鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方法探討

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摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也取得了很大的進(jìn)步，但是同時對建設(shè)質(zhì)量要求越來越高，現(xiàn)階段在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中還存在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的問題。為避免因為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題而影響整體建筑物的使用壽命，有必要采取相應(yīng)的加固措施，以及做好后期的養(yǎng)護(hù)管理。本文將在分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計重要性的基礎(chǔ)上，結(jié)合一般檢測加固程序，談?wù)勪摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的加固設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計；結(jié)構(gòu)檢測；加固方法

1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的重要性

在土木建筑工程中，結(jié)構(gòu)力學(xué)在施工中的應(yīng)用就是為了保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性，尤其在鋼筋混凝土的施工中，結(jié)構(gòu)力學(xué)是如何影響建筑物整體質(zhì)量和使用壽命的就顯得尤為重要。對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，一方面是為了提升建筑物整體的使用壽命，經(jīng)過檢測后發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度存在不穩(wěn)定問題時就必須對建筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。另一方面是因為本身在建造的過程中就出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題，在施工質(zhì)量檢測中，利用相關(guān)檢測方法及時發(fā)現(xiàn)并采取加固措施，改變原來的部分結(jié)構(gòu)，重新受力分析計算，對需要加強(qiáng)的部位進(jìn)行加固處理。此外，在混凝土結(jié)構(gòu)受到外力作用下，比如受到強(qiáng)烈撞擊時就必須對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。

2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般加固程序

①對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性檢測和評判，根據(jù)國家和行業(yè)規(guī)范檢測結(jié)構(gòu)的抗震能力、強(qiáng)度和其他性能，在收集和分析參數(shù)的基礎(chǔ)上對混凝土結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性進(jìn)行重新評估；②根據(jù)檢測報告制定相應(yīng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固施工方案，必須說明加固施工具體技術(shù)和方法，保證在結(jié)構(gòu)加固施工中不會對原有結(jié)構(gòu)造成破壞；③做好階段計算分析工作，充分考慮結(jié)構(gòu)的承載能力，確定選擇怎樣的施工方式和施工技術(shù)，做好預(yù)測工作；④加固施工按照上述步驟嚴(yán)格開展，做好對加固原材料、技術(shù)設(shè)備的檢查，避免偷工減料和使用劣質(zhì)材料。同時安排專門人員對結(jié)構(gòu)加固施工做好檢查和監(jiān)督管理，尤其做好對施工結(jié)果的檢查，加強(qiáng)檢查力度，使加固施工能起到提高建筑結(jié)構(gòu)整體承載力、抗震能力的作用。

3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固受力特征和受力計算分析

鋼筋混凝土加固結(jié)構(gòu)屬于二次受力結(jié)構(gòu)和二次組合結(jié)構(gòu)，二次受力結(jié)構(gòu)指的是在加固之前已經(jīng)經(jīng)過第一次載荷受力，其應(yīng)力和應(yīng)變能力都較高。在荷載力不變的情況下新加固改造的部分并不受力，處于零應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)增加荷載以后，也就是在二次加荷下新增加的加固部分也開始受力。但是新增加的部分和原有的部分之間會存在應(yīng)變值差異，出現(xiàn)應(yīng)變力應(yīng)變滯后，該結(jié)構(gòu)便被稱作二次受力結(jié)構(gòu)。二次組合結(jié)構(gòu)指的是原有的結(jié)構(gòu)部分和新增加的部分在不同時段組成的加固結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在其新舊部分連接的部位是結(jié)構(gòu)的薄弱位，需要對其采取相應(yīng)的防護(hù)措施才能保障整體加固結(jié)構(gòu)的承載能力。加固結(jié)構(gòu)的承載力計算一般按照一次受力整澆結(jié)構(gòu)計算，但同時要考慮加固結(jié)構(gòu)的受力特征變化。

4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計在其基礎(chǔ)設(shè)計上存在的問題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，地基基礎(chǔ)設(shè)計是重中之重，因為地基基礎(chǔ)設(shè)計是否合理，其設(shè)計質(zhì)量將影響后期其他項目的施工質(zhì)量，最終影響整體建筑的質(zhì)量。在加固設(shè)計中，地基基礎(chǔ)是起到支撐上部建筑物和防震作用的關(guān)鍵，但是由于地基基礎(chǔ)在其加固設(shè)計時往往會受到當(dāng)?shù)貜?fù)雜地質(zhì)情況的影響，全國通用的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)有的時候無法適應(yīng)當(dāng)?shù)氐鼗A(chǔ)復(fù)雜情況，不能對地基做出詳細(xì)全面的描述和具體的規(guī)定，從而導(dǎo)致地基及其基礎(chǔ)在加固設(shè)計上出現(xiàn)失誤，最終直接影響后期的設(shè)計施工，影響整體建筑工程的造價和質(zhì)量。因此，必須重視結(jié)構(gòu)設(shè)計中的地基基礎(chǔ)設(shè)計，采取相應(yīng)的加固設(shè)計措施，提高地基基礎(chǔ)的承載力和抗震性能，同時加強(qiáng)度地方性規(guī)范的學(xué)習(xí)，在設(shè)計前做好當(dāng)?shù)氐恼{(diào)研勘察工作。

5鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常見的加固設(shè)計方法

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固方法在選擇時要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件以及工程具體情況，在經(jīng)過多個方案分析比較后，選擇技術(shù)先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的方案。目前常見的幾種加固方法有受力體改變加固、增大橫截面加固、預(yù)應(yīng)力加固、粘鋼加固和植筋加固。5.1受力體改變加固法。受力體改變加固的方法眾多是通過建筑物結(jié)構(gòu)受力體系的改變來提高建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。具體操作是：在建筑結(jié)構(gòu)中梁體的部位增加一個新的支點(diǎn)，通過這種方式將多跨簡體支架梁變成連續(xù)性架梁。該方式可以很好地改變建筑結(jié)構(gòu)的受力情況，從而保證建筑結(jié)構(gòu)承載力的提升。5.2增大結(jié)構(gòu)的橫截面進(jìn)行加固。在受彎構(gòu)件中可以采用增大橫截面積來對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。該方法主要工作原理是：在構(gòu)件的梁段澆筑一層新的，并加設(shè)新的鋼筋結(jié)構(gòu)，從而可提高建筑物結(jié)構(gòu)的承載力。5.3預(yù)應(yīng)力加固。預(yù)應(yīng)力加固辦法指的是在原有建筑結(jié)構(gòu)中增加預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，這些預(yù)應(yīng)力構(gòu)件可以很好地分擔(dān)結(jié)構(gòu)中的部分荷載，降低了原始支架的負(fù)擔(dān)壓力。5.4植筋技術(shù)該方法是一種加固混凝體建筑結(jié)構(gòu)十分有效的方式，是錨固技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)加固中的具體應(yīng)用。在建筑物出現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題以后，在這些問題結(jié)構(gòu)中將鋼筋、螺旋錨桿等部件植入到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部。關(guān)于植入的結(jié)構(gòu)部件種類和數(shù)量要結(jié)合具體建筑結(jié)構(gòu)需要的承載力而定。

6建筑工程鋼筋混凝土加固設(shè)計常見應(yīng)用分析

6.1在混凝土柱中的加固設(shè)計應(yīng)用在混凝土柱中進(jìn)行加固設(shè)計之前，首先要做好對需要加固改造柱子的全面詳細(xì)的研究，同時在了解現(xiàn)場施工具體情況的基礎(chǔ)上找到混凝土柱出現(xiàn)損壞問題的原因。然后根據(jù)損壞的原因和現(xiàn)有的施工基礎(chǔ)條件選擇合適的加固設(shè)計措施，編制具體的加固施工方案。針對混凝土柱的加固設(shè)計方法主要有以下幾種：①預(yù)應(yīng)力撐桿加固法，該方法在框架柱的加固施工中應(yīng)用廣泛且具有顯著的加固效果，能有效提升軸心受壓和偏心受壓柱的承載力。根據(jù)預(yù)應(yīng)力撐桿種類分析，該加固設(shè)計方法又可以分成單側(cè)實施方式和雙側(cè)實施方式，兩種方式的特點(diǎn)不同，適用范圍也不相同。其中單側(cè)實施形式適合用在受壓配筋筋量不足的情況下，或者用于混凝土強(qiáng)度較低的偏心受壓柱加固中；雙側(cè)實施形式適用于需變號的偏心受壓和軸心受壓柱加固中；②置換加固法，也就是直接通過更換原來的柱子混凝土部分來提高整體框架柱的承載能力。該加固方法適合用在因為火災(zāi)等重大安全事故導(dǎo)致混凝土框架柱嚴(yán)重受損，柱子強(qiáng)度已經(jīng)無法承載壓力的情況下。置換加固法在鋼筋混凝土柱加固設(shè)計中的應(yīng)用一般不會用到原有的鋼筋；③增大截面法，該方式是在混凝土柱加固設(shè)計中最常見的，也是所有混凝土加固設(shè)計方法中最安全可靠的，該方式通過增大原來混凝土柱子的截面面積以及鋼筋的使用量，從而來提升混凝土柱的剛性、強(qiáng)度和承載能力。6.2在混凝土梁和板的加固設(shè)計應(yīng)用。在混凝土梁、板等結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計中，具體可以使用的加固設(shè)計方法有兩種：①增加截面加固方法，該方式和在其他混凝土結(jié)構(gòu)部位中的加固設(shè)計原理是一樣的，也就是在原有混凝土構(gòu)件上通過增大受力截面面積來提高整體結(jié)構(gòu)的承載能力。在混凝土梁或板結(jié)構(gòu)中增加截面面積時，不僅要在原有構(gòu)件單側(cè)或雙側(cè)上澆筑混凝土，而且還需要同時增加鋼筋來實現(xiàn)加固設(shè)計的目的；②方式是補(bǔ)受拉鋼筋法，也該方法適合于用在對于荷載承受能力提升沒有太高要求的情況下，同增加受拉主筋來起到一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。

7結(jié)語

綜上所述，鋼筋混凝土加固施工可以是在施工結(jié)束后對出現(xiàn)缺陷問題的地方進(jìn)行修補(bǔ)，也可以直接在工程施工過程中，結(jié)合質(zhì)量分析做好加固處理。加固施工的主要目的是為了提高建筑物的承載能力，保障工程的安全和穩(wěn)定。在加固施工的同時要做好檢測檢查工作，通過采取相應(yīng)的質(zhì)量控制手段盡量避免質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)。

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作者:籍彬鱺 單位:上海建筑裝飾（集團(tuán)）設(shè)計有限公司