既有房屋钢筋混凝土建筑结构加固设计研究

刘建坚

刘建坚

东莞市大乘建筑工程技术有限公司

摘要：随着我国城镇化进程的不断加快，国内的房屋建筑也逐渐增加。既有房屋由于使用性质改变增大荷载量、增大使用面积在屋顶或加大空间内加层、楼层周边部分补平改造、抗震加固、满足节能需求等原因都需在既有房屋进行加固处理。随着既有房屋钢筋混凝土建筑结构加固工程的增多，加固设计的重要性也逐渐凸显出来。

关键词：房屋钢筋；混凝土；建筑结构；加固设计

引言

建筑功能加固改造技术是建筑工程施工过程中重要组成部分，在国内外获得了的广泛关注，也成为现今诸多学者的探讨的热门话题，在目前建筑工程市场中建筑功能加固技术的应用与发展均具有广阔的前景。从既有房屋加固改造设计的重要性出发，对既有房屋钢筋混凝土建筑结构的加固修复方法进行论述，并简要论述加固改造过程中施工技术要求，以期为既有房屋钢筋混凝土建筑结构加固设计提出理论性参考依据。

1建筑混凝土结构加固设计的基本要求

1.1对结构的受力特点进行了解和掌握

混凝土结构在加固前后其受力特征、受力效应存在这比较大的差异，在对原有的混凝土结构的受力特点没有掌握和了解的情况下，在对其进行加固设计时，存在着很大的效果差异。加固技术是由新旧两种材料进行结合而成的，主要是增强建筑结构的抗剪强度。

1.2结构加固材料方面的要求

在进行混凝土结构加固设计的过程中，针对材料的选择应当根据不同的加固方式进行选择，对新材料的力学指标以及能力进行分析，对混凝土的收缩性、钢材的比例极限、化学灌浆以及胶粘剂的胶结性等进行分析和了解。

1.3加固结构的构造要求

在对混凝土结构进行加固的过程中，应当促使加固部分和未加固部分在外形上的协调。针对加固材料选择的加固方式应当符合相应的力学原理，在进行加固的过程中，在圆角、焊接、搭接以及弯折等需要满足相应的要求。

2建筑混凝土结构的加固修复方法

2.1粘刚加固法

共同混凝土结构外粘粘钢板就是粘刚加固，提高房屋建筑结构的抗剪力与抗弯能力，多在承受静力作用下的受弯构件中进行加固。工程实施过程中粘刚加固法的工艺流程为，配置胶粘剂，进行混凝土与钢板表面处理，涂布胶粘剂，粘贴钢板，固定加压，固化防腐防火等。应用粘刚加固法具备施工速度快，现场湿作业量较少，不会对原有结构外观与净空造成明显影响。但在实际应用粘刚加固过程中，胶粘材料与工艺水平高低在一定程度上决定了加固质量。若施工过程中未严格按照标准操作工艺进行或胶粘材料质量不符合要求，粘钢后出现空鼓现象时，后期补救难度加大。

2.2增大截面加固法

增大截面加固法具有着成熟的设计、丰富的施工经验，且应用增大截面加固法的施工成本较低等优势得到了人们的认可与应用。增大截面加固施工的缺点包括：在施工现场应用此方法时具有较长的湿作业时间，养护周期较长，结构自重大，对建筑物的净空存在较大影响等，导致增大截面加固法在实际工程应用过程中具有一定限制。增大截面加固法适用于钢筋混凝土受弯构件加固，及受压构件的加固，对于梁、板、柱等具有较大承载力差且刚度无法满足要求时，利用增大截面加固法具有一定的优势。应用此方法时，现场检测结果对原有构件混凝土强度等级进行测评，强度等级不可低于C10，同时也需保障新旧混凝土界面处理质量、粘结质量，当界面处理与粘结质量达到规范要求时，方可考虑新旧混凝土的协同工作，并按照整体截面进行计算，根据计算结果选择合适的加固措施。增大截面加固法的施工要点包括：加固操作前的卸荷处理、连接处表面处理、新增层施工等。在施工过程中也需应用新旧混凝土截面的专业处理方法。常用的施工工艺方法包括：喷射混凝土浇筑工艺，具有施工简单，可提升混凝土质量与结合性能，相比于普通混凝土，采用喷射混凝土时具有较高的早期强度，常温下抗压强度较高，一日抗压强度可达到6.0MPa；新旧混凝土粘连强度较高，粘结抗拉强度可达到1.5~2.5MPa，接近混凝土本身强度，是普通混凝土粘结强度的1~4倍。

2.3外包钢加固法

外包钢加固法日常应用于需提升结构承载力的建筑物中进行加固，或无显著增大的原构件截面。根据原构件的连接方式，外包钢加固法可分为外粘结型钢加固法、无粘结外包型钢加固法两种，均可应用于提高截面承载能力、抗震能力的钢筋混凝土柱、梁结构的加固，对于使用环境的温度、湿度具有较高的要求。外包钢加固法的主要特点为：现场工作量少且速度快，可大幅增加建筑物受力的可靠性，同时应用此种加固法也不会增加结构截面，可使建筑结构的承载力、抗震能力显著提高，加固后原有构件混凝土由于受到外包刚缀板的约束，使构件变成三向受力对混凝土具有约束作用，也可是构件的延性进一步提高，应用外包钢进行防腐处理，使构件的耐久性显著提高。外包钢加固法的主要缺点为钢量较大、环境限度较大，使工程加固成本大幅提高，部分构件加固时需应用特质夹具，对于节点处理难度较大等。采用无粘结外包型钢加固法属于一种组合结构；由于型钢、原构件二者之间无有效连接，所受外力的分配方式只能选择按照原柱与型钢之间的刚度进行分配，不能将二者视为符合构件进行受力计算，导致施工过程中钢材耗费较大，同时此方法仅在不适宜应用胶粘的场合应用。外包钢加固法的施工工艺如下：进行型钢骨架制作，需严格按照现场被加固构件的外围尺寸对型钢骨架、钢套箍部件进行制作，同时部件上方预钻空洞，切口位置、尺寸与数量等均需与设计图纸向吻合；界面处理，严格按照设计要求进行混凝土表面需进行清理、打磨、糙化处理，清理与凿毛时不可打成沟槽，对于原构件混凝土截面棱角需进行打磨圆化处理，磨圆混凝土表面无松动骨料；型钢骨架安装：乳胶水泥浆、水泥砂浆需按设计要求进行配置；安装型钢骨架各肢，并与缀板、箍板、其他链接件进行焊接操作，保障焊接平直均匀，无漏焊、虚焊现象，且焊接质量需符合我国现行的GB50205—2001《钢结构工程施工质量验收规范》；焊接结束后，按照原工艺与配比将施工造成的型钢骨架未填水泥砂浆、乳胶砂浆部分填实；留置注浆孔与排气孔；将型钢、缀板周边缝隙、螺栓周围间隙，应用合理的调配比例下调配出的封缝胶进行密封。

3现有钢结构框架加固改造方法

现如今，国内经常使用的结构框架加固改造方法如下：根据既有房屋的鉴定报告，现有建筑物结构主要采用单向框架需进行加固处理。可采用粘碳纤维加固，增设加密箍，将单向框架更改为双向框架体系，使改造后的建筑物可最大限度满足现有规范要求；根据既有房屋的鉴定报告，结构主体呈不规则扭转。需在实际施工过程中采用加大柱截面，加强与最大唯一点相连的框架梁进行加固处理；根据鉴定报告，既有房屋混凝土强度未超过C20，且框架柱肢距无法满足现行房屋建筑规范要求，应用粘纤维布加固方法增大混凝土约束力；根据鉴定报告显示，现有建筑物部分框架无法架柱轴压比超限，可采用加大截面加固处理方法。

结语

总而言之，既有房屋存在着自身老化、荷载量增大、不符合现今房屋建筑功能要求等问题，进行钢筋混凝土建筑结构加固成为重要工作。对既有房屋进行结构加固，可有效提高既有房屋的安全性、功能性、节能性，增加既有房屋的使用年限，在保障居民的人身财产安全的基础上，实现既有房屋建筑的最大应用价值的利用。

参考文献

[1]韩升.既有钢筋混凝土框架结构加固后整体抗震性能[D].合肥，2016.

[2]王晨光.多层砖砌体结构抗震加固实例分析研究[J].建筑工程技术与设计，2017（5）：1107–1108.

[3]司旭鹏.高烈度区钢筋混凝土框架结构抗震加固方案评选方法研究[D].兰州：兰州交通大学，2017.