关键词：混凝土结构；加固；设计
0 引言
目前，随着我国经济建设的快速发展，大量早期既有建筑由于建筑功能落后、结构安全性与抗震性能不足，已不能满足人民日益增长的美好生活需要。早期建筑一是本身结构安全性不能满足要求，需要进行加固，二是建筑功能的改变需要加建，改建或者需要加固，三是我国相关规范的更新，对结构安全性尤其是抗震性能的要求有了很大的提高，既有建筑不能满足抗震性能的要求。《中国地震动参数区划图》GB18306—2015 已经取消了不设防地区， 因此在之前建造的建筑在抗震性能方面有很大隐患。既有建筑抗震加固改造具有广阔的市场，通过对既有建筑合理改造，可以避免大拆大建，实现节能减排，具有重要的经济及社会效益。而既有建筑加固具有特殊性，一是本身的结构和构造多种多样，二是业主的改造需求不同，三是改造的施工条件受限制，相对于新建结构来说，更具有复杂性和挑战性，需要进行研究。
1 现有混凝土结构加固设计方法
常用的混凝土结构加固方法有: 增大截面加固法、置换混凝土加固法、外粘型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材加固法、外加预应力加固法、增设支点加固法、 结构体系加固法等。
1) 增大截面加固法 在原截面的一侧或多侧，增加截面及配筋，提高承载力及刚度。2) 置换混凝土加固法 剔除原截面强度低或存在缺陷的混凝土，浇筑强度等级较高的混凝土进行补强，恢复原构件的承载力。3) 外粘型钢加固法 对钢筋混凝土梁、柱外包型钢、扁钢焊成的钢构架，并灌注结构胶粘剂，共同工作。4) 粘贴钢板加固法 采用结构胶粘剂将薄钢板粘贴于原构件的混凝土表面，形成复合截面，提高承载力。5) 粘贴纤维复合材加固法 采用结构胶粘剂将纤维复合材料粘贴于原构件的混凝土表面， 提高其承载力，纤维复合材环向粘贴时，可提高延性。6) 外加预应力加固法 采用钢绞线或高强钢筋布置在构件体外，通过施加预应力，提高承载力及正常使用状态下结构性能。7) 增设支点加固法 采用增设支承点， 改变结构受力状态，减小结构计算跨度，以减小结构内力。8) 结构体系加固法 针对结构的整体缺陷，采用新增剪力墙或支撑的办法，提高结构整体抗震性能。
2 混凝土结构加固方法优缺点分析
1) 增大截面加固法 该方法适应性强，应用范围广，提高承载力幅度大，尤其适用于截面超限及轴压比超限的构件，有长期的使用经验，施工简单。缺点是现场需要湿作业，施工期长，构件截面尺寸增大可能影响使用功能。
2) 置换混凝土加固法 结构加固后能恢复原貌，不影响使用空间。缺点是新旧混凝土的共同工作性能有所降低，剔凿不宜实施， 且可能损伤原结构，湿作业期长。
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3) 外粘型钢加固法 结构受力可靠，能显著改善结构性能，对使用空间影响小。缺点是施工要求较高，有机胶的耐久性和耐火性问题，外露钢件的防腐问题。
4) 粘贴钢板加固法 施工简便、快速，原构件自重增加较小，不改变结构外形，不影响建筑使用空间。缺点是有机胶的耐久性和耐火性问题，钢板需进行防腐处理，且提高承载力受限制。
5) 粘贴纤维复合材加固法 轻质高强、 施工简便、可曲面或转折粘贴，加固后基本不增加原构件质量，不影响结构外形。缺点是有机胶的耐久性和耐火性问题，纤维复合材的附加锚固问题，且提高承载力受限制。
6) 外加预应力加固法 结构加固后不存在应力滞后，可降低原结构的内力水平，基本不影响结构使用空间。缺点是施工工艺较复杂，新增的预应力拉杆和锚固件等均应进行可靠的防腐处理。
7) 增设支点加固法 受力明确， 简便可靠， 且易拆卸、 复原， 具有文物和历史建筑加固要求的可逆性。缺点是显著影响使用空间。
8) 结构体系加固法 能大幅度提高结构整体性和抗震能力。缺点是新旧结构存在差异沉降，新增结构影响使用功能。
3 混凝土结构加固实例分析
某工程主体结构为框架结构，地下 2 层为车库，地上 4 层为商业。原设计为两层挑高餐厅大堂，现根据甲方要求进行改造，地上二层加建结构，作为银行办公用房，改造后结构体系及总高度不变。
3. 1 加固设计原则
本工程在进行加固设计时，遵循以下原则：
①尽量采用工艺成熟、质量可靠、经济合理的加固方法;
②构件承载力不足在 5% 以内的构件不做处理; 构件承载力不足超过 5% 的构件， 根据构件承载力的差别情况，酌情采用粘贴碳纤维片材、粘贴钢板以及增大截面法进行加固。
3. 2 加固方案优选
1) 新增结构梁板方案 ①新增结构采用现浇钢筋混凝土普通梁板结构，新增梁纵筋采用植筋和原有柱连接; ②新增梁跨度较大，采用直接传递至柱的结构布置，避免加固原有梁，新增梁梁加宽，同时将柱截面包大，这样新增梁纵筋大多可以与柱现浇为整体，梁中部个别纵筋采用植筋与柱相连，这样可提高结构可靠性③原有板打掉混凝土，保留钢筋，和新增板钢筋绑扎或焊接连接，减小植筋数量，可减少对原有结构梁的损伤并能提高可靠性。
2) 柱的加固方案 ①轴压比超限的柱采用增大截面法加固; ②纵筋配筋不足的柱，采用外粘型钢法加固; ③抗剪承载力不足的节点核心区，采用预应力锚栓进行加固。
3) 梁的加固方案 ①配筋不足较多的梁， 采用增大截面法及预应力加固; ②配筋不足较少的梁，采用体外预应力或粘贴钢板法加固。
4) 板的加固方案 ①配筋不足较多的板， 采用浇筑叠合层的方法加固; ②配筋不足较少的板，采用粘贴钢板或粘贴碳纤维片材的方法加固; ③局部新开洞口边缘采用增设钢筋混凝土梁的方法加固。
4 结语
该工程依据不同情况，采用了增大截面法、粘贴钢板法、外包型钢法、粘贴碳纤维法及预应力包钢法加固节点等多种加固方法。综合利用了各种加固方法的优势，有利于降低工程造价，保证工程质量。由于加固工程的特殊性，同一个加固问题通常有几种解决方案。实际工程中需要依据工程的实际情况，根据业主方综合造价、 施工工期、 使用条件等要求的限制，优化设计方案，以取得较好的加固效果。
参考文献
［1］四川省建筑科学研究院．混凝土结构加固设计规范:GB50367—2013［S］ ．北京: 中国建筑工业出版社，2013．
［2］杨峰斌等.混凝土结构加固设计方法优选［J］2016年11月上第45 卷第21期.
论文作者:赵 华 陈庆玉 陈庆会 陈庆福
论文发表刊物:《城镇建设》2020年3期
论文发表时间:2020/4/3
标签：结构论文; 截面论文; 承载力论文; 构件论文; 预应力论文; 方法论文; 钢板论文; 《城镇建设》2020年3期论文;