摘要：通常情况下，钢筋混凝土竖向构件洞口由结构设计人员按相关专业需求设置，施工单位在施工过程中留设。工程实践中，也不免会出现在已完成的钢筋混凝土竖向构件上后开洞口的情况。构件后开洞口必然影响其在既定工况下的表现，甚至影响建筑结构整体稳定。我们强调钢筋混凝土竖向构件后开洞口加固设计与施工要点，尤为必要。
关键词：钢筋混凝土竖向构件；结构柱；剪力墙；后开洞口；粘钢加固；粘贴纤维复合材加固
1、前言
钢筋混凝土构件洞口由结构设计人员按相关专业需求留设，且须经建模验算（多利用PKPM等软件），综合分析数值模拟结果及规范要求，确定洞口及周边构造要求，最终由施工单位在施工过程中通过预埋套筒、套盒等形式留设。但是，因专业需求变更、建筑使用功能改变、专业设计沟通不畅等因素，特别是在改造加固工程中，常会出现在混凝土竖向构件上后开洞口的情况。鉴于初始设计方案难以充分考虑后开洞口对建筑构件、结构体系的影响，且后开洞口设置不当（位置、尺寸等）极易形成安全隐患的实际情况，笔者在本文中着重对钢筋混凝土竖向构件后开洞口加固设计与施工要点展开论述。
2、不同类型的钢筋混凝土竖向构件后开洞口可行性界定
钢筋混凝土竖向构件主要指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的竖向承重构件，承受垂直荷载、水平荷载及地震力，是框架、框—剪等建筑结构体系中的基本构件之一，主要包括钢筋混凝土柱、剪力墙等。
（1）钢筋混凝土柱（框架柱），主要是指承受轴向力为主的直线形竖向混凝土构件[1]，是房屋、桥梁、水工等各种工程结构中最基本的承重构件，常用作压杆，中心受压（柱为受压构件）、偏心受压（柱为受压兼受弯构件）均可。以矩形截面钢筋混凝土结构柱为例，柱截面长短边之比一般不大于3，后开洞口会明显削弱、改变杆件有效截面，且极有可能切断构件纵向受力筋、箍筋等，洞口处易形成塑性应力集中，导致构件在受压、受弯、受扭等工况下无法按原设计正常工作，成为易破坏的薄弱点。工程实践中应避免在框架柱上开洞。
（2）钢筋混凝土剪力墙，又称抗风墙、抗震墙或结构墙，是房屋或构筑物中主要承受轴向力和侧向力（如风荷载或地震作用引起的水平荷载、重力等竖向荷载）的竖向构件，用以防止结构剪切（受剪）破坏，外观呈平面或曲面形。剪力墙的受力方式与柱子不同，刚度比较大（要比柱子大上许多倍），建筑物上大部分的水平作用或水平剪力通常被分配到剪力墙上。无论何种类型剪力墙（整体墙、小开口整体墙、联肢墙和框支剪力墙），其截面高度与厚度之比均比较大，从一定意义上讲，剪力墙较为宽大的受荷面为后开洞口提供了可能性。
3、后开洞口加固设计要点
（1）钢筋混凝土柱
1）对钢筋混凝土柱而言，最优方案即避免在柱上后开洞口。
2）不得不对结构柱进行后开洞口操作时（如通过进行钻芯取样测定混凝土强度），一方面，选择在构件受力较小的部位开洞[2]；另一方面，开洞要遵循避开主筋[2]、小直径、及时有效修补（如用高一标号微膨胀细石混凝土灌实）等原则。
（2）钢筋混凝土剪力墙
钢筋混凝土剪力墙上后开洞口加固设设计要点主要涉及以下两个方面。
1）后开洞口设计须考虑因素。
剪力墙后开洞口必须考虑洞口大小、位置、墙肢长度、对剪力墙受力计算的影响等因素。如应避免在短肢剪力墙上和墙肢长度较小的剪力墙（如墙肢截面高度与厚度之比不大于8）上开洞；应避免在墙肢的端部开洞；应避开剪力墙的约束边缘和构造边缘构件的位置；应避免开洞对剪力墙的截面面积削弱太多等。
2）洞口加固设计注意事项。
设计人应复核开洞处剪力墙的轴压比，根据计算结果确定开洞对结构的影响程度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆影响较小时可采用标准图集的构造措施；影响较大，且能够控制在规范要求范围内时，结构设计人员应选取其它的补充加强措施；影响特大，且加固方效果不能满足规范要求时，应避免开洞，须另择他法。
有抗震设防要求时，加固验算除应满足承载力要求外，尚应复核其抗震能力；不应存在因局部加强或刚度突变而形成新薄弱部位；同时，还应考虑结构刚度增大而导致地震作用效应增大的影响[3]。
4、常用的加固方法。
工程实践中，需要后开的洞口多为门窗洞口、通风洞口、管道穿墙洞口等。加固方法的选择应根据实际条件和使用要求，进行多方案比较，按技术可靠、安全适用、经济合理、方便施工原则，择优选用。常用的洞口加固方法主要有增大截面加固法、外粘型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材加固法[4]。
5、后开洞口加固施工要点
在施工环节中，保证钢筋混凝土竖向构件后开洞口加固质量的关键是根据设计方案选择合理的施工工法，并确保施工操作符合工艺要求。具体阐述为以下三个方面。
（1）根设计要求，确认加固方式，区分不同的加固方式选择针对性强的施工工法。
（2）确保加固材料性能标准值符合现行国家标准《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》（GB 50728）[5]要求，其性能的设计值应符合《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367）[6]要求。
（3）根据不同的施工阶段，把握施工要点。
1）施工前，根据设计方案选择适宜的施工工法，做好洞口精准定位。
2）表面处理。加固作业前，将混凝土构件加固区域表面凿毛、清理干净[4]、涂刷结构界面剂，并做好保护；将加固材料表面清理干净、除锈，保证表面清洁干燥。
3）开洞、清孔。划定开洞区域范围边线；做好钢筋探测定位，用水钻、水锯等成孔，尽力避开主筋，孔洞清理到位。
4）植入化学锚栓。植入化学螺栓后养护30分钟，期间保证环境温度不低于5℃，固化期间严禁发生振动。
5）粘胶作业及养护。粘胶作业前，要确保用胶种类无误。粘胶作业环节必须保证胶粘剂涂布全面无露底、无气泡，纤维复合材挤（滚）压密实，保证养护时间，以便胶粘剂充分固化。养护期间严谨振动或撞击钢板。
6）后期处理。加固施工完成后，后期处理一般包括拉拔试验、完整性检测、防腐防火处理、栓头处理等方面。
6、总结
（1）对于竖向钢筋混凝土构件，结构柱不宜开洞；剪力墙后开洞口应考虑墙肢长度，开洞部位优先避开墙端、约束边缘等部位，且须经验算核定承载力；有抗震设防要求的加固，除应满足承载力要求外，尚应复核其抗震能力。
（2）加固施工必须严格执行设计要求，并确保施工各环节工程质量符合规范要求。
（3）应重视加固施工后期处理环节，保证加固施工效果。
参考文献：
[1]陈定外，白生翔等.GB/T50083-97建筑结构设计术语和标准符号[M].中国建筑工业出版社，2008，28.
[2]徐骋，邸小坛等.JGJ/T384-2016钻芯法检测混凝土强度技术规程[M].中国建筑工业出版社，2016，5.
[3]黄世敏，王亚勇等.GB50011-2010建筑抗震设计规范[M].中国建筑工业出版社，2010.
[4]徐福全，代伟明等.13G311-1加固方法及相关技术[M].中国计划出版社，2013:15-16
[5]高永昭，梁坦等.GB50728-2011工程结构加固材料安全性鉴定技术规范[M].中国建筑工业出版社，2011.
[6]梁坦，王宏业等.GB50367-2013混凝土结构加固设计规范[M].中国建筑工业出版社，2013.
论文作者:张秀丽
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/5
标签：开洞论文; 构件论文; 钢筋混凝土论文; 洞口论文; 结构论文; 剪力墙论文; 截面论文; 《建筑模拟》2018年第6期论文;