論鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的加固改造

彭　治

摘要：介紹了有關(guān)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的一般加固方法及其優(yōu)缺點(diǎn)，指出了各自的應(yīng)用范圍，為房屋加固設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；加固

中圖分類號：TU375.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198(2009)04-0305-02

1引言

已有建筑物的加固與改造較新建房復(fù)雜，它不僅受到建筑物原有條件的種種限制，而且這些房屋存在著各種各樣的問題。這些問題的起因往往錯(cuò)綜復(fù)雜，有的無案可查，有的相當(dāng)隱蔽。另外，舊房所用的材料因年代不同，常與現(xiàn)狀相差很大。以上種種情況，在考慮已有建筑物的加固改造方案時(shí)。應(yīng)周密并慎之又慎，嚴(yán)格遵循各種程序和加固原則。

加固方案的優(yōu)劣，不僅影響資金的投入，更重要的是影響加固質(zhì)量。比如，對于裂縫過大，而承載力已夠的構(gòu)件，若用增加縱筋的加固方法是不可取的。因?yàn)樵黾涌v筋，不會(huì)減小已有的裂縫。有效的辦法是采用外加預(yù)應(yīng)力筋法，或外加預(yù)應(yīng)力支撐，或改變受力體系。又如，當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力足夠，但剛度不足時(shí)(有的廠房因機(jī)器振動(dòng)而引起工作人員的不適)，宜優(yōu)先選擇增設(shè)支點(diǎn)法或增大梁板結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸。以提高其剛度和改變自振頻率。再如，對于承載力不足而實(shí)際配筋已達(dá)超筋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，繼續(xù)在受拉區(qū)增配鋼筋是起不到加固作用的。

合理的加固方案應(yīng)該達(dá)到以下要求：加固效果好，對使用功能影響小，技術(shù)可靠，施工簡便，經(jīng)濟(jì)合理，外觀整齊。以下介紹幾種常用的加固方法，以及這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。

2常用加固方法

2.1增大截面法

增大截面法是用增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件或構(gòu)筑物截面面積的一種加固方法。它不僅可以提高被加固構(gòu)件的承載力，而且還可以加大其截面剛度，改變其自振頻率，使正常使用階段的性能在某種程度上亦得到改善。這種加固方法施工工藝簡單、適應(yīng)性強(qiáng)、并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)筑物的混凝土加固。但這種方法現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時(shí)間較長，對生產(chǎn)和生活有一定影響，且建筑物的使用空間在加固后會(huì)有一定的減小。

2.2外包鋼加固法

外包鋼加固法是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件四周包以型鋼或鋼板的加固方法，分干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。它可在基本不增大構(gòu)件截面尺寸的情況下較多的提高構(gòu)件承載力，增大延性和剛度。外包鋼加固法適用于混凝土柱、梁的加固。缺點(diǎn)是用鋼量較大，加固維修費(fèi)用較高。

2.3外部粘鋼加固法

外部粘鋼加固法是用膠黏劑把鋼板粘貼在構(gòu)件外部的一種加固方法。常用的膠黏劑是以環(huán)氧樹脂為主配的。這種加固方法的優(yōu)點(diǎn)是施工工期短，施工時(shí)可以不動(dòng)火，加固后幾乎不改變構(gòu)件的外形和使用空間，卻能大大提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和正常使用階段的性能。

采用外部粘鋼加固法時(shí)，通常將鋼板粘于梁底受拉區(qū)，以提高梁的承載力。當(dāng)在梁側(cè)粘貼鋼板時(shí)，還可以提高粱的斜截面受剪承載力。這種方法常被用來加固承受靜力作用下的混凝土受彎、受拉構(gòu)件。但是，它要求環(huán)境溫度不高于60℃，相對濕度不大于70％，并要求無化學(xué)腐蝕影響。粘貼鋼板對施工工藝要求較高，一般應(yīng)由專業(yè)施工單位施工。

2.4預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿(分水平拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合式拉桿三種)或撐桿，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。它可在幾乎不改變使用空間的條件下，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正截面和斜截面承載力得到提高。預(yù)應(yīng)力能消除或減緩后加桿件的應(yīng)力滯后現(xiàn)象，使后加桿件有效地參與工作。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)彎矩可以抵消部分荷載彎矩，減小原梁的撓度，縮小原梁的裂縫寬度，甚至可使其完全閉合。因此，預(yù)應(yīng)力加固法被廣泛地用來加固混凝土梁、板等受彎構(gòu)件。預(yù)應(yīng)力加固法是一種加固效果好而經(jīng)濟(jì)的加固方法，很有發(fā)展前途。其缺點(diǎn)是加固施工時(shí)增加了施加預(yù)應(yīng)力的工序和設(shè)備。

2.5化學(xué)灌漿法

在實(shí)際工作中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫，當(dāng)裂縫寬度超過一定寬度時(shí)(一般為0.3mm)，不僅影響建筑外觀，對結(jié)構(gòu)也有一定危害，容易使鋼筋銹蝕，減小鋼筋面積，降低與混凝土的粘結(jié)力，降低結(jié)構(gòu)承載力，加快混凝土碳化剝落，所以較大的裂縫必須進(jìn)行修補(bǔ)?；瘜W(xué)灌漿法是用壓送設(shè)備將化學(xué)材料配置的漿液灌入混凝土構(gòu)件裂縫的一種修補(bǔ)方法，固化后的化學(xué)漿液具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度，能與混凝土較好的粘結(jié)，從而增強(qiáng)了構(gòu)件的整體性，使構(gòu)件恢復(fù)使用功能，提高耐久性，達(dá)到防銹補(bǔ)強(qiáng)的目的。

用于結(jié)構(gòu)修補(bǔ)的化學(xué)漿液主要有兩類：一種是以環(huán)氧樹脂為主體，加入適量的增塑劑、增韌劑、固化劑等形成的環(huán)氧樹脂漿液。它具有強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)、收縮小、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，一般用于修補(bǔ)寬度大于0.1mm的裂縫。由于其購買比較容易，目前在工程中使用較為普遍。另一種是以甲基丙烯酸甲酯(簡稱甲凝)為主體，加入適量的引發(fā)劑、促進(jìn)劑和除氧劑等配成的甲凝液。它的特點(diǎn)是可灌性好，粘度比水還低，能灌入0.05mm的細(xì)微裂縫中。在0.2～0.3Mpa壓力下，可滲入混凝土4～6cm，一般多用來修補(bǔ)0.2mm以下的裂縫。

化學(xué)灌漿法常被用來修補(bǔ)因裂縫而影響使用功能及美觀的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。裂縫修補(bǔ)一般是對于已經(jīng)基本穩(wěn)定的裂縫而言的，對于繼續(xù)開展的裂縫，應(yīng)設(shè)法限制結(jié)構(gòu)的變形，控制裂縫的發(fā)展。

2.6粘貼碳纖維片材加固法

粘貼碳纖維片材加固法是用膠粘材料把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料粘貼于被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域，使其與被加固構(gòu)件共同工作，達(dá)到提高構(gòu)件承載力的目的。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、不改變結(jié)構(gòu)外觀、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。由于片材的耐火性能一般，施工時(shí)需要作專門的防火處理。近年來，粘貼碳纖維片材加固法越來越多的被用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固改造。

2.7改變受力體系加固法

改變受力體系加固法是通過增設(shè)支點(diǎn)(柱或托架)或采用托梁拔柱的辦法去改變結(jié)構(gòu)的受力體系的加固方法。增設(shè)支點(diǎn)可以減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算跨度，降低計(jì)算彎矩，大幅度提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。減小撓度，縮小裂縫寬度。當(dāng)對增設(shè)的支點(diǎn)施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，效果更佳。增設(shè)支點(diǎn)法多用于大跨度結(jié)構(gòu)，它的缺點(diǎn)是較多地影響了使用空間。

托梁拔柱法是在不拆或少拆上部結(jié)構(gòu)的情況下，拆除、更換或接長柱子的一種處理方法。它適用于要求改變使用功能或增大空間的老廠改造。

3設(shè)計(jì)體會(huì)

(1)我們在進(jìn)行加固改造設(shè)計(jì)前，必須要到現(xiàn)場對需要加固的建筑物或結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行實(shí)地檢測，初步掌握建筑物的結(jié)構(gòu)形式、受損位置、損壞情況、受力特點(diǎn)等基本情況。仔細(xì)分析建筑物的設(shè)計(jì)圖紙，了解結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度，梁柱板的鋼筋用量。

(2)加固設(shè)計(jì)時(shí)，我們綜合考慮現(xiàn)場收集的各種資料，盡量選擇技術(shù)上可行、施工簡單、不破壞原結(jié)構(gòu)且經(jīng)濟(jì)合理的加固方案，使建筑物或構(gòu)件達(dá)到承載力使用要求，

(3)在加固施工過程中，確保新老結(jié)構(gòu)共同作用非常關(guān)鍵，施工質(zhì)量的好壞直接影響到加固的效果，建議找一些有加固經(jīng)驗(yàn)的施工單位進(jìn)行施工，施工時(shí)應(yīng)做好對建筑物和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的支護(hù)保護(hù)。

4總結(jié)

我們在設(shè)計(jì)工作中會(huì)越來越多的碰到舊房加固改造的項(xiàng)目，對現(xiàn)有建筑物的加固設(shè)計(jì)要比新設(shè)計(jì)一個(gè)建筑物復(fù)雜的多，需要考慮的因素也會(huì)更多，這就要求我們設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要考慮周全，選擇好的加固方案。同時(shí)還要及時(shí)了解與加固有關(guān)的各種新產(chǎn)品、新技術(shù)。使我們的設(shè)計(jì)更準(zhǔn)確、更經(jīng)濟(jì)。