广东省建筑设计研究院 广东广州 510010
摘要：根据有效数据统计，对现有建筑物改造加固混凝土结构已经成为建设经济发达国家的重点之一，由此加固技术也随之的不断的发展起来。本文对建筑混凝土加固的方法通过实例进行探讨。
关键词：建筑结构; 工程加固;施工
引言
钢筋混凝土结构是建筑中使用最广泛的一种形式在实际工程中可能会由于设计失误、施工质量控制不当、以及功能改变等多种原因，导致结构的承载力不能满足设计或实际荷载的要求，需进行加固来保证结构安全性和可靠性。建筑结构的加固方法很多，应根据建筑结构的实际情况来选择最佳的加固方法。
当前的一些混凝土构筑物因建成时间长、出现功能性改变、受到外力破坏、设计时配筋不足、施工时质量控制不严等因素，都需要对相应的混凝土构件进行加固。对需加固的混凝土构件，首先要分析其损伤的原因及破坏特性，明确其破坏机理，从而制定科学、经济、合理的加固方案。
一、建筑结构加固
一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害（如火灾、腐蚀、冻害）或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象，所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发（如加大载面法等）减小截面的应力，或者直接改变结构的受力体系，改变其传力途径（如增加支撑法等）从而降低结构构件的受力，最终达到加固的目的。a）混凝土结构加固方法，b）砌体结构加固方法，c）钢结构加固方法。结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。
二、案例分析
某中学教学楼，建筑物东西长55.90m，宽20.65m，总建筑面积5947.96m2。房屋一至四层每层高3.8m，第五层层高4.2m，室内外高差0.9m，房屋总高度23.60m。本建筑结构类型为框架结构，柱网为7.8m×7.8m，7.8m×6.9m等。填充墙为空心黏土烧结砖，容重要求，包括抹灰不大于10kn/m3，建筑安全等级为二级，设计使用年限为50年。建筑抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为七度。框架结构抗震等级为三级，场地属Ⅱ类建筑场地。
本工程在开工３个月，施工完四层主体后，先后发现框架梁及部分次梁中有多处竖向裂缝，工程质量监督检验站对本结构进行现场调查发现，本结构梁中一层共有２根、二层５根、三层８根、四层10根，共计25根梁有不同程度的裂缝，裂缝基本为梁侧通长，宽度0.2mm左右，位于跨中1/3范围内，形态表现为中间宽，两边窄，呈梭形。
三、现场检测情况
工程质量监督检验站所提供的混凝土梁裂缝检测报告：
（1）检测情况。第一，钻芯取样。在二层４/Ｄ－Ｅ、三层6/Ｄ－Ｅ、四层９/Ｄ－Ｅ三根框梁裂缝处距梁底10cm分别取d100mm芯样一个。第二，混凝土梁缝普查。对一至四层所有框梁、次梁进行普查，普查裂缝的位置、长度及裂缝大小。第三，混凝土回弹测强。对一至四层中二层、四层梁采用回弹法测强，每层随机抽取10根梁进行回弹，每根梁10个测区，共回弹200个测区。
（2）检测结果。第一，从所取３个芯样观察，二层、四层芯样中各有一条贯通的裂缝，三层芯样中裂缝表现不明显。第二，对裂缝普查结果。一层有２根梁，二层有５根梁，三层有８根梁，四层有10根梁，共计25根梁存在程度不同的裂缝，裂缝均位于跨中１/３内，有的梁甚至出现多条裂缝，裂缝基本上沿梁侧面通长。裂缝基本形态表现为中间大、两边小。第三，二、四层回弹。检测结果表明：二层混凝土现龄期推定值为36.2 MPa，满足混凝土设计强度Ｃ35的要求。四层混凝土龄期强度推定值为35.1 MPa，满足混凝土设计强度Ｃ35的要求。
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四、裂缝原因分析
（１）从所抽检的两层混凝土回弹结果可以看出：混凝土现龄期强度推定值均大于35ＭＰａ，满足混凝土原设计强度等级Ｃ35的要求，裂缝的产生与混凝土强度无关。
（２）从裂缝的形态分析，裂缝普遍发生在梁侧面，形态呈中间大、两边小，梁下裂缝不明显，说明裂缝与梁上、下配筋不足关系不十分密切。
（３）《混凝土结构设计规范》对梁的配筋作出了规定：hw≥450ｍｍ时，梁侧应沿高度配置纵向构造配筋，每侧纵向构造钢筋（不包括梁上、下部受力钢筋）的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1％，且其间距不宜大于200ｍｍ。本工程由于未配置梁侧腰筋，是导致梁侧产生垂直于梁轴线收缩裂缝的主要原因。
（４）收缩裂缝的开展也与环境温度、湿度的变化有关，由于施工周期短，拆模时间提前，混凝土养护条件差等原因，加速了收缩裂缝的产生。
结合工程质量监督检验站的混凝土梁裂缝检测报告，从混凝土的施工强度及裂缝的形态分析，现有混凝土裂缝的产生与混凝土强度无关，与梁上、下配筋不足关系不十分密切。推测为混凝土干缩裂缝。
五、建筑物加固总则
首先对建筑结构的受力性能和抗震能力进行细致的鉴定、核算工作，对结构的体系、构造措施、结构构件和节点现状以及质量情况等进行相应的检测和鉴定，认为该工程从目前的状况分析，80％的裂缝宽度≤0.2mm，满足混凝土结构设计规范结构材料最大裂缝宽度的限值，但考虑结构的刚度及建筑物的整体性以及混凝土构件的干缩尚未完成等因素，确定对本工程中裂缝宽度大于0.2ｍｍ的梁进行加固。
六、加固设计
梁的加固方法常用的有：加大截面法、碳纤维加固法、外包钢加固法和外部粘钢加固法。介于本工程的特点，优先选用粘贴钢板加固。
粘贴钢板加固的优点：工期短，黏结剂硬化速度快；工艺简单，施工方便，黏结剂强度高于混凝土，与加固体系形成良好的整体；粘贴钢板所占空间小，几乎不增加应当加固构件的断面尺寸和重量；可大幅度提高结构构件的抗裂性，抑制裂缝开展，提高承载力。存在的问题：粘贴钢板存在着应力滞后现象，在处理荷载裂缝时需充分考虑应力滞后情况，对粘钢强度进行折减，折减系数为0.8，并按《混凝土结构设计规范》的有关规定进行计算。
（1）加固材料。钢板采用Ｑ235热轧钢板，设计强度210MPa；黏结剂采用JGN型建筑结构胶，植筋采用JGN型建筑结构锚固胶。
（2）裂缝修补。对梁实行粘钢加固前，先采用化学灌浆法修补混凝土出现的裂缝，恢复结构的整体性和使用功能。灌缝材料的选择，根据裂缝的性质，静止裂缝还是活动裂缝，以及裂缝的宽度确定。本工程经观测资料分析：裂缝为静止裂缝，缝深且细，因此采用低黏度的环氧树脂浆液波灌注。
（3）粘钢加固。对裂缝宽度大于0.2ｍｍ或有贯通裂缝的梁进行粘钢加固。由前述，引起梁裂缝的主要原因是由于梁截面偏大，且沿梁侧未配置梁侧腰筋，导致梁侧产生垂直于梁轴线的收缩裂缝。加固方法：梁两侧分别粘贴宽100mm，厚4ｍｍ的钢板两条，梁两支座处粘5个Ｕ型套箍板加固。Ｕ型箍板宽30mm，厚3mm，间距100mm，钢板表面以Ｍ20水泥砂浆抹面。设计原则：梁两侧钢板条等效于梁侧构造腰筋，约束干缩缝的发展，增加梁整体刚度，支座端Ｕ型套箍板用以保证粘贴钢板在支座处的锚固。
七、结束语：
在建设中，我们应该选择合适的加固方法，同时还应考虑其是否具有良好的施工性、是否经济等方面。随着现代建筑科学技术的不断进步，新型建筑材料不断出现，混凝土结构加固技术会有更大发展，加固方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。
参考文献：
[1]邢占勇．房屋建筑物加固技术概述[J]．山西建筑，2003，（1）．
[2]林文修，陈昌松.混凝土加固方法与技术[M].北京：中国建筑工业出版社.
[3]李全旺，赵树红.碳纤维加固钢筋混凝土梁受剪承载力试验分析.清华大学土木工程系.
论文作者:张亚非
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/19
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 结构论文; 钢板论文; 四层论文; 强度论文; 方法论文; 《基层建设》2016年1期论文;