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【摘 要】钢筋混凝土框架结构以其较好的整体性、延伸性、抗震性等优点，在我国在多高层建筑中大量应用。经过几十年的发展，我国目前正处于框架结构的加固维修期，一些建筑已接近设计使用年限或当时并未考虑其抗震性能，需要进行加固、改造、维修。本文简单介绍钢筋混凝土结构加固的常用方法。
【关键词】钢筋混凝土；框架结构；加固目的；方法
钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式，具有较好的整体性和较大的延伸性，抗震性能较好。框架结构平面形式布置灵活，可以有较大开间，可以适用于一些办公大楼、商场、小型住宅等。经过几十年的发展，我国目前正处于框架结构的加固维修期，一些建筑已接近设计使用年限或当时并未考虑其抗震性能，需要进行加固、改造、维修。我国对建筑物的加固改造技术，结构鉴定有很大发展，相继颁布了《混凝土结构加固技术规范》（GB50367-2006）、《碳纤维片加固混凝土结构技术规程》（CECS146：2003）等。
《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）中给出了几种适用于房屋和一般构筑物钢筋混凝土承重结构加固设计的方法，这些方法没有考虑加固后的抗震性能。《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）则主要是针对新建的结构，一些抗震措施对加固改造后的建筑物不适用。《建筑抗震加固技术规程》（JGJ116-2009）和《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）中均未对框架结构加固改造后的结构整体抗震性能做出详细规定。因此，对混凝土结构加固后的抗震性能研究成为近期国内的热点，但国内学者的研究主要局限于加固节点或构件的抗震性能试验方面。建筑物节点或构件加固后，结构整体受力性能和抗震性能会受到影响，如果加固方法不合理，则不能充分发挥材料的受力特性，容易造成施工难度大、材料浪费或是结构薄弱部位转移等不利的影响。为此，对建筑物加固改造后结构整体抗震性能的研究是很有必要的，通过研究结构整体的抗震性能，可以避免不合理加固方法的使用，保证建筑物加固改造后的安全性和可靠性。
一、加固目的
建筑结构加固作为一门新兴学科，主要研究如何通过适当的加固方法加固已建的混凝土结构，使建筑物满足安全性、适用性、耐久性的要求，并同时能达到抗震的要求。国内已有大量混凝土结构加固的实例工程，目前已颁布的《混凝土结构加固技术规范》（GB50367-2006）总结了我国已成熟的加固改造技术，适用于大多数由于各种原因造成的结构、构件损坏的加固处理，该规范很大程度上推动了工程加固技术的不断发展。结构补强加固主要包含如下几个方面：提高结构构件的承载能力；提高结构构件的刚度及抵抗变形能力；提高结构构件的局部和整体稳定性；提高结构的整体抗震性能以及改善结构构件的耐久性[3]。
由于混凝土结构、构件损坏原因和损坏程度不同，补强加固的目的要求和方法也各不相同。应针对不同的情况选用不同的加固方法，达到相应的使用要求。
二、加固方法
钢筋混凝土框架结构加固的方法比较多，国、内外许多学者对钢筋混凝土构件的加固进行了研究，形成了许多成熟的加固方法，其中广泛应用的有以下几种。
1、加大截面加固法
加大截面加固法是对钢筋混凝土梁、柱构件采用体外包裹一定厚度的混凝土，扩大构件横截面并增配适量受力钢筋，从而达到提高结构构件的强度，从而满足工程加固的要求，其优点是同时既能提高结构构件的承载力和变形能力，还可以增大结构构件的刚度，某些工程还可以加强连接部位的安全性。然而，加大截面尺寸常常受到建筑和使用功能要求的限制。
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结构设计适当，利用加大截面法不仅可以提高构件的承载力，还能够改变原结构梁柱构件的刚度比，从而将原来不符合抗震要求的“强梁弱柱”结构改变为“强柱弱梁”结构。通过对结构构件加密区的构造处理，可改善结构构件的延性。此外，该法也能提高结构构件的刚度。对框架结构来说，其节点部位是荷载传递的关键部位。一旦节点在地震作用下发生破坏，可能会导致建筑结构的整体破坏乃至坍塌。随着混凝土钻孔机具和设备功能的改善，以及高性能结构胶的应用，此类问题得到很大程度上的改善。该方法可用于常用结构中如梁板柱和剪力墙等构件加固改造。
2、外包钢加固法
外包钢加固法是以角钢（常用L形）外包于构件的四个角部，角钢间通过焊接形成整体格构式钢套的加固方法，同时兼具提高结构构件的承载能力和延性等优点。外包钢加固分为湿式和干式两种方法，把型钢与原结构间留有一定的间隔，并在其间灌注乳胶水泥砂浆或环氧树脂粘结剂或者环氧砂浆，使型钢架和原构件能整体工作共同受力的加固方法称为湿式外包钢加固法。型钢和杆件之间无粘结或仅填塞水泥砂浆，不能保证结合面剪力能有效传递的加固方法称为干式外包钢加固法。与增大截面加固法相比，外包钢加固法基本不改变原构件截面尺寸或对其改变不大、该法施工方便，工期短。因此常用于建筑结构的加固改造工程中。这种方法可用于柱等受压构件的加固。
3、预应力加固法
预应力加固方法是采用体外施加预应力的钢拉杆或型钢撑杆，对构件或结构整体加固的方法。根据预应力杆的不同，其种类可分为预应力水平拉杆加固方法及预应力下撑拉杆加固方法。
（1）预应力水平拉杆加固方法。预应力水平拉杆加固多用于混凝土受弯构件加固工程。加固后拉杆在预应力和外部附加荷载的共同作用下产生轴向的拉力，该拉力通过杆端的锚固装置偏心传递至结构构件截面（当拉杆到梁板底面距离很小或为零时，拉杆和受弯构件共同弯曲，部分压力直接传递给构件下部的底面），使构件受到偏心受压作用，克服部分外加荷载产生的弯矩作用，中和部分荷载效应，进而改善构件的抗弯强度。此外，拉杆通过锚具传递给构件压力作用，使其裂缝发展缓慢，裂缝宽度不会太宽，受弯构件斜截面受剪承载力亦随之提高。
（2）预应力下撑拉杆加固方法。混凝土构件在采用预应力下撑拉杆加固以后，形成下撑式拉杆和原构件组成的复合超静定结构。该结构在荷载和预应力的共同作用之下，受拉杆件中产生轴向拉力并通过与混凝土构件的连接部位（ 通常是下撑点和杆端锚固点）传递给原钢筋混凝土构件，可以抵消部分外加荷载，改善原构件正截面内力分布，进而提高原混凝土构件的强度。这种方法可用于大型和大跨结构的加固。
4、粘钢法
该方法是将钢板采用高性能的环氧类粘结剂粘结于混凝土构件表面，使钢板与混凝土形成统一整体，利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。其优点为施工工期短、加固后几乎不改变构件外形和使用空间；缺点是对使用环境的温度有限制，对弧形构件表面的粘贴不易吻合；且钢板较薄，需作防锈处理等。这种方法可用于加固一般的受弯和受拉构件，以及中轻级别工作制的吊车梁。
5、外贴CFRP布加固法
外贴CFRP布加固是采用工程胶结材料（如结构胶）把碳纤维增强复合材料布粘贴在被加固结构构件的受拉区，使CFRP与被加固构件的受拉区截面共同抗拉，从而改善结构构件承载能力[8]。
6、喷射混凝土加固法
喷射混凝土是利用压缩空气，将按一定配比混凝土拌和料通过管道输送并高速喷射到受喷面上凝结硬化，从而形成混凝土支护层。其与混凝土、砖石、钢材有很高的粘结强度，当与钢筋网联合使用可很好的在结合面上传递拉应力和剪应力，能大幅度的提高砌体承载力，加强整体性。
7、增设支点加固法
增设支点加固法是通过增加支点的数量来减小受弯构件的计算跨度，从而达到减小作用在结构构件上的荷载作用效应，进而提高结构构件的承载能力。这种方法施工简捷，可减小使用空间。但该法会影响建筑物的原貌及使用功能要求；仅适用于加固实际工程条件许可的混凝土结构构件。
建筑结构加固的方法随国家经济技术水平水平和人们观念发展而不断发展。伴随我国经济实力不断增强，抗震加固的新技术（如消能隔震等）、新材料（如碳纤维、聚丙烯纤维等）及新加固工艺（如钻孔和植筋等）的出现，以及我国修订规范《建筑抗震加固技术规程》（JGJ116-2009）的实施，使建筑抗震加固的手段愈来愈多且更加规范化。我国加固改造的技术已逐渐成熟，并在未来的几十年会有更大的发展。
作者简介：王璐，1985年出生，现为哈尔滨铁道职业技术学院教师，讲师。
论文作者:王璐
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第19期
论文发表时间:2016/8/18
标签：构件论文; 结构论文; 方法论文; 预应力论文; 拉杆论文; 截面论文; 混凝土论文; 《低碳地产》2015年第19期论文;