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【摘 要】 混凝土构筑物在使用中出现构件损伤或功能性改变，都需要采加固措施。本文较为全面地介绍了混凝土结构加固的各种主要方法，并以加大原结构截面、原结构外粘钢板及粘贴纤维复合材三种加固法，为某国际创意园G3综合楼进行加固，使工程收到良好的社会和经济效益的案例，对建筑混凝土结构的加固技术进行了经验介绍。
【关键词】 混凝土;结构加固;粘钢加固;外粘钢板;综合楼
前言：
钢筋混凝土结构由于设计、施工、监理等过程中存在的不确定因素，同时，在长期的自然环境和使用环境的作用下，结构件受到损伤，或者因为建筑物使用功能的改变都需要对建筑物进行科学的结构评估，并采取有效的加固措施，其加固施工及加固方案必须满足新的使用条件下结构的功能要求。
现阶段大多数从事结构设计的工作者并未对结构加固引起足够重视，设计荷载很难全面考虑到使用过程中的附加作用，再加之现在经济社会的飞速发展，结构物的使用也较早达到了极限。所以，现阶段我们对结构加固方面的研究很有必要。
1.直接加固的主要方法
1.1加大截面加固法：加大截面加固法是在钢筋混凝土构件外部外包混凝土，增大构件截面积和配筋量，增加截面有效高度，从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。
1.2置换混凝土加固法：该法是剔除部分陈旧的混凝土，置换成新的混凝土，新混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级，且不得低于C20级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理，有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的粱、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。
1.3粘结外包钢加固法：粘结外包型钢加固法是把型钢（钢板）包在被加固构件的外边，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固钢筋混凝土构件粘结成一整体，使钢材与原构件整体工作共同受力。加固后的构件，由于受拉、受压区钢材截面积增大，从而正截面承载力和截面刚度都有大幅度提高。
1.4粘钢加固法：外部粘钢加固法是在钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使其整体工作共同受力，以提高结构构件承载力的一种加固方法。
1.5粘贴纤维增强塑料加固法：外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的相应区域，使它与被加固构件截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。
1.6绕丝加固法：直接在构件外饶上高强钢丝（钢绞线），该方法的优缺点与加大截面法相近。适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需要对受压构件施加横向约束力的场合。
2.间接加固的主要方法
2.1预应力加固法
2.1.1预应力水平拉杆加固法
钢筋混凝土受弯构件，上缘受压，下缘受拉。由于预应力水平拉杆的预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力。该力通过拉杆锚固端偏心地传递到原构件上，在原构件中產生偏心受压作用。该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。
2.1.2预应力撑杆加固法
钢筋混凝土受弯构件，在相应区域使用撑杆，通过施加预应力强迫撑杆受力，影响并改变原结构内力分布，从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。
2.2增设支承加固法
增设支承加固法是在需要加固的结构构件中增设支承，减少受弯构件的计算跨度，从而减少作用在被加固构件上的荷载效应，达到提高结构构件承载力水平的目的。常用于对使用条件和外观要求不高的场所。
3.其他加固方法
3.1锚栓锚固法。它适用于混凝土强度等级为C20——C60的混凝土承重结构的改造、加固，但不适用于已严重风化的结构及轻质结构;
3.2高强钢丝绳网片——复合砂浆外加层加固法，该方法与绕丝加固法相似，只是它采用的是高强钢丝绳网片，对防止砂浆或混凝土的开裂效果较好;
3.3辅助结构加固法，该方法是采用另制的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁，部分或全部分担被加固梁的荷载，从而提高整体承载力。
4.混凝土结构加固实例
4.1某工程概况
某国际创意园建设项目，G3综合楼加固改造设计工作于2010年6月完成，其结构形式为框架剪力墙结构，地下一室，地上十层，建筑面积6万平方米。原设计功能为办公、研发及职工宿舍，但在主体即将完工时，工程根据需要提出改变建筑使用功能。下面三层改为快捷酒店，上部办公和研发改为客房，另需要增加十部电梯。甲方对建筑使用功能的改变，使原结构设计无法满足未来使用的要求，必须对原结构进行加固。
4.2工程加固设计情况
G3综合楼经过重新勘测、计算，找出了结构需加固的部位，最后确定对原结构进行混凝土直接加固法。加固的具体方案为：G3综合楼原结构分别采用加大原结构截面、原结构外粘钢板及粘贴纤维复合材加固法进行加固。
4.2.1加大截面加固法（如图1）。
图1 框架柱增大截面积加固图
本方法是将原构件在新旧混凝土黏合部位的表面凿毛。板表面不平整度不小于4mm，梁表面不平整度不小于6mm，并在原构件的浇筑面上每隔一定距离凿槽，以形成剪力键，洗净后，涂覆丙乳水泥浆，同时浇混凝土。
加配、连接箍筋及负弯矩钢筋。墙体上钻孔对穿拉杆，然后施加预应力，拉杆材料一般采用钢筋或钢绞线。
4.2.2粘贴纤维复合材料加固法
先混凝土表面处理，被加固构件加固施工前，必须进行表面处理，修补裂缝、调整高差，确保结构本体表面与碳纤维布充分粘结。 然后，底胶涂布。一次配胶在45min～60min内用完，胶的搅拌采用低速机械搅拌，涂胶采用滚轮毛刷均匀涂敷。粘贴纤维时，必须确定受力及粘贴方向不能弄错;纤维布一定要铺设平整不能褶皱、弯曲;纤维布必须沿定位线粘贴，多层粘贴应逐层进行，不得一次粘贴多层纤维布;粘贴应先粘中心的一块，然后向两边扩展;在内凹角粘贴时，采用半径相同的橡皮滚轮，挤压凹角。
再涂浸渍胶。涂后到固化前，检查纤维布有无浮起、膨胀或剥落。养护固化：施工时不能让雨水、砂、灰尘附着在纤维布上。纤维布粘结后，用翅料布覆盖24h以上进行养护。最后进行表面涂装：用石棉灰浆或水泥砂浆抹层，也可设置砂浆防护层或浇筑一层高强混凝土。
4.2.3粘贴钢板加固法
用胶黏剂将钢板粘贴在构件的外部（如图2）。
图2 梁柱节点处梁顶钢板锚固
G3综合楼原结构粘钢加固的关键技术。采用环氧树脂为粘结加固剂，其粘结强度高、耐久性好、有弹性，其抗拉强度和抗剪强度完全能满足粘结的要求。即使结构遭到破坏时，裂缝不会沿着环氧树脂界面产生，而是沿着梁底靠近钢板的混凝土首先开裂破坏。但施工时注意了以下几点：
①钢板和待加固混凝土表面必须进行清洗处理。
②利用螺栓对粘结层加压，使钢板与混凝土表面紧密粘贴。
③G3综合楼原结构粘钢的钢板采用3号钢或16锰钢。用于梁底貼钢板的厚度一般为4～6mm，用于侧面粘贴的钢板厚度一般为10～15mm。粘贴的宽度不宜过大，宽度较大的加固面，以纵向分块粘贴。
④粘贴的钢板表面做了密封防水防腐处理，具体的处理方法：喷砂除锈要求为5级，钢板表面粗糙度要求为40～80μm。然后涂五层防腐材料，第一层为硅酸锌底漆70μm;第二层为环氧聚酰胺底漆25μm;第三层为环氧云母氧化铁75μm;第四层为聚氨甲酸甲脂面漆40μm;第五层为重涂聚氨甲酸甲脂面漆40μm。
结构粘钢加固的作用：
①坚固耐用：经过实践，已经证明完全能保证加固工程的质量，结构的强度和刚度都能满足设计的要求。胶粘剂30年老化试验耐久性能满足要求。粘钢加固后的结构试验，也证明强度和刚度的设计方法是正确的和可靠的。
②施工快速：在保证粘钢加固结构质量的前提下，快速完成施工任务，并能根据业务要求，在不停产不影响使用的情况下完成施工。
③简洁轻巧：粘钢加固的施工，干净利落，比较简便，现场无湿作业。完成加固后的结构外观不改变，比较轻巧，钢板薄，结构自重增加极微。
④灵活多样：粘贴钢板的方案多种多样，灵活巧妙。还可粘贴型钢、加固钢结构及砖砌体结构等。
⑤经济合理：由于施工快，避免或减少工厂停产时间，节约加固材料，费用大为节省，经济效益很高。
4.3加固效果
G3综合楼工程混凝土结构直接加固同时采用以上几种方法后，各项指标均满足要求，该建筑已交付使用，目前使用一切正常。
5.结言
建筑工程混凝土结构的加固，应与实际施工方法紧密结合，采取有效措施，保证新增构件和部件与原结构连接可靠，新增截面与原截面粘结牢固，形成整体共同工作，并应避免对未加固部分，以及相关的结构、构件和地基础造成的不利的影响。
参考文献：
[1]房屋建筑混凝土结构加固施工技术探讨，游孙才，福建建材，2012-12-28
[2]建筑混凝土结构加固方法探讨，翟传春;谢振，科技信息，2009-04-15
[3]喷射混凝土在钢筋混凝土结构加固工程中的应用研究，王科，西南交通大学，2006-07-01
[4]高等级宾馆建筑混凝土结构加固技术的研究与应用，林锦胜，许春明，建筑施工，2003-01-30
[5]碳纤维材料在混凝土结构加固工程中的应用，朱毅，硫磷设计与粉体工程，2006-07-30
[6]房建项目钢筋混凝土结构加固工程技术探讨，钟肇悦，中国高新技术企业，2013-04-10
【关键词】 混凝土;结构加固;粘钢加固;外粘钢板;综合楼
前言：
钢筋混凝土结构由于设计、施工、监理等过程中存在的不确定因素，同时，在长期的自然环境和使用环境的作用下，结构件受到损伤，或者因为建筑物使用功能的改变都需要对建筑物进行科学的结构评估，并采取有效的加固措施，其加固施工及加固方案必须满足新的使用条件下结构的功能要求。
现阶段大多数从事结构设计的工作者并未对结构加固引起足够重视，设计荷载很难全面考虑到使用过程中的附加作用，再加之现在经济社会的飞速发展，结构物的使用也较早达到了极限。所以，现阶段我们对结构加固方面的研究很有必要。
1.直接加固的主要方法
1.1加大截面加固法：加大截面加固法是在钢筋混凝土构件外部外包混凝土，增大构件截面积和配筋量，增加截面有效高度，从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。
1.2置换混凝土加固法：该法是剔除部分陈旧的混凝土，置换成新的混凝土，新混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级，且不得低于C20级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理，有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的粱、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。
1.3粘结外包钢加固法：粘结外包型钢加固法是把型钢（钢板）包在被加固构件的外边，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固钢筋混凝土构件粘结成一整体，使钢材与原构件整体工作共同受力。加固后的构件，由于受拉、受压区钢材截面积增大，从而正截面承载力和截面刚度都有大幅度提高。
1.4粘钢加固法：外部粘钢加固法是在钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使其整体工作共同受力，以提高结构构件承载力的一种加固方法。
1.5粘贴纤维增强塑料加固法：外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的相应区域，使它与被加固构件截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。
1.6绕丝加固法：直接在构件外饶上高强钢丝（钢绞线），该方法的优缺点与加大截面法相近。适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需要对受压构件施加横向约束力的场合。
2.间接加固的主要方法
2.1预应力加固法
2.1.1预应力水平拉杆加固法
钢筋混凝土受弯构件，上缘受压，下缘受拉。由于预应力水平拉杆的预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力。该力通过拉杆锚固端偏心地传递到原构件上，在原构件中產生偏心受压作用。该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。
2.1.2预应力撑杆加固法
钢筋混凝土受弯构件，在相应区域使用撑杆，通过施加预应力强迫撑杆受力，影响并改变原结构内力分布，从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。
2.2增设支承加固法
增设支承加固法是在需要加固的结构构件中增设支承，减少受弯构件的计算跨度，从而减少作用在被加固构件上的荷载效应，达到提高结构构件承载力水平的目的。常用于对使用条件和外观要求不高的场所。
3.其他加固方法
3.1锚栓锚固法。它适用于混凝土强度等级为C20——C60的混凝土承重结构的改造、加固，但不适用于已严重风化的结构及轻质结构;
3.2高强钢丝绳网片——复合砂浆外加层加固法，该方法与绕丝加固法相似，只是它采用的是高强钢丝绳网片，对防止砂浆或混凝土的开裂效果较好;
3.3辅助结构加固法，该方法是采用另制的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁，部分或全部分担被加固梁的荷载，从而提高整体承载力。
4.混凝土结构加固实例
4.1某工程概况
某国际创意园建设项目，G3综合楼加固改造设计工作于2010年6月完成，其结构形式为框架剪力墙结构，地下一室，地上十层，建筑面积6万平方米。原设计功能为办公、研发及职工宿舍，但在主体即将完工时，工程根据需要提出改变建筑使用功能。下面三层改为快捷酒店，上部办公和研发改为客房，另需要增加十部电梯。甲方对建筑使用功能的改变，使原结构设计无法满足未来使用的要求，必须对原结构进行加固。
4.2工程加固设计情况
G3综合楼经过重新勘测、计算，找出了结构需加固的部位，最后确定对原结构进行混凝土直接加固法。加固的具体方案为：G3综合楼原结构分别采用加大原结构截面、原结构外粘钢板及粘贴纤维复合材加固法进行加固。
4.2.1加大截面加固法（如图1）。
图1 框架柱增大截面积加固图
本方法是将原构件在新旧混凝土黏合部位的表面凿毛。板表面不平整度不小于4mm，梁表面不平整度不小于6mm，并在原构件的浇筑面上每隔一定距离凿槽，以形成剪力键，洗净后，涂覆丙乳水泥浆，同时浇混凝土。
加配、连接箍筋及负弯矩钢筋。墙体上钻孔对穿拉杆，然后施加预应力，拉杆材料一般采用钢筋或钢绞线。
4.2.2粘贴纤维复合材料加固法
先混凝土表面处理，被加固构件加固施工前，必须进行表面处理，修补裂缝、调整高差，确保结构本体表面与碳纤维布充分粘结。 然后，底胶涂布。一次配胶在45min～60min内用完，胶的搅拌采用低速机械搅拌，涂胶采用滚轮毛刷均匀涂敷。粘贴纤维时，必须确定受力及粘贴方向不能弄错;纤维布一定要铺设平整不能褶皱、弯曲;纤维布必须沿定位线粘贴，多层粘贴应逐层进行，不得一次粘贴多层纤维布;粘贴应先粘中心的一块，然后向两边扩展;在内凹角粘贴时，采用半径相同的橡皮滚轮，挤压凹角。
再涂浸渍胶。涂后到固化前，检查纤维布有无浮起、膨胀或剥落。养护固化：施工时不能让雨水、砂、灰尘附着在纤维布上。纤维布粘结后，用翅料布覆盖24h以上进行养护。最后进行表面涂装：用石棉灰浆或水泥砂浆抹层，也可设置砂浆防护层或浇筑一层高强混凝土。
4.2.3粘贴钢板加固法
用胶黏剂将钢板粘贴在构件的外部（如图2）。
图2 梁柱节点处梁顶钢板锚固
G3综合楼原结构粘钢加固的关键技术。采用环氧树脂为粘结加固剂，其粘结强度高、耐久性好、有弹性，其抗拉强度和抗剪强度完全能满足粘结的要求。即使结构遭到破坏时，裂缝不会沿着环氧树脂界面产生，而是沿着梁底靠近钢板的混凝土首先开裂破坏。但施工时注意了以下几点：
①钢板和待加固混凝土表面必须进行清洗处理。
②利用螺栓对粘结层加压，使钢板与混凝土表面紧密粘贴。
③G3综合楼原结构粘钢的钢板采用3号钢或16锰钢。用于梁底貼钢板的厚度一般为4～6mm，用于侧面粘贴的钢板厚度一般为10～15mm。粘贴的宽度不宜过大，宽度较大的加固面，以纵向分块粘贴。
④粘贴的钢板表面做了密封防水防腐处理，具体的处理方法：喷砂除锈要求为5级，钢板表面粗糙度要求为40～80μm。然后涂五层防腐材料，第一层为硅酸锌底漆70μm;第二层为环氧聚酰胺底漆25μm;第三层为环氧云母氧化铁75μm;第四层为聚氨甲酸甲脂面漆40μm;第五层为重涂聚氨甲酸甲脂面漆40μm。
结构粘钢加固的作用：
①坚固耐用：经过实践，已经证明完全能保证加固工程的质量，结构的强度和刚度都能满足设计的要求。胶粘剂30年老化试验耐久性能满足要求。粘钢加固后的结构试验，也证明强度和刚度的设计方法是正确的和可靠的。
②施工快速：在保证粘钢加固结构质量的前提下，快速完成施工任务，并能根据业务要求，在不停产不影响使用的情况下完成施工。
③简洁轻巧：粘钢加固的施工，干净利落，比较简便，现场无湿作业。完成加固后的结构外观不改变，比较轻巧，钢板薄，结构自重增加极微。
④灵活多样：粘贴钢板的方案多种多样，灵活巧妙。还可粘贴型钢、加固钢结构及砖砌体结构等。
⑤经济合理：由于施工快，避免或减少工厂停产时间，节约加固材料，费用大为节省，经济效益很高。
4.3加固效果
G3综合楼工程混凝土结构直接加固同时采用以上几种方法后，各项指标均满足要求，该建筑已交付使用，目前使用一切正常。
5.结言
建筑工程混凝土结构的加固，应与实际施工方法紧密结合，采取有效措施，保证新增构件和部件与原结构连接可靠，新增截面与原截面粘结牢固，形成整体共同工作，并应避免对未加固部分，以及相关的结构、构件和地基础造成的不利的影响。
参考文献：
[1]房屋建筑混凝土结构加固施工技术探讨，游孙才，福建建材，2012-12-28
[2]建筑混凝土结构加固方法探讨，翟传春;谢振，科技信息，2009-04-15
[3]喷射混凝土在钢筋混凝土结构加固工程中的应用研究，王科，西南交通大学，2006-07-01
[4]高等级宾馆建筑混凝土结构加固技术的研究与应用，林锦胜，许春明，建筑施工，2003-01-30
[5]碳纤维材料在混凝土结构加固工程中的应用，朱毅，硫磷设计与粉体工程，2006-07-30
[6]房建项目钢筋混凝土结构加固工程技术探讨，钟肇悦，中国高新技术企业，2013-04-10