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摘要：本文主要探讨了混凝土结构加固的技术，对混凝土加固结构的受力特征进行了分析，对加固方案的选择进行了介绍，并具体探讨了以下几种常用的加固方法：加大截面加固法、补受拉钢筋加固法、预应力加固法、粘贴钢板加固法、外贴碳纤维布加固法。
关键词：混凝土结构；加固；碳纤维布
一、我国建筑物鉴定与加固的必要性：
1．我国是一个多自然灾害的国家：地震、风灾、水灾、火灾均造成过严重损失,尤其是对建筑物造成过严重损失。地震是一种不分国界的全球性自然灾害,它是迄今具有巨大潜能和最大危险性的灾害。我国现在46 %的城市和重大工程设施分布在地震带上,有2/3 的大城市处于地震区,历次地震都不同程度地对建筑物造成了损坏。
2．我国在二十世纪五六十年代修建的大批工业厂房、公用建筑和民用建筑,已有数十亿平方米进入中老年期,其鉴定维修加固已大量提上议事日程。
3．随着经济建设的发展,在新建企业的同时还强调对已有企业的技术改造,在改造中,往往要求增加房屋高度、增加荷载、增加跨度、增加层数,即实施对房屋的改造。
4．设计、施工和管理中存在的问题,给建筑物留下了隐患。
二、混凝土加固结构的受力特征
加固时原混凝土结构已经受力，并产生一定的应力应变，加固属于二次受力，而加固一般都是在未卸载或部分卸载的情况下进行的，原结构已经存在着一定的应力应变，所以加固的部分并不能马上承受荷载，只有在荷载发生变化时，才能协助原结构共同分担荷载。这样新加结构部分的应力应变始终滞后于原结构，新、旧结构不能同时达到应力峰值，发生破坏时，新加部分可能并不能达到自身的承载能力极限。同时，如果原结构构件的应力和变形较大，则新加部分的应力将处于较低水平，承载潜力不能充分发挥，起不到应有的加固效果。
加固结构属于新、旧二次组合结构，加固部分能否达到预期效果，取决于新、旧部分能否成为整体，共同工作，即新、旧结构的结合面能否充分地传递剪力。但实际上新、旧混凝土结合面的抗剪强度一般总是远低于一次整浇混凝土的抗剪强度，因此，在整体承载能力上二次组合结构比一次整浇结构要低一些。加固结构的这些受力特征，决定了加固结构不同于新建混凝土结构，合理的处理好这些问题，是设计、施工的关键环节。
三、混凝土加固方案的选择
混凝土结构加固的一般工作程序为：结构可靠性鉴定－加固方案的选择－加固设计－施工组织设计－施工－验收。可见，在进行具体的加固设计前，应对加固方案进行选择，加固方案的优劣、加固方法的不同，对加固设计能达到的效果有较大影响。如：对裂缝较大，但承载力满足的构件，若采用增加纵筋的加固方法，增加的纵筋并不会减少已有的裂缝，而是应采用预加预应力钢筋或外加预应力支撑或改变受力体系的方法较有效。又如，对于结构构件的承载力足够而刚度不足的情况时，应优先选用增大梁板结构构件的截面尺寸等方法，以提高其刚度。混凝土结构加固方案的选择，必须针对加固的主要目的或引起结构加固的主要原因进行选择，有的放矢。同时还应对各种加固方法的适用范围及优缺点也很熟悉，才能制定出适用、实用的加固方案。
四、常见的混凝土结构加固方法
（一）加大截面加固法
加大截面加固法，又称外包混凝土加固法，是通过在原混凝土构件外，叠浇新的钢筋混凝土，增大构件的截面积和配筋，达到提高构件的承载力和刚度等目的。加大截面加固法比较适用于混凝土梁、板承载力相差较大且其刚度也达不到要求的情况。当准备对混凝土构件进行加大截面加固时，应根据被加固梁、板的具体构造特点、受力性质和现场条件选用单面加厚、两面加厚或三面加厚等构造形式。
对连续梁(板)进行加大截面时，若将混凝土补浇在其上部，则后补浇的混凝土在支座处在受拉区，而在跨中却处于受压区；当将混凝土补浇在其下部时，情况正好相反。补浇的混凝土处在受压区时，能增加构件的有效高度，增强了构件的刚度，提高了构件的抗弯、抗剪承载力，补浇的混凝土处在受拉区时，能有效粘结和保护补加的钢筋。可见，采用加大截面时，后浇混凝土在其上部、下部对加固的效果的影响是不同的。在实际工程中，在受拉区补浇混凝土层的情况是比较多的。例如当T形梁原配筋率较低时，其混凝土受压区高度较小，因此在受拉区增补纵向钢筋并补浇混凝土层是提高该梁抗弯承载力的有效办法。又如，阳台、雨篷等悬臂构件的加固，可在原板的上面(受拉区)补配钢筋和补浇混凝土。
加大截面加固法，是一种传统的加固方法，不仅能提高被加固构件的承载力还能增大截面刚度，在我国广泛应用于一般的梁、板、柱等混凝土结构的加固处理。
（二）增补受拉钢筋加固法
增补受拉钢筋加固法，其主要工作原理是在梁受拉力较大区段补加受拉钢筋，以提高其承载力。这种加固方法根据增补筋与原梁之间连接方法可分为三种：半焊接法、全焊接法和粘结法。
1．半焊接法。半焊接法是在加固梁中原筋上焊接增补筋之后，再在周围补浇或喷射一层细石混凝土，使增补筋不仅受焊接锚固，同时也受到混凝土粘结力的固结和保护，这样增补筋的受力特征就与原筋相近，受力更可靠。
2．全焊接法。全焊接法仅仅是将增补筋直接焊接在梁的原筋上，让其在裸露条件下，依靠焊接参与原梁的工作，并没有在其周围补浇混凝土作粘结保护。由于梁中原钢筋的各区段应力是不均匀的，像连续梁的反弯点附近、简支梁的端部区段等处原筋的应力较小，原钢筋强度未被充分利用，尚有较大潜力可挖，若把增补筋的端头焊接在上述区段内，则增补筋就可受到原筋的锚固作用。
3．粘结法。粘结法就是不将增补筋与原筋焊接，完全依靠后浇混凝土的粘结力传递，来参与原梁的工作。
试验及实践均证明，相对于梁内原筋，增补筋存在着应力滞后的现象，它的屈服比梁内原筋的屈服出现得晚。引起增补筋应力滞后的原因较多，最主要的是恒载和未卸除的荷载在增补筋受力之前就已在原筋中产生了一定的应力。此外，增补筋的应力滞后现象还受到后补混凝土与原梁表面之间的剪切滑移变形、增补筋的初始平直度、焊接点处的局部弯曲变形以及锚固处的变形等因素的影响。并且一旦增补筋屈服时，梁已经出现较大的变形和裂缝，使得增补筋的加固效果受到影响。因此，对构件受到碳化或腐蚀或钢筋锈蚀严重等时较多采用本方法，但应采取有效的防腐措施。
（三）预应力加固法
预应力加固法即是用预应力筋对建筑物的梁或板進行加固。此法可有效提高梁、板的抗弯、抗剪承载力，而且施工简便，不增加梁、板截面高度，也不影响结构使用空间。这种加固方法主要原理是由于梁、板的一部分荷载弯矩被预应力所产生的负弯矩所抵消，从而使裂缝宽度缩小甚至完全闭合，具有加固、卸荷、改变原结构内力分布的三重效果，适合在大跨度结构中或一般方法无法加固或加固效果不很理想的较高应力应变状态下的大型混凝土结构中采用。但不适用于温度高于60度环境下的混凝土结构及收缩徐变较大的混凝土结构。
（四）外部粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法，其主要原理是依靠胶粘剂来使新增薄钢板与混凝土形成一个整体来共同受力。加固用的钢板，最好选用Q235钢或16Mn钢。粘结用的胶粘剂称为结构胶，常由环氧树脂加入适量的增韧剂、固化剂、增塑剂配制而成。
相比其他的几种加固方法，粘贴钢板加固法有自己独特的优点。粘贴加固用的结构胶厚1～3mm，钢板厚度一般为2～6mm，这是加固所增加的全部厚度，相对于构件的截面尺寸是很薄的，基本上没有增加构件的截面尺寸，对其外观影响较小。另外，粘贴钢板加固法施工速度快，相比其他加固方法能节省大量施工时间，该法从清理、修时补加固构件表面，到将钢板粘贴并加压固化，仅需1～2天时间。此外，粘贴钢板加固法钢材的利用率高、用量少，可按计算的需要量下料，并将钢材粘贴于加固部位，原构件整体协同工作，用少量钢材就能大幅度提高构件的抗裂性、抑制裂缝的发展，提高承载力。
粘贴钢板加固法，主要应用于正常环境下(非高温、高湿或有腐蚀性介质)承受静载的受弯和受拉构件，对于承受动载的结构构件，应慎重采用。
（五）外贴碳纤维布加固法
外贴碳纤维布加固法是用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂类材料将碳纤维布粘贴在混凝土构件表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合体，共同工作，从而提高了结构构件的(抗弯、抗剪)承载能力，有效地对建筑物进行加固。
用于混凝土结构加固的碳纤维材料的抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍，具有优良的力学性能，同时密度小，重量轻，极易于施工操作，并且还具有较好的抗腐蚀及耐老化性能。外贴碳纤维布广泛适用于各种结构形状(矩形、圆形等)、各种结构部位(梁、柱、板、节点等)的加固修补，且不改变结构形状及不影响结构外观，这是其他加固方法所不可比拟的。
五、结语
随着建筑业的蓬勃发展, 建筑物的加固、维修、改造的应用领域和范围也将越来越广, 各种新的加固技术必将不断涌现, 结构的加固技术也将取得更长足的发展。
参考文献
[1]何桃．浅谈房屋结构加固方法[J]．四川林勘设计，2009，(6)．
[2]杨冬云．混凝土结构加固补强技术研究[J]．中国农村水利水电， 2007，(6)．
[3]GB 50367-2006，混凝土结构加固设计规范[S]．
关键词：混凝土结构；加固；碳纤维布
一、我国建筑物鉴定与加固的必要性：
1．我国是一个多自然灾害的国家：地震、风灾、水灾、火灾均造成过严重损失,尤其是对建筑物造成过严重损失。地震是一种不分国界的全球性自然灾害,它是迄今具有巨大潜能和最大危险性的灾害。我国现在46 %的城市和重大工程设施分布在地震带上,有2/3 的大城市处于地震区,历次地震都不同程度地对建筑物造成了损坏。
2．我国在二十世纪五六十年代修建的大批工业厂房、公用建筑和民用建筑,已有数十亿平方米进入中老年期,其鉴定维修加固已大量提上议事日程。
3．随着经济建设的发展,在新建企业的同时还强调对已有企业的技术改造,在改造中,往往要求增加房屋高度、增加荷载、增加跨度、增加层数,即实施对房屋的改造。
4．设计、施工和管理中存在的问题,给建筑物留下了隐患。
二、混凝土加固结构的受力特征
加固时原混凝土结构已经受力，并产生一定的应力应变，加固属于二次受力，而加固一般都是在未卸载或部分卸载的情况下进行的，原结构已经存在着一定的应力应变，所以加固的部分并不能马上承受荷载，只有在荷载发生变化时，才能协助原结构共同分担荷载。这样新加结构部分的应力应变始终滞后于原结构，新、旧结构不能同时达到应力峰值，发生破坏时，新加部分可能并不能达到自身的承载能力极限。同时，如果原结构构件的应力和变形较大，则新加部分的应力将处于较低水平，承载潜力不能充分发挥，起不到应有的加固效果。
加固结构属于新、旧二次组合结构，加固部分能否达到预期效果，取决于新、旧部分能否成为整体，共同工作，即新、旧结构的结合面能否充分地传递剪力。但实际上新、旧混凝土结合面的抗剪强度一般总是远低于一次整浇混凝土的抗剪强度，因此，在整体承载能力上二次组合结构比一次整浇结构要低一些。加固结构的这些受力特征，决定了加固结构不同于新建混凝土结构，合理的处理好这些问题，是设计、施工的关键环节。
三、混凝土加固方案的选择
混凝土结构加固的一般工作程序为：结构可靠性鉴定－加固方案的选择－加固设计－施工组织设计－施工－验收。可见，在进行具体的加固设计前，应对加固方案进行选择，加固方案的优劣、加固方法的不同，对加固设计能达到的效果有较大影响。如：对裂缝较大，但承载力满足的构件，若采用增加纵筋的加固方法，增加的纵筋并不会减少已有的裂缝，而是应采用预加预应力钢筋或外加预应力支撑或改变受力体系的方法较有效。又如，对于结构构件的承载力足够而刚度不足的情况时，应优先选用增大梁板结构构件的截面尺寸等方法，以提高其刚度。混凝土结构加固方案的选择，必须针对加固的主要目的或引起结构加固的主要原因进行选择，有的放矢。同时还应对各种加固方法的适用范围及优缺点也很熟悉，才能制定出适用、实用的加固方案。
四、常见的混凝土结构加固方法
（一）加大截面加固法
加大截面加固法，又称外包混凝土加固法，是通过在原混凝土构件外，叠浇新的钢筋混凝土，增大构件的截面积和配筋，达到提高构件的承载力和刚度等目的。加大截面加固法比较适用于混凝土梁、板承载力相差较大且其刚度也达不到要求的情况。当准备对混凝土构件进行加大截面加固时，应根据被加固梁、板的具体构造特点、受力性质和现场条件选用单面加厚、两面加厚或三面加厚等构造形式。
对连续梁(板)进行加大截面时，若将混凝土补浇在其上部，则后补浇的混凝土在支座处在受拉区，而在跨中却处于受压区；当将混凝土补浇在其下部时，情况正好相反。补浇的混凝土处在受压区时，能增加构件的有效高度，增强了构件的刚度，提高了构件的抗弯、抗剪承载力，补浇的混凝土处在受拉区时，能有效粘结和保护补加的钢筋。可见，采用加大截面时，后浇混凝土在其上部、下部对加固的效果的影响是不同的。在实际工程中，在受拉区补浇混凝土层的情况是比较多的。例如当T形梁原配筋率较低时，其混凝土受压区高度较小，因此在受拉区增补纵向钢筋并补浇混凝土层是提高该梁抗弯承载力的有效办法。又如，阳台、雨篷等悬臂构件的加固，可在原板的上面(受拉区)补配钢筋和补浇混凝土。
加大截面加固法，是一种传统的加固方法，不仅能提高被加固构件的承载力还能增大截面刚度，在我国广泛应用于一般的梁、板、柱等混凝土结构的加固处理。
（二）增补受拉钢筋加固法
增补受拉钢筋加固法，其主要工作原理是在梁受拉力较大区段补加受拉钢筋，以提高其承载力。这种加固方法根据增补筋与原梁之间连接方法可分为三种：半焊接法、全焊接法和粘结法。
1．半焊接法。半焊接法是在加固梁中原筋上焊接增补筋之后，再在周围补浇或喷射一层细石混凝土，使增补筋不仅受焊接锚固，同时也受到混凝土粘结力的固结和保护，这样增补筋的受力特征就与原筋相近，受力更可靠。
2．全焊接法。全焊接法仅仅是将增补筋直接焊接在梁的原筋上，让其在裸露条件下，依靠焊接参与原梁的工作，并没有在其周围补浇混凝土作粘结保护。由于梁中原钢筋的各区段应力是不均匀的，像连续梁的反弯点附近、简支梁的端部区段等处原筋的应力较小，原钢筋强度未被充分利用，尚有较大潜力可挖，若把增补筋的端头焊接在上述区段内，则增补筋就可受到原筋的锚固作用。
3．粘结法。粘结法就是不将增补筋与原筋焊接，完全依靠后浇混凝土的粘结力传递，来参与原梁的工作。
试验及实践均证明，相对于梁内原筋，增补筋存在着应力滞后的现象，它的屈服比梁内原筋的屈服出现得晚。引起增补筋应力滞后的原因较多，最主要的是恒载和未卸除的荷载在增补筋受力之前就已在原筋中产生了一定的应力。此外，增补筋的应力滞后现象还受到后补混凝土与原梁表面之间的剪切滑移变形、增补筋的初始平直度、焊接点处的局部弯曲变形以及锚固处的变形等因素的影响。并且一旦增补筋屈服时，梁已经出现较大的变形和裂缝，使得增补筋的加固效果受到影响。因此，对构件受到碳化或腐蚀或钢筋锈蚀严重等时较多采用本方法，但应采取有效的防腐措施。
（三）预应力加固法
预应力加固法即是用预应力筋对建筑物的梁或板進行加固。此法可有效提高梁、板的抗弯、抗剪承载力，而且施工简便，不增加梁、板截面高度，也不影响结构使用空间。这种加固方法主要原理是由于梁、板的一部分荷载弯矩被预应力所产生的负弯矩所抵消，从而使裂缝宽度缩小甚至完全闭合，具有加固、卸荷、改变原结构内力分布的三重效果，适合在大跨度结构中或一般方法无法加固或加固效果不很理想的较高应力应变状态下的大型混凝土结构中采用。但不适用于温度高于60度环境下的混凝土结构及收缩徐变较大的混凝土结构。
（四）外部粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法，其主要原理是依靠胶粘剂来使新增薄钢板与混凝土形成一个整体来共同受力。加固用的钢板，最好选用Q235钢或16Mn钢。粘结用的胶粘剂称为结构胶，常由环氧树脂加入适量的增韧剂、固化剂、增塑剂配制而成。
相比其他的几种加固方法，粘贴钢板加固法有自己独特的优点。粘贴加固用的结构胶厚1～3mm，钢板厚度一般为2～6mm，这是加固所增加的全部厚度，相对于构件的截面尺寸是很薄的，基本上没有增加构件的截面尺寸，对其外观影响较小。另外，粘贴钢板加固法施工速度快，相比其他加固方法能节省大量施工时间，该法从清理、修时补加固构件表面，到将钢板粘贴并加压固化，仅需1～2天时间。此外，粘贴钢板加固法钢材的利用率高、用量少，可按计算的需要量下料，并将钢材粘贴于加固部位，原构件整体协同工作，用少量钢材就能大幅度提高构件的抗裂性、抑制裂缝的发展，提高承载力。
粘贴钢板加固法，主要应用于正常环境下(非高温、高湿或有腐蚀性介质)承受静载的受弯和受拉构件，对于承受动载的结构构件，应慎重采用。
（五）外贴碳纤维布加固法
外贴碳纤维布加固法是用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂类材料将碳纤维布粘贴在混凝土构件表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合体，共同工作，从而提高了结构构件的(抗弯、抗剪)承载能力，有效地对建筑物进行加固。
用于混凝土结构加固的碳纤维材料的抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍，具有优良的力学性能，同时密度小，重量轻，极易于施工操作，并且还具有较好的抗腐蚀及耐老化性能。外贴碳纤维布广泛适用于各种结构形状(矩形、圆形等)、各种结构部位(梁、柱、板、节点等)的加固修补，且不改变结构形状及不影响结构外观，这是其他加固方法所不可比拟的。
五、结语
随着建筑业的蓬勃发展, 建筑物的加固、维修、改造的应用领域和范围也将越来越广, 各种新的加固技术必将不断涌现, 结构的加固技术也将取得更长足的发展。
参考文献
[1]何桃．浅谈房屋结构加固方法[J]．四川林勘设计，2009，(6)．
[2]杨冬云．混凝土结构加固补强技术研究[J]．中国农村水利水电， 2007，(6)．
[3]GB 50367-2006，混凝土结构加固设计规范[S]．