论钢筋混凝土框架结构的加固改造

摘要：介绍了有关钢筋混凝土框架结构的一般加固方法及其优缺点，指出了各自的应用范围，为房屋加固设计提供了参考依据。

关键词：钢筋混凝土；加固

中图分类号：TU375.4　文献标识码：A　文章编号：1672-3198(2009)04-0305-02

1　引言

已有建筑物的加固与改造较新建房复杂，它不仅受到建筑物原有条件的种种限制，而且这些房屋存在着各种各样的问题。这些问题的起因往往错综复杂，有的无案可查，有的相当隐蔽。另外，旧房所用的材料因年代不同，常与现状相差很大。以上种种情况，在考虑已有建筑物的加固改造方案时。应周密并慎之又慎，严格遵循各种程序和加固原则。

加固方案的优劣，不仅影响资金的投入，更重要的是影响加固质量。比如，对于裂缝过大，而承载力已够的构件，若用增加纵筋的加固方法是不可取的。因为增加纵筋，不会减小已有的裂缝。有效的办法是采用外加预应力筋法，或外加预应力支撑，或改变受力体系。又如，当结构构件的承载力足够，但刚度不足时(有的厂房因机器振动而引起工作人员的不适)，宜优先选择增设支点法或增大梁板结构构件截面尺寸。以提高其刚度和改变自振频率。再如，对于承载力不足而实际配筋已达超筋的结构构件，继续在受拉区增配钢筋是起不到加固作用的。

合理的加固方案应该达到以下要求：加固效果好，对使用功能影响小，技术可靠，施工简便，经济合理，外观整齐。以下介绍几种常用的加固方法，以及这些方法的优缺点和适用范围。

2　常用加固方法

2.1　增大截面法

增大截面法是用增大结构构件或构筑物截面面积的一种加固方法。它不仅可以提高被加固构件的承载力，而且还可以加大其截面刚度，改变其自振频率，使正常使用阶段的性能在某种程度上亦得到改善。这种加固方法施工工艺简单、适应性强、并具有成熟的设计和施工经验，适用于梁、板、柱、墙和一般构筑物的混凝土加固。但这种方法现场施工的湿作业时间较长，对生产和生活有一定影响，且建筑物的使用空间在加固后会有一定的减小。

2.2　外包钢加固法

外包钢加固法是在结构构件四周包以型钢或钢板的加固方法，分干式外包钢和湿式外包钢两种形式。它可在基本不增大构件截面尺寸的情况下较多的提高构件承载力，增大延性和刚度。外包钢加固法适用于混凝土柱、梁的加固。缺点是用钢量较大，加固维修费用较高。

2.3　外部粘钢加固法

外部粘钢加固法是用胶黏剂把钢板粘贴在构件外部的一种加固方法。常用的胶黏剂是以环氧树脂为主配的。这种加固方法的优点是施工工期短，施工时可以不动火，加固后几乎不改变构件的外形和使用空间，却能大大提高结构构件的承载力和正常使用阶段的性能。

采用外部粘钢加固法时，通常将钢板粘于梁底受拉区，以提高梁的承载力。当在梁侧粘贴钢板时，还可以提高粱的斜截面受剪承载力。这种方法常被用来加固承受静力作用下的混凝土受弯、受拉构件。但是，它要求环境温度不高于60℃，相对湿度不大于70％，并要求无化学腐蚀影响。粘贴钢板对施工工艺要求较高，一般应由专业施工单位施工。

2.4　预应力加固法

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种)或撑杆，对结构进行加固的方法。它可在几乎不改变使用空间的条件下，使结构构件的正截面和斜截面承载力得到提高。预应力能消除或减缓后加杆件的应力滞后现象，使后加杆件有效地参与工作。预应力产生的负弯矩可以抵消部分荷载弯矩，减小原梁的挠度，缩小原梁的裂缝宽度，甚至可使其完全闭合。因此，预应力加固法被广泛地用来加固混凝土梁、板等受弯构件。预应力加固法是一种加固效果好而经济的加固方法，很有发展前途。其缺点是加固施工时增加了施加预应力的工序和设备。

2.5　化学灌浆法

在实际工作中，钢筋混凝土结构经常会出现裂缝，当裂缝宽度超过一定宽度时(一般为0.3mm)，不仅影响建筑外观，对结构也有一定危害，容易使钢筋锈蚀，减小钢筋面积，降低与混凝土的粘结力，降低结构承载力，加快混凝土碳化剥落，所以较大的裂缝必须进行修补。化学灌浆法是用压送设备将化学材料配置的浆液灌入混凝土构件裂缝的一种修补方法，固化后的化学浆液具有较高的粘结强度，能与混凝土较好的粘结，从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到防锈补强的目的。

用于结构修补的化学浆液主要有两类：一种是以环氧树脂为主体，加入适量的增塑剂、增韧剂、固化剂等形成的环氧树脂浆液。它具有强度高、粘结力强、收缩小、化学稳定性好的特点，一般用于修补宽度大于0.1mm的裂缝。由于其购买比较容易，目前在工程中使用较为普遍。另一种是以甲基丙烯酸甲酯(简称甲凝)为主体，加入适量的引发剂、促进剂和除氧剂等配成的甲凝液。它的特点是可灌性好，粘度比水还低，能灌入0.05mm的细微裂缝中。在0.2～0.3Mpa压力下，可渗入混凝土4～6cm，一般多用来修补0.2mm以下的裂缝。

化学灌浆法常被用来修补因裂缝而影响使用功能及美观的结构构件。裂缝修补一般是对于已经基本稳定的裂缝而言的，对于继续开展的裂缝，应设法限制结构的变形，控制裂缝的发展。

2.6　粘贴碳纤维片材加固法

粘贴碳纤维片材加固法是用胶粘材料把纤维增强复合材料粘贴于被加固构件的受拉区域，使其与被加固构件共同工作，达到提高构件承载力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、不改变结构外观、维护费用较低等优点。由于片材的耐火性能一般，施工时需要作专门的防火处理。近年来，粘贴碳纤维片材加固法越来越多的被用于混凝土结构构件的加固改造。

2.7　改变受力体系加固法

改变受力体系加固法是通过增设支点(柱或托架)或采用托梁拔柱的办法去改变结构的受力体系的加固方法。增设支点可以减小结构构件的计算跨度，降低计算弯矩，大幅度提高结构构件的承载力。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。增设支点法多用于大跨度结构，它的缺点是较多地影响了使用空间。

托梁拔柱法是在不拆或少拆上部结构的情况下，拆除、更换或接长柱子的一种处理方法。它适用于要求改变使用功能或增大空间的老厂改造。

3　设计体会

(1)我们在进行加固改造设计前，必须要到现场对需要加固的建筑物或结构构件进行实地检测，初步掌握建筑物的结构形式、受损位置、损坏情况、受力特点等基本情况。仔细分析建筑物的设计图纸，了解结构的材料强度，梁柱板的钢筋用量。

(2)加固设计时，我们综合考虑现场收集的各种资料，尽量选择技术上可行、施工简单、不破坏原结构且经济合理的加固方案，使建筑物或构件达到承载力使用要求，

(3)在加固施工过程中，确保新老结构共同作用非常关键，施工质量的好坏直接影响到加固的效果，建议找一些有加固经验的施工单位进行施工，施工时应做好对建筑物和结构构件的支护保护。

4　总结

我们在设计工作中会越来越多的碰到旧房加固改造的项目，对现有建筑物的加固设计要比新设计一个建筑物复杂的多，需要考虑的因素也会更多，这就要求我们设计人员在设计过程中要考虑周全，选择好的加固方案。同时还要及时了解与加固有关的各种新产品、新技术。使我们的设计更准确、更经济。