在建筑工程中，混凝土結構工程往往由于不能滿足設計規(guī)范的要求，大量混凝土結構老化以及受水泥質量等因素的影響，造成混凝土強度偏低，并因設計、施工、使用及火災、地震等主客觀原因，導致產生缺陷及安全隱患時，須對其進行鑒定加固。本文針對混凝土結構加固的原因、加固補強的常用方法及配套改造所使用的相關技術進行探討。
關鍵詞：混凝土結構 加固補強 施工 改造
當工程結構遭受自然災害破壞，或因結構設計與建筑使用功能或施工過程造成失誤時，都要對結構進行鑒定加固，以能保證結構能具有足夠的安全性。已有建筑物的鑒定、加固和改造已經(jīng)成為經(jīng)濟發(fā)達國家的建設重點之一，由此也產生并大幅度推動了加固技術的發(fā)展和成熟。我國在經(jīng)歷了幾十年的大規(guī)模基本建設后，已有建筑的維修、改造及加固必將占據(jù)其應有的地位。按照混凝土結構的老化規(guī)律，我國需加固的建筑物逐年增多，在今后，國家用于舊建筑物維修、改造和加固的費用將持續(xù)增加。
一、混凝土結構加固原因
（1）設計規(guī)范的修訂和標準的提高，按照原規(guī)范標準設計的結構不能滿足設計標準的要求，結構封頂尚未使用就需要改造而引起的加固；
（2）設計基礎資料和設計方法的不準確，導致設計出來的建筑物存在安全性問題。尚未建成但由于施工質量問題、施工方法錯誤、施工管理不善等原因，使得建筑物存在質量問題；
（3）原有建筑物使用功能及要求的改變，結構老化后需對其進行改造加固；
（4）因自然災害引起的加固，如高溫酸堿環(huán)境、溫差、凍融等影響以及地震、流沙等災害的作用，導致建筑物發(fā)生嚴重損壞。
二、混凝土結構加固原則
結構加固是通過一些有效措施，使受損結構恢復原有結構功能，或是在原有結構基礎上，提高其結構功能，以滿足新的使用條件下的結構要求。建筑物維修、加固的主要目的是：提高結構、構件的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，恢復結構的使用功能和安全性，減少事故隱患并能延長使用壽命。建筑結構的加固應遵循先鑒定后加固的原則，加工方案應合理可靠、經(jīng)濟適用、方便施工，盡量減少對原有建筑的損壞。
需要加固的結構是已建成的，受到客觀條件的制約，加固方案也需根據(jù)具體條件進行選擇。不同結構形式和不同的損傷程度要求所采用的加固方法也不同。在選擇結構加固方法時，要根據(jù)需要加固的建筑物的可靠性鑒定結果、建筑物所處場地條件、加固原因，通過綜合分析、比較才能確定。
三、混凝土結構加固方法
（1）加大截面法
在我國，加大截面法是一種應用較廣的傳統(tǒng)加固方法。該方法是在原有構件表面新作鋼筋混凝土或鋼筋網(wǎng)砂漿層，用以增加結構的截面面積，達到提供結構承載能力的目的。其優(yōu)點是工藝簡單，適用面廣，適用于一般梁、板、柱、墻、橋梁及路面等混凝土結構的加固。采用加大截面法加固時，可根據(jù)原構件的受力性質、構造特點和加固要求的不同，選用單面加厚、兩面加厚、三面加厚和四面加厚等構造形式。加大截面法的一個主要問題是在設計和施工方面必須解決好新加部分與原有部分的整體工作問題。研究表明，加固結構在受力過程中，新舊混凝土的結合面會出現(xiàn)拉、壓、彎、剪等各種復雜應力。新舊結構的結合面為受力的薄弱環(huán)節(jié)，一旦界面開裂，將導致新舊兩部分過早分離而單獨受力，降低結構的整體剛度和承載能力，直接影響加固效果。研究新舊混凝土界面的粘結性能，建立新的計算理論和方法，改進界面的粘結工藝做法，對推動既有建筑加固改造業(yè)的發(fā)展具有很大的現(xiàn)實意義及工程應用價值。
（2）外包鋼加固法
外包鋼加固法是把型鋼或鋼板等材料包在被加固的鋼筋混凝土結構外側，通過外包鋼與原有構建的共同作用，提高構件承載能力和剛度，達到加固目的。此方法主要是通過約束原構件來提高其承載能力和變形能力，可大幅度提高構件承載力，多用于柱子加固、梁的加固。對于矩形截面柱，一般在其四角外包角鋼，橫向用綴板焊接成整體；對于圓形截面柱，多用扁鋼加套箍；對于梁可僅在受拉邊外包角鋼加固。外包鋼加固法又分為干式和濕式兩種：干式外包法是角鋼直接外包于被加固構件四周；濕式外包法是在角鋼和被加固件間留有一定間距，中間澆筑混凝土，這實際上是一種外包鋼和外包混凝土相結合的復合加固方法。濕式外包鋼加固由于可大幅提高構件的承載能力，主要用來加固承受很大載荷的受壓構件。外包鋼加固法受力可靠，施工簡便，現(xiàn)場工作量較小，但用鋼量較大。適用于在使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構構件加固。
（3）直接粘貼碳纖維布加固
FRP材料具有抗拉強度高、自重小等優(yōu)點，過去一直應用于運載火箭、宇宙飛船、飛機等航空航天設備。將FRP材料應用于結構加固工程是近年來新舉措。FRP材料的彈性模量與建筑鋼材非常接近，但由于抗拉強度比鋼材高很多，所以這就意味著工程要達到相同大的總拉力，F(xiàn)RP材料所需的材料截面積及自重將大大小于鋼材。通常所用的FRP材料指碳纖維、玻璃纖維等。碳纖維的強度和彈性模量是最高的，在實際工程中應用的也最廣?，F(xiàn)階段與碳纖維相關的加固市場和生產工藝是最成熟和最完善的。
（4）外加預應力加固法
預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿，在被加固構件體外增設預應力拉桿或撐桿，通過施加預應力，使體外的拉桿或壓桿與被加固的構件共同受力，改變原有截面的受力特征，消除加固部分的應力滯后現(xiàn)象，并使后加部分與與原構件能較好地協(xié)調工作，實現(xiàn)內力重分布，以提高原結構的承載力和剛度的方法。此方法的優(yōu)點是：可在幾乎不改變使用空間的條件下，改變原結構內力分布并降低原結構的應力水平，使結構構件的正截面及斜截面承載能力得到提高。該方法被廣泛應用到加固混凝土梁、板等受彎構件以及混凝土柱等，特別適用于大跨度結構的加固及采用其他方法效果不佳的較高應力應變狀態(tài)下的大型結構加固。
（5）增設支點加固法
增設支點加固法是在梁、板等構件上增設支點，在柱子、屋架之間增設支撐構件，減少結構間跨度，增加結構穩(wěn)定性，達到加固目的。梁、板在跨中增設支點后，減小了跨度和內力，相應提高結構總體承載力，并能減小和限制梁、板的撓曲變形。該方法簡單可靠，但容易損害建筑物的使用功能和原貌，并能減小使用空間，適用于具體條件下所允許的混凝土受彎構件的加固。
（6）外部粘貼鋼板加固法
此法亦稱粘鋼加固法。是指使用特別的建筑結構膠將鋼板粘貼于構件外部，提高其承載能力。該法始于20世紀60年代，在國際上是一種使用范圍較廣的加固方法，不僅在建筑房屋中廣泛應用，在公路橋梁建設中也普遍采用。該方法具有施工簡單、快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有少量抹灰等少量濕作業(yè)，對生產和生活影響較小，且加工后對原結構外觀和功能無顯著影響等優(yōu)點。粘鋼結構加固中裂縫數(shù)量明顯增加，但裂縫的總寬度小于加固之前；結構的剛度大幅度提高，抗剪性能也有所增加；粘接層的長期工作穩(wěn)定性可靠。但由于鋼板自身易受自然環(huán)境如酸雨等自然災害的腐蝕破壞，使加固效果大打折扣，這就使人們去尋求更好的抗腐蝕性材料來取代已有的加固材料。
（7）纖維復合材料嵌入式加固法
嵌入式加固法是一種通過粘結材料將加固材料嵌入加固構件表面預先鑿好的槽中，使之與加固構件形成整體，從而改善結構性能的加固方法。與傳統(tǒng)的結構加固方法相比，嵌入式加固法除具有粘貼FRP材料加固法具有的優(yōu)點外，還具有FRP材料與原結構粘貼性能較好、可防止火災對FRP材料的破壞，可有效地進行負彎矩加固、可以充分利用FRP材料的強度，能有效地提高結構構件的極限承載能力等優(yōu)點。
由于加固技術出現(xiàn)的歷史并不長久，在各種不同的加固方法中，我們對修復與加固技術的實質經(jīng)驗有限，很多加固方法特別是較新型的加固技術缺少必要的實驗數(shù)據(jù)，設計施工標準及試驗標準。對各種方法的受力特性及施工要點還需要進一步的深入研究。如加固結構的二次受力工作機理及計算方法研究；各種加固材料及外包和粘貼形式對原有結構的抗彎、抗剪、抗疲勞、延展性、耐久性等試驗研究，結構膠的力學性質，是保證鋼筋混凝土結構與各種加固板材料能否形成一個整體聯(lián)合工作的關鍵，但對結構膠本身的力學特性如其本身與結構的關系、抗拉性能、抗剪性能、流變性能有待進一步研究。
結語
我國是一個發(fā)展中國家，按照混凝土結構老化的規(guī)律，從20世紀開始，我國需要加固的結構逐年增多，特別是20世紀80年代以來，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，不僅大量老化混凝土結構需要加固，有些使用時間不長的結構也因功能改變等原因需要加固改造。當今的混凝土結構加固可用日新月異來形容。更新的技術，更新的工藝，更新的材料，更加深入更加成熟的研究成果，必將伴隨我們跨入新世紀而到來！

---

文章來源： 永年加固公司
本文鏈接: http://www.cirquelenoir.com/a_20130720180220.html
任何關于加固工程的問題和建議，敬請咨詢：0591-87868646