浅谈钢筋混凝土结构加固方法

邓光

摘 要：当前， 各种类型的钢筋混凝土结构，其构造是复杂多样的，在建筑工程中，钢筋混凝土结构的变更、追加、加固也成为很平常的问题。本文主要针对钢筋混凝土结构加固方法进行分析和讨论。

关键词：钢筋混凝土;结构加固;方法;加大截面;预应力

一、直接加固法

1、加大截面加固法

加大截面加固法是在钢筋混凝土构件外部外包混凝土，增大构件截面积和配筋量，增加截面有效高度，从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。在适筋范围内，由于混凝土受弯构件正截面承载力随着钢筋截面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋截面积或强度，增加现浇钢筋混凝土围套增大构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高原构件正截面抗弯、斜截面抗剪承载力和截面刚度，改善正常使用性能。

该方法优点在于施工工艺简单、适应性强， 柱子钢度增大，耐久性强， 维护费用低，并具有成熟的设计和施工经验; 适用于梁、板、柱、墙等构件和一般构造物的钢筋混凝土加固。但是，加大截面加固法现场施工的湿作业工作量大，养护时间较长，对生产和生活有一定的影响，而且加固后构件的截面增大，对建筑物的净空和外观有不小影响。更为重要的是增加的外包混凝土与原有构件的混凝土材龄相差较大，要解决好新加部分与原有部分混凝土的整体工作共同受力，是一个很复杂的问题，并且受制的因素较多，现阶段只能增加有利的构造措施。

2、外包钢加固法

外包钢材加固法通过采用具有良好粘结性能的高强度建筑结构胶，将钢板牢固地粘贴在混凝土表面，形成混凝土——胶——钢板这样一种复合受力体系，有效传递应力，使构件联合工作，从而达到恢复或提高结构的强度、刚度以及承载能力的目的。该方法具有工期短、工艺简单、施工方便、施工时对生产生活影响较小、加固后整体性好、受力均匀， 不会在混凝土中产生应力集中现象、粘贴钢板所占的空间小、不影响房屋的使用空间、不改变构件的外形等优点。该方法将钢板粘贴到混凝土构件表面， 相当于对被加固构件进行了体外配筋， 不仅提高了被加固构件的强度， 对裂缝的开展及挠度均有抑制作用。该加固技术主要适用于承受静力作用的一般受弯、受拉大偏心受压构件的加固。

3、粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴固定于混凝土结构受拉面或其它薄弱部位，使钢板与加固混凝土构件形成结构整体，来达到提高结构承载能力的目的。该方法近些年来被公路部门广泛采纳，多用于钢筋混凝土桥梁的加固维修，同时在建筑工程梁、板构件的加固中也较为常见。其主要缺点表现为：使用环境的温度有限制，耐腐蚀性差。节点部位不易处理等。然而，易被腐蚀是该加固方法面临的突出问题，粘贴钢板加固后表面均需进行必要的防护处理，如水泥砂浆保护或环氧砂浆层，但是钢板长期使用过程中的锈蚀程度较难估计，一定程度上降低了加固构件的可靠性，增加了后期养护费用。此外，为便于施工过程中对粘贴钢板加压及防治钢板剥离，粘贴钢板时需采用必要的螺栓固定锚固措施，不可避免会对原结构造成一定的损伤，故通常不宜用于钢筋密度较大且走向复杂的构件结点部位加固。

4、粘贴纤维复合材加固法

纤维复合材主要包括碳纤维（CFRP）、芳纶纤维（AFRP）和玻璃纤维（GFRP）三种，而目前加固市场上主要采用碳纤维材料。碳纤维加固法是近年来以迅速发展起来的一种混凝土结构加固技术，它通过将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面达到改善结构受力性能的目的。碳纤维布具有起稿的抗拉强度和弹性模量，并具有比钢材更好的抗疲劳性能，质量比钢材小很多，碳纤维材料具有优良的抗化学腐蚀能力和耐久性，且能适用各种复杂形状混凝土的粘贴要求，因此被广泛应用于钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构等各种结构形式的加固，主要用于受拉和受弯构件承载力不足的加固，而用其进行缠绕约束作用时，也可用于受压构件的加固，可以有效增强被加固构件的延性，适用于结构抗震加固。在施工方面，粘贴后对原结构自重和构件尺寸的影响较小，功效高，不需要大型施工机具。

5、绕丝加固法

绕丝加固法直接在原混凝土构件外饶上高强钢丝（钢绞线）。常用于构件斜截面承载力不足以及需要对受压构件施加横向约束力加固。对有较高防腐要求的构件加固时，利用镀锌钢绞线和防腐砂浆共同组成的复合材料对混凝土构件进行加固补强。镀锌钢绞线和防腐砂浆在加固中起的作用是不同的，镀锌钢绞线起的是抱箍的作用，而防腐砂浆起到保护层和锚固钢丝的作用。

二、间接加固方法

1、增设支点法

增设支点可以减少结构构件的计算跨度，大幅度提高结构构件的承载能力，减小挠度，缩小裂缝宽度。当对增设的支点施加预应力时效果更佳。增设支点法的优点是简单可靠，适用于梁、板、析架、网架等水平结构的加固，缺点是影响原结构的建筑布局，使用空间减少，使用功能受到一定限制，并对生产和生活的影响较大。

2、预应力加固法

钢筋混凝土受弯构件，上缘受压，下缘受拉。由于预应力水平拉杆的预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力。该力通过拉杆锚固端偏心地传递到原构件上，在原构件中产生偏心受压作用（此时该作用力在原构件上的基本形态成下缘受压、上缘受拉趋势） 。该作用克服了部分外荷載产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。值得重视的是由于水平拉杆的作用，原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压，所以加固后构件的承载力主要取决于原构件在压弯状态下的承载力。

预应力筋的张拉有三种方法：千斤顶张拉法、横向收紧法和竖向张法。预应力筋的锚固有四种方法：U 型钢板锚固、高强螺栓锚固、扁担或锚固、套箍锚固法。

优点：改变了原结构内力分布，降低原构件的应力水平，消除新加杆件与原来构件的应力应变滞后现象，能较大幅度地提高结构整体承载力。

缺点：加固后对原结构外观有一定影响，对环境温度有一定要求，在生产性热源且原结构表面温度经常大于600℃的环境中使用时，其防护处理较困难，造价较高，另外对于混凝土收缩变大的结构，造成后加部分的预应力损失较大，故不宜采用。

结束语

钢筋混凝土结构加固是一项很复杂的工程，其涉及到很多方面的工程技术。因此，施工人员需要在施工前对原有结构进行彻底勘察，对需要加固的结构进行分析判断，然后再根据实际需要采取合理的加固技术。

参考文献：

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（辽宁科技学院   辽宁  本溪   117004）