论文部分内容阅读
摘要：自从改革开放以来，我国的经济蓬勃发展，经济结构也在进行着不断的转型。与之相伴的，就是中国的城市化建设步伐越来越快，建筑行业得到了极大的发展空间。因此，作为建筑行业最重要材料之一的钢筋混凝土，其加固技术对于建筑行业来说是具有重要意义的。
关键词：建筑工程；钢筋混凝土；加固技术
一、常用的加固方法
1、注浆加固法
注浆加固法主要是针对钢筋混凝土结构物由于各种原因产生的各种裂缝，采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补，在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度，延长结构的使用寿命，施工快捷，加固效果安全可靠。它的特点是：（1）采用慢速，附压延续灌浆，可以确保树脂注入裂缝细微部位。（2）可以控制注入量，必要时可以补充灌浆料。（3）可根据裂缝大小，注入状况的需要，调整压力。（4）注入量和注入情形可以目视观察。这种技术主要应用范围：混凝土建筑物裂缝的修补，各种构筑物的修补以及桥梁、铁路的附属构件如桥墩、桥台、桥面、隧道等的修补。
2、增大加固法
增大加固法是指在原受弯构件的上面或下面浇一层新的混凝土并补加相应的钢筋，以提高原构件承载力的方法，是工程中常用的一种加固方法。补浇的混凝土处在变拉区时，对补加的钢筋起到粘结和保护作用，当补浇层混凝土在受拉区时，增加了构件的有效高度，从而提高了构件的抗弯、抗剪承载力，并增加了构件的刚度，因此其加固效果也是很显著的。实际工程中，在受拉区补浇混凝土层的情况较多，原配筋率较低，其混凝土变压区高度较小，因此在受拉区补加纵向钢筋并浇混凝土是提高该梁抗弯承载力的有效方法。
3、粘贴纤维增强塑料加固法
外贴纤维加固是用树脂类胶结材料将纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固截面共同工作，从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。它是一种非常简单且优良的加固补强方法，但要求被加固混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa，除了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、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
4、增加支承加固法
增设支点加固法是通过增设支承点，减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的荷载效应，提高结构承载水平的目的。根据支承结构受力性能的不同分为刚性支点和弹性支点两种加固方法。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于梁、板、析架、网架等结构的加固。
5、有粘结外包型钢加固法
外包钢加固是把型钢（一般为角钢或槽钢）或钢板包于构件的四角或两角的加固方法，外包钢加固钢筋混凝土梁也称湿式外包鋼加固法，采用该方法加固混凝土结构构件时，应采用环氧树脂胶粘剂进行灌注，把型钢与被加固构件粘结成一整体，以保证型钢架和原构件形成一个整体共同受力。其特点是受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于60度以上高温场所；适用于使用上不允许显着增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
6、粘贴钢板加固法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴强度高的钢板，使原有混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力，约束混凝上变形，提高了加固构件的刚度和抗裂度，有效发挥了粘贴钢板的抗弯、抗剪、抗压性能，且不会在混凝土中产生应力集中采用该方法加固时，要求被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa，并且应将钢板设计成仅承受轴向应力作用，钢板表面应进行防锈蚀处理，表面防锈蚀材料对钢板及胶粘剂无害。它的特点是施工简单、速度快、上期短；现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小；传力直接，加固效果好，耐久性好；且加固后对原结构外观和原有净空无显着影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
7、加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，增加截面有效高度，扩大截面面积，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。加大截面加固法在设计构造方而必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题。试验研究表明，加固结构在受力过程中结合面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂应力，其中关键是剪应力和拉应力。在弹性阶段，结合面的剪应力和法向拉应力主要是靠结合面两边新旧混凝土的粘结强度承担；开裂后及极限状态下，则主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切摩擦力传递。
二、钢筋混凝土抗震加固技术
1、预应力抗震加固技术
在桥梁和建筑物加固领域中，体外预应力加固法已愈来愈受到人们的关注，它克服了采用其它方法加固材料中普遍存在的应力滞后的弱点，保证了新旧材料和结构的整体性与协同工作。工程实践表明采用预应力法加固桥梁和建筑物不仅能提高其承载力，还可以减小挠度和裂缝宽度，提高结构的弹性恢复力，并且具有施工方便，不占用空间等特点。
体外预应力技术在设计理论还是材料设备、施工工艺上都取得了一定的进展，应用范围从早期PC桥梁拓展到了建筑结构，从新建结构拓展到了结构的加固改造和临时性预应力结构或施工临时性钢索。在工程实践中，体外预应力己从单纯应用于混凝土结构拓展到了钢结构，木结构，砖石结构等等，充分证明了其在结构体系方面的优势。
2、消能减震加固技术
消能减震具有较大经济效益和社会效益，逐渐成为重要的结构抗震体系之一。消能减震是在结构抗侧力构件中设置消能部件，通常由阻尼器等组成，通过其局部变形提供附加阻尼以耗散或吸收由地震输入结构中的能量，减少主体结构地震反应，达到预期抗震加固的目的。在消能减震结构体系中，消能（阻尼）装置或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态，充分发挥耗能作用，耗散大量输入结构体系的地震能量，从而有效地保护主体结构使其不再受到损伤或破坏。试验表明，消能减震装置可以有效消耗地震总输入能量，这种设计减震机理明确，效果显著，安全可靠，经济合理，适用范围广和维护方便等特点。消能减震技术既适用于新建建筑结构，又可用于已有建筑物的抗震加固、维修。消能器的布置应考虑结构的工作性能、建筑功能和经济等要求，综合比较选择相对较好的方案。对于给定的结构，在消能数量一定的情况下，可根据可控度的概念，采用最优放置的顺序逼进法来确定消能支撑的最优布置方案。将层间变形的均方值定义为最优位置指数。
3、隔震加固技术
该方法是隔震技术在抗震加固领域中的应用，通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上，以减小上部结构地震反应，从而保证建筑物内人员、设备的安全。目前已研究出的隔震方法有：橡胶垫隔震、滑移隔震、滚珠或滚轴隔震、摆动隔震、悬吊隔震、弹簧隔震等。目前较多的做法是将隔震层放在原结构基础上，即基础隔震。
三、结束语
总之，各种加固钢筋混凝土的方法，或多或少都有一些缺憾。因此，施工人员在实际操作中，应结合两种或者多种技术，互相弥补，使其功效得到最大化的利用，为现代化建筑业添砖加瓦。
关键词：建筑工程；钢筋混凝土；加固技术
一、常用的加固方法
1、注浆加固法
注浆加固法主要是针对钢筋混凝土结构物由于各种原因产生的各种裂缝，采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补，在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度，延长结构的使用寿命，施工快捷，加固效果安全可靠。它的特点是：（1）采用慢速，附压延续灌浆，可以确保树脂注入裂缝细微部位。（2）可以控制注入量，必要时可以补充灌浆料。（3）可根据裂缝大小，注入状况的需要，调整压力。（4）注入量和注入情形可以目视观察。这种技术主要应用范围：混凝土建筑物裂缝的修补，各种构筑物的修补以及桥梁、铁路的附属构件如桥墩、桥台、桥面、隧道等的修补。
2、增大加固法
增大加固法是指在原受弯构件的上面或下面浇一层新的混凝土并补加相应的钢筋，以提高原构件承载力的方法，是工程中常用的一种加固方法。补浇的混凝土处在变拉区时，对补加的钢筋起到粘结和保护作用，当补浇层混凝土在受拉区时，增加了构件的有效高度，从而提高了构件的抗弯、抗剪承载力，并增加了构件的刚度，因此其加固效果也是很显著的。实际工程中，在受拉区补浇混凝土层的情况较多，原配筋率较低，其混凝土变压区高度较小，因此在受拉区补加纵向钢筋并浇混凝土是提高该梁抗弯承载力的有效方法。
3、粘贴纤维增强塑料加固法
外贴纤维加固是用树脂类胶结材料将纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固截面共同工作，从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。它是一种非常简单且优良的加固补强方法，但要求被加固混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa，除了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、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
4、增加支承加固法
增设支点加固法是通过增设支承点，减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的荷载效应，提高结构承载水平的目的。根据支承结构受力性能的不同分为刚性支点和弹性支点两种加固方法。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于梁、板、析架、网架等结构的加固。
5、有粘结外包型钢加固法
外包钢加固是把型钢（一般为角钢或槽钢）或钢板包于构件的四角或两角的加固方法，外包钢加固钢筋混凝土梁也称湿式外包鋼加固法，采用该方法加固混凝土结构构件时，应采用环氧树脂胶粘剂进行灌注，把型钢与被加固构件粘结成一整体，以保证型钢架和原构件形成一个整体共同受力。其特点是受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于60度以上高温场所；适用于使用上不允许显着增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
6、粘贴钢板加固法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴强度高的钢板，使原有混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力，约束混凝上变形，提高了加固构件的刚度和抗裂度，有效发挥了粘贴钢板的抗弯、抗剪、抗压性能，且不会在混凝土中产生应力集中采用该方法加固时，要求被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa，并且应将钢板设计成仅承受轴向应力作用，钢板表面应进行防锈蚀处理，表面防锈蚀材料对钢板及胶粘剂无害。它的特点是施工简单、速度快、上期短；现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小；传力直接，加固效果好，耐久性好；且加固后对原结构外观和原有净空无显着影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
7、加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，增加截面有效高度，扩大截面面积，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。加大截面加固法在设计构造方而必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题。试验研究表明，加固结构在受力过程中结合面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂应力，其中关键是剪应力和拉应力。在弹性阶段，结合面的剪应力和法向拉应力主要是靠结合面两边新旧混凝土的粘结强度承担；开裂后及极限状态下，则主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切摩擦力传递。
二、钢筋混凝土抗震加固技术
1、预应力抗震加固技术
在桥梁和建筑物加固领域中，体外预应力加固法已愈来愈受到人们的关注，它克服了采用其它方法加固材料中普遍存在的应力滞后的弱点，保证了新旧材料和结构的整体性与协同工作。工程实践表明采用预应力法加固桥梁和建筑物不仅能提高其承载力，还可以减小挠度和裂缝宽度，提高结构的弹性恢复力，并且具有施工方便，不占用空间等特点。
体外预应力技术在设计理论还是材料设备、施工工艺上都取得了一定的进展，应用范围从早期PC桥梁拓展到了建筑结构，从新建结构拓展到了结构的加固改造和临时性预应力结构或施工临时性钢索。在工程实践中，体外预应力己从单纯应用于混凝土结构拓展到了钢结构，木结构，砖石结构等等，充分证明了其在结构体系方面的优势。
2、消能减震加固技术
消能减震具有较大经济效益和社会效益，逐渐成为重要的结构抗震体系之一。消能减震是在结构抗侧力构件中设置消能部件，通常由阻尼器等组成，通过其局部变形提供附加阻尼以耗散或吸收由地震输入结构中的能量，减少主体结构地震反应，达到预期抗震加固的目的。在消能减震结构体系中，消能（阻尼）装置或元件在主体结构进入非弹性状态前率先进入耗能工作状态，充分发挥耗能作用，耗散大量输入结构体系的地震能量，从而有效地保护主体结构使其不再受到损伤或破坏。试验表明，消能减震装置可以有效消耗地震总输入能量，这种设计减震机理明确，效果显著，安全可靠，经济合理，适用范围广和维护方便等特点。消能减震技术既适用于新建建筑结构，又可用于已有建筑物的抗震加固、维修。消能器的布置应考虑结构的工作性能、建筑功能和经济等要求，综合比较选择相对较好的方案。对于给定的结构，在消能数量一定的情况下，可根据可控度的概念，采用最优放置的顺序逼进法来确定消能支撑的最优布置方案。将层间变形的均方值定义为最优位置指数。
3、隔震加固技术
该方法是隔震技术在抗震加固领域中的应用，通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上，以减小上部结构地震反应，从而保证建筑物内人员、设备的安全。目前已研究出的隔震方法有：橡胶垫隔震、滑移隔震、滚珠或滚轴隔震、摆动隔震、悬吊隔震、弹簧隔震等。目前较多的做法是将隔震层放在原结构基础上，即基础隔震。
三、结束语
总之，各种加固钢筋混凝土的方法，或多或少都有一些缺憾。因此，施工人员在实际操作中，应结合两种或者多种技术，互相弥补，使其功效得到最大化的利用，为现代化建筑业添砖加瓦。