程中, 要求用于加固的钢材件与需要加固的建筑构件之间有良好的相互关联, 并且协调性良好, 以确保两者钢筋混凝土结构整体性质相同, 所以整体性对钢筋混凝土结构加固建设来说非常重要。 2.3 综合性原则

在钢筋混凝土结构中必须要规划好混凝土加固的过程, 施工成本、经济效益、加固技术的影响因素等都需要考虑进去, 以确保建筑加固设计的经济性和科学性。

3 钢筋混凝土结构建筑加固设计方法 3.1 增大截面加固构件

通过筑造新的钢筋混凝土结构来加强构件的承载力, 必须增加混凝土构件的横截面尺寸, 并且需加强的部分要用特定的方进行加固, 使得横截面增大, 提高原有混凝土的承载能力, 加强构件承载能力方面的增加程度, 增加截面原始结构各方面的性能, 因为新旧混凝土接头是最脆弱的, 使用时应该遵守加固的原理, 由于构件的质量和刚度时常会发生一些较大变化, 结构的正常频率随之也会发生变化, 因此, 必须避免结构加固后的固有频率进入地震或风冲击的共振区造成新的破坏, 另外, 现场潮湿、工作量大、处理时间长对生产和生活也具有严重的影响。 3.2 粘贴碳纤维布加固法

在建筑物加固中, 为了解决建筑中承载力不足的问题, 试图用新材料技术来解决。复合碳纤维布加强混凝土结构技术是较为先进的方法,其实质就是采取在构件表面粘贴碳纤维布, 进而提高其结构强度的方法。首先, 在20世纪80年代初期, 日本对碳纤维增强混凝土进行了大量研究, 并且欧洲、美国等国家也迅速渗透到该领域并取得了一定的研究成果。该增强技术主要将碳纤维和树脂材料粘合到需加固构件的表面,并且在碳纤维布中施加拉伸力以对加固构件施加预压力, 以增加承载能力。该加固方法的优点是操作简单, 结构门槛低, 周期短, 耐腐蚀性和耐久性好, 原始结构和构件尺寸的重量不增加, 缺点是施工成本相对较高, 专业团队数量少, 组件不能用于大负荷的工程加固建设过程中[1]。 3.3 间接加固法

在间接加固的方法中主要包括专门压缩水平均衡杆和增加支撑两种加固方法。鉴于混凝土构件易产生弯曲变形特点, 预应力水平锚杆通常被用于建筑加固, 或者通过增设附加支点, 增加支点可以减少结构计算跨度, 进而以降低结构的外荷载效应并提高其强度和耐久性, 该方法简单可靠并且适用于加固梁、楼板等水平构件, 使用范围也非常广泛。混凝土填料具有强度高、原料来源广、价格低廉、运输和储存方便、填充工艺相对简单等优点, 是我国目前应用最广泛的加固材料。该方法的缺点是需要专用设备, 主要仅用于修复由地震, 温度, 水平荷载等引起的砖墙裂缝。在增强支撑的方式中必须严格计算弯曲构件的加固范围, 并有效地减小对需加强的构件的影响, 因此, 间接加固方法在工程建设中非常常见[2]。 3.4 植筋技术

在分析清楚需加固构件的材料特性后, 再经过仔细的分析和对钢筋位置进行定位然后将加固钢筋穿入到混凝土结构中的方法, 并将新植入钢筋与构件混凝土进行有效连接, 进行固定并重新添加混凝土将钢筋和旧混凝土粘合并固定到一块, 这样做是为了增强钢筋和提高钢筋混凝土结构的强度。植筋技术主要是在钢筋混凝土结构中增设钢筋, 加强混凝土结构承载力。建筑加固钢筋的增设需求由钢筋柱、钢筋梁和加固节点等确定, 确定部分增强或全部增强钢筋的范围。在实际建造建筑物的过程中, 工人在地基上施工钢筋混凝土基础和钢筋混凝土框架, 从而形成整个建筑物的整体受力骨架, 我们可以看一下加固方法的相反过程, 这里的钢筋类似于人体的骨头, 这些加固钢筋使建筑物的“筋骨”增强。

3.5 粘贴钢材

在建筑加固方法中粘结钢材的加固方法相对简单也相对很常见。所谓的钢材加固是在建筑构件中相对脆弱的地方粘贴钢材, 以改善相对容易开裂部位的构件质量并提高其承载能力。可在建筑施工或施工监测期间使用粘结钢材的加固方法, 因为其方法相对比较好用, 可以在短

时间内用最低的技术, 最低的成本和高效率来完成加固施工, 但是存在的缺点也非常的明显, 在构件外表面使用钢板加固技术, 钢材与混凝土构件的粘合不是很牢固, 其内部的稳定性也不是很好, 因此, 必须定期维护相关构件, 保证加固材料和构件本身共同工作, 同时尽量减少相应的成本和工作量, 从而为工程建设的整体质量打下坚实的基础。 4 结束语

近年来建筑科学技术发展的特别迅速, 一些新的建筑技术、新的建筑工艺和新的建筑材料在建筑工程行业中不断出现, 有效地促进了钢筋混凝土加固技术的提高, 并使其已成为日益科学的强化方法。但是钢筋混凝土结构在特定的使用过程中需要提前进行预防性工作, 并通过控制加固措施来补充, 以确保建筑结构的可靠性, 进而有效地延长建筑物的寿命。 参考文献

[1]郑志明.探讨混凝土结构加固存在的问题及解决办法[J].四川水泥, 2018 (12) :157. [2]张家荣.混凝土结构加固技术研究及应用综述[J].四川水泥, 2018 (12) :156.