摘要：工程结构中的混凝土加固设计需事先建立明确的工作思路，熟悉其工作性能和状况，从整体上分析原有结构体系和新增体系的合理性，其是一项繁琐而技术含量较高的工作。改造方案要兼顾合理性和经济性，根据实际条件选择适宜的加固方法，最大限度地达到使用要求，实现预期的加固效果。本文简述了建筑工程结构与混凝土加固的设计原则，对建筑工程结构中的混凝土加固设计方法以及建筑工程结构中混凝土加固设计的应用进行了论述。
关键词：工程结构；混凝土加固设计；设计原则；方法；应用
随着建筑行业的发展以及人们需求的提升，结构工程越来越多，设计愈发复杂，但质量依然是考虑的首要因素。实际施工和使用过程中，来自自然和人为等方面的破坏都可能会威胁结构体系，出现质量问题，影响正常功能。混凝土是现代建筑不可缺少的材料，目的是提升结构的刚度、强度、稳定性和耐久性，故而在结构工程设计中备受关注[1]。随着相关研究的增多，相继出现了许多加固技术和方法，应合理应用，以起到良好的效果，确保施工安全。
1混凝土加固技术实施具体步骤简析
1.1检测鉴定
在进行相关的加固施工之前，需要由专业的相关检测机构进行检测，并做出相应的检测报告。相应的建筑检测机构检测完成后进行进一步实际的验证，然后交付结构工程设计单位。
1.2工程设计单位选择加固方案
加固方案的制定需要根据建筑物的实际情况来鉴定。工程设计单位进行加固设计时需要考虑建筑物所处的自然环境，建筑要求的完成工期，实际工程总成本等因素的影响。结合检测单位给出的建筑物鉴定结果来进行加固方案的选择。
1.3实施加固方案，进行工程组织
在选择加工方案后，需要根据建筑物的实际情况来进行。依据设计好的加工图纸来分项具体进行加固的措施。并且根据最后的完工日期来进行具体工作划分，同时划分资金专项使用。将人、财、物分工与实施方案同时进行，确保力_措施的高效率进行
2常见的几种混凝土加固方法
2.1增加截面积
该方法在实际工程中应用较多，原理为通过增加构件的截面面积、增加受力配筋，提高整体结构的强度和承载力，以满足工程需要。此方法适用范围广，在混凝土梁柱、板中都能应用；施工简单，对技术没有过高的要求；操作难度不大，可靠性有保障，所以很受青睐。但也存在一定的缺点，随着截面面积的增加，构件外形必然改变，会影响建筑的美观。面积的增加导致相应的空间会有所减少，增加的部分还会增加结构自重。所以，应用时需结合工程实际情况考虑，具体实施时，需要先对原结构进行清理，确保施工处干净干燥，没有杂质。将新钢筋和原来的钢筋相连接，并对界面予以处理。新增钢筋的数量以及焊接质量都没问题后，可安装模板，浇筑混凝土，经过养护期后拆模，并开展质量检查。
2.2粘贴钢材
早在20世纪中期，该方法就已出现，在建筑、桥梁工程中都有应用。其工艺原理并不复杂，主要是在较薄弱的构件处，或出现问题的部位，用胶黏剂粘贴钢板，起到固定的作用，可有效地提高薄弱处的承载能力。该方法操作简单，施工速度相对较快，且质量有保证，还能降低加固成本，近年来被广泛推广。其不足之处在于对粘胶剂质量要求较高，否则会影响加固效果，而且并不能使构件自身的刚度和强度提高。其耐久性也不理想，需要经常维护，无形中会增加维护费用。粘贴钢板时对环境温度要求很严，需选择合适的天气，另外，施工后还可能出现节点，最大的难题是抗侵蚀性有限。因此，该方法不推荐在复杂结构工程中应用。
2.3外包钢
此方法使用也比较多，原理是用钢材裹住需要加固的部位，以提高混凝土的抗压性和承载力，不会引起构件截面变大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常有2种施工方法：（1）干式作业，直接在混凝土柱周围用钢材进行包裹，但二者之间并没有连接，未形成整体，结合面的传递剪力不稳定；（2）湿式作业，可以在钢材和混凝土之间预留一段距离浇筑混凝土，也可以使用环氧树脂化学灌浆材料直接把钢材黏在混凝土柱上。两种方法相比，干式加固法操作上更简便，价格相对稍低，但承载力和稳定性逊于湿式加固法，需根据工程情况合理选择。该方法的关键在于加固结合面和钢材结合面的处理，干式作业需要对混凝土表面进行整平，并清理杂物，确保表面干净平整；湿式作业则需先做除锈处理，然后开展其他操作。
2.4置换混凝土
所谓置换，就是以新换旧，用新的高质量的混凝土替换强度等级较低的旧混凝土，进而提高结构的承载性能。相对于以上3种方法，置换混凝土法的适用范围较窄，通常用在由于某些原因导致混凝土强度大幅降低，甚至不能继续支撑构体的工程。如果承重构件受压区的混凝土强度处于正常状态，一般不建议采用该方法。
2.5粘贴纤维增强聚合物
此方法与粘贴钢材加固法的原理一致，即把纤维增强聚合物粘在混凝土结构表面，以改变原结构的各种性能。目前，市场上有芳纶、玻璃、碳纤维3种聚合物，尤其是碳纤维，极受青睐，使用最多。与钢材相比，碳纤维材料的质量较轻，弹性模量很大，抗拉性能更强，且抵抗疲劳性也很优越。钢材的抗侵蚀性较差，而碳纤维在这方面很强，因此，耐久性较高，具体施工时难度小，工作量一般不会太大，很快就能完工。当然，碳纤维也有一些局限，例如，对周围环境的温度要求较高，否则会影响性能发挥；施工后的养护和维护都需要专业技术和专业人员，而且容易引发火灾。
3混凝土加固应用于实际案例
3.1案例工程
某现代建筑位于市中心，共有18层，地下2层，占地总面积8600m2，初建于2002年。经过几年的使用，受诸多因素的影响，混凝土梁、柱、板均出现了不同程度的损坏，导致性能降低，结构的稳定性不断下降，如不加以处理，可能会影响居民的正常生活和生命健康。经过一番勘察和商讨，确定该建筑需要进行加固处理，工程于2017年3月开始，9月结束，2018年6月投入使用。
3.2梁板加固
本工程的梁板采用增加截面积加固法，先对原构件的表层进行清理，扫除杂物灰尘，最好露出粗骨料，如此可使新旧混凝土黏结面足够粗糙，方便施工。确保梁板的平整度，将其不平度控制在允许范围内，梁不得超过6mm，板不能超过4mm。同时，在浇筑面凿出若干凹槽，将棱角部分处理掉，保证原构件没有明显的凹凸，并做整体清理，将残余的杂质彻底清除。接触面必须干净，如果太脏，需反复冲洗，直至达到施工要求。除锈是很重要的环节，包括新旧两部分钢筋，都不能忽略。焊接工作需在卸载构件后开始，并严格按照程序进行焊接，以免出现质量缺陷，通常会遵循分区、分段作业的原则，以降低热量对钢筋的破坏[3]。
3.3柱加固
因为工程的空间较大，无需太过担心占用空间情况，所以柱加固也采用增加截面积法，柱的配筋量有所增多，横截面积更大，刚度和承载力更强，可靠性和稳定性大幅提升。不仅如此，截面积增加后，柱的抗震性能也得到了增强。另外，增加界面的范围不一样，具体的操作方法也有差异，一般有单面加厚、双面加厚、四周外包几种。本工程采用四周外包法，先将原柱周围的混凝土进行凿除清理，然后按照要求整理新旧混凝土的接触面，确保满足施工条件。然后在原柱四周配置新的钢筋，支设模板，开始混凝土浇筑。接下来是质量检测和验收阶段，邀请第三方负责，开展力学性能实验。确定质量没有问题后，开始全面验收，效果良好，不仅是轴心柱，小偏心受压柱的承载力也得到了加强。
结束语
语建筑工程中混凝土结构加固设计是一个繁琐而技术含量较高的工作，进行工程施工时应根据实际条件选择适宜的加固方法，最大限度地达到使用要求，实现预期的加固效果。
参考文献
[1]李树.浅谈钢筋混凝土工作原理[J].中国房地产业，2012.
[2]孟秋燕,张晓静,赵靖.基于结构工程设计中的混凝土加固措施分析[J].工程技术,2014,16(10):36.
论文作者:蔡二龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/22
标签：混凝土论文; 结构论文; 方法论文; 工程论文; 构件论文; 截面论文; 钢材论文; 《基层建设》2019年第19期论文;