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摘要：阐述了混凝土结构加固的背景与发展，总结了混凝土结构常用的加固方法，并对各种加固方法的优缺点进行了评述，以积累混凝土结构的加固方法的经验，最后对混凝土加固技术的意义和发展前景进行了总结。
关键词:混凝土；结构；加固技术；适用范围
中图分类号： TU375文献标识码：A
1 混凝土结构加固的背景与必要性
钢筋混凝土是目前使用最为广泛的结构形式，尤其是在工业建筑与民用建筑中，混凝土结构所占比重很大。但是混凝土结构在使用30—50年以后，会有明显的劣化与损伤，从而不能满足所规定的使用要求。还有一些混凝土结构由于使用不当；有的由于建造质量不佳；有的需要满足新的使用要，需要改变其用途或进行增层。一般在这类情况下，鉴于土建投资大，拆除重建会造成很大的浪费，因此不会拆拆除重建，而是采取一定的加固改造措施，以延长一些建筑物的使用寿命或新的要求。
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套技术。
2 直接加固的一般方法
2.1 加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层, 增加截面有效高度,扩大截面面积, 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。
该法施工工艺简单、适应性强，并有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构筑物的混凝土的加固；加大截面加固法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题，且现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2.2 置换混凝土加固法
置换混凝土加固法是指对原有结构强度低,韧性差的构件料用强度高,韧性好的混凝土材料置换的方法。
该方法的优点与加大截面法相似，且加固后不影响建筑物的净空间，但同样存在现场湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
2.3 有粘结外包型钢加固法
外包钢加固是把型钢( 一般为角钢或槽钢) 或钢板包于构件的四角或两角的加固方法,外包钢加固钢筋混凝土梁也称湿式外包钢加固法, 采用该方法加固混凝土结构构件时, 应采用环氧树脂胶粘剂进行灌注, 把型钢与被加固构件粘结成一整体, 以保证型钢架和原构件形成一个整体共同受力。
其特点是受力可靠、 施工简便、 现场工作量较小, 但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600°C 以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
2.4 粘贴钢板加固法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在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) 表面粘贴强度高的钢板,使原有混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力, 约束混凝土变形, 提高了加固构件的刚度和抗裂度, 有效发挥了粘贴钢板的抗弯、 抗剪、 抗压性能,且不会在混凝土中产生应力集中。
2.5 粘贴纤维增强塑料加固法
外贴纤维加固是用树脂类胶结材料将纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作, 从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。
2.6 绕丝法
该法系通过缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用，从而提高其极限承载力和延性的一种直接加固法。
该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,或需对受压构件施加横向约束力的场合。
2.7 锚栓锚固法
该法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;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。
3 间接加固的一般方法
3.1 预应力加固法
预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构或整体进行加固的方法。
该方法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且能较大幅度的提高结构整体承载力，但加固后对结构的外观有一定的影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力与高应变状态下混凝土构件的加固。但是其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中，也不适用于混凝土收缩徐变大的结构。
3.2 增加支承加固法
增设支点加固法是通过增设支承点,减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的荷载效应,提高结构承载水平的目的。
4 混凝土结构加固的发展方向
众所周知，从第二次世界大战后至今五十多年间，建筑业大致经历了三个不同发展时期，即战后恢复的大规模建设时期，新建与旧房改造并重时期以及目前强调的维修与现代化改造为主的第三个发展期。据美国劳工部门预测，维修改造业将是21世纪最受欢迎的新行业之一。我国由于解放战争的影响，
二战后重建比其它国家推迟了5—6年， 据建设部公布的资料表明，当前我国的建设处于新城开发与旧城改造相结合的第二阶段，并正向以旧房改造为主的第三发展阶段迈进。在这一过程中，建筑物的可靠性鉴定与加固的任务十分繁重，到本世纪末，我国现有的50多亿建筑物中有50％进入老化阶段，这给建筑加固改造业带来了极好的发展机会。目前，混凝土结构加固改造应重点研究以下几个问题。
( 1 ) 加强对加固基础理论的研究，深入研究后续使用期和原结构设计使用期的关系及其对结构耐久性和使用寿命的影响，解决卸载或不卸载情况下，新旧结构或构件的共同作用同题，确立加固设计准则、 加固荷载取值及加固材料的选用规则和加固计算方法，以期达到加固规范和新设计规范的统一。
( 2 ) 重视加固技术的研究，深入研究各种加固方法对整体结构及构件的强度、延性、破坏形式的影响， 确立各种加固方法的计算公式，并进一步完善加固施工技术，加强维修改造施工机具和新型加固材料( 如修补水泥，树脂混凝土，化学粘结剂等)应用的研究。
( 3 ) 注重维修改造的经济效益，建立结构适惨度概念和经济评估方法，将建筑钫的可靠性鉴定及改造与经济问题相联系，探讨建筑物在使用期问的最佳维修改造对策，创立房屋改造经济学。
( 4 ) 加固离不开检测和鉴定，一方面要继续研究发展现代化的检测新技术，进一步完善已有的检测技术，提高各种测试仪表的测试精度。另一方面要深入研究并完善結构累积损伤理论，寿命评估理论、体系可靠度理论等，使结构的检测和鉴定结果更好地为维修改造服务。
( 5 ) 总结过去改造工程的经验，积极开展学术交流活动，加强加固施工人员的培训，提高维修改造业专业技术人员的水平。加速维修改造业施工的规范化进程。
上述混凝土结构加固技术还有待于在实践中进一步探索,随着建筑科学技术的不断进步, 新型建筑材料不断出现,更好的加固施工方法将会有更大拓展,因此,加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。
参考文献:
[1] 卓尚木,季直仓, 卓昌志. 钢筋混凝土结构事故分析与加固[M] .北京: 中国建筑工业出版社, 1997.
[2] 万墨林,韩继云. 混凝土结构加固技术[M ] . 北京: 中国建筑工业出版社, 1995.
[3] 施宁宇.混凝土加固方法概述[J] .陕西建筑, 2008.
[4] 吕西林.建筑结构加固设计[M] .北京: 科学出版社, 2001.
关键词:混凝土；结构；加固技术；适用范围
中图分类号： TU375文献标识码：A
1 混凝土结构加固的背景与必要性
钢筋混凝土是目前使用最为广泛的结构形式，尤其是在工业建筑与民用建筑中，混凝土结构所占比重很大。但是混凝土结构在使用30—50年以后，会有明显的劣化与损伤，从而不能满足所规定的使用要求。还有一些混凝土结构由于使用不当；有的由于建造质量不佳；有的需要满足新的使用要，需要改变其用途或进行增层。一般在这类情况下，鉴于土建投资大，拆除重建会造成很大的浪费，因此不会拆拆除重建，而是采取一定的加固改造措施，以延长一些建筑物的使用寿命或新的要求。
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套技术。
2 直接加固的一般方法
2.1 加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层, 增加截面有效高度,扩大截面面积, 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。
该法施工工艺简单、适应性强，并有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构筑物的混凝土的加固；加大截面加固法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题，且现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2.2 置换混凝土加固法
置换混凝土加固法是指对原有结构强度低,韧性差的构件料用强度高,韧性好的混凝土材料置换的方法。
该方法的优点与加大截面法相似，且加固后不影响建筑物的净空间，但同样存在现场湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
2.3 有粘结外包型钢加固法
外包钢加固是把型钢( 一般为角钢或槽钢) 或钢板包于构件的四角或两角的加固方法,外包钢加固钢筋混凝土梁也称湿式外包钢加固法, 采用该方法加固混凝土结构构件时, 应采用环氧树脂胶粘剂进行灌注, 把型钢与被加固构件粘结成一整体, 以保证型钢架和原构件形成一个整体共同受力。
其特点是受力可靠、 施工简便、 现场工作量较小, 但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600°C 以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
2.4 粘贴钢板加固法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在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) 表面粘贴强度高的钢板,使原有混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力, 约束混凝土变形, 提高了加固构件的刚度和抗裂度, 有效发挥了粘贴钢板的抗弯、 抗剪、 抗压性能,且不会在混凝土中产生应力集中。
2.5 粘贴纤维增强塑料加固法
外贴纤维加固是用树脂类胶结材料将纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作, 从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。
2.6 绕丝法
该法系通过缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用，从而提高其极限承载力和延性的一种直接加固法。
该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,或需对受压构件施加横向约束力的场合。
2.7 锚栓锚固法
该法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;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。
3 间接加固的一般方法
3.1 预应力加固法
预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构或整体进行加固的方法。
该方法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且能较大幅度的提高结构整体承载力，但加固后对结构的外观有一定的影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力与高应变状态下混凝土构件的加固。但是其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中，也不适用于混凝土收缩徐变大的结构。
3.2 增加支承加固法
增设支点加固法是通过增设支承点,减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的荷载效应,提高结构承载水平的目的。
4 混凝土结构加固的发展方向
众所周知，从第二次世界大战后至今五十多年间，建筑业大致经历了三个不同发展时期，即战后恢复的大规模建设时期，新建与旧房改造并重时期以及目前强调的维修与现代化改造为主的第三个发展期。据美国劳工部门预测，维修改造业将是21世纪最受欢迎的新行业之一。我国由于解放战争的影响，
二战后重建比其它国家推迟了5—6年， 据建设部公布的资料表明，当前我国的建设处于新城开发与旧城改造相结合的第二阶段，并正向以旧房改造为主的第三发展阶段迈进。在这一过程中，建筑物的可靠性鉴定与加固的任务十分繁重，到本世纪末，我国现有的50多亿建筑物中有50％进入老化阶段，这给建筑加固改造业带来了极好的发展机会。目前，混凝土结构加固改造应重点研究以下几个问题。
( 1 ) 加强对加固基础理论的研究，深入研究后续使用期和原结构设计使用期的关系及其对结构耐久性和使用寿命的影响，解决卸载或不卸载情况下，新旧结构或构件的共同作用同题，确立加固设计准则、 加固荷载取值及加固材料的选用规则和加固计算方法，以期达到加固规范和新设计规范的统一。
( 2 ) 重视加固技术的研究，深入研究各种加固方法对整体结构及构件的强度、延性、破坏形式的影响， 确立各种加固方法的计算公式，并进一步完善加固施工技术，加强维修改造施工机具和新型加固材料( 如修补水泥，树脂混凝土，化学粘结剂等)应用的研究。
( 3 ) 注重维修改造的经济效益，建立结构适惨度概念和经济评估方法，将建筑钫的可靠性鉴定及改造与经济问题相联系，探讨建筑物在使用期问的最佳维修改造对策，创立房屋改造经济学。
( 4 ) 加固离不开检测和鉴定，一方面要继续研究发展现代化的检测新技术，进一步完善已有的检测技术，提高各种测试仪表的测试精度。另一方面要深入研究并完善結构累积损伤理论，寿命评估理论、体系可靠度理论等，使结构的检测和鉴定结果更好地为维修改造服务。
( 5 ) 总结过去改造工程的经验，积极开展学术交流活动，加强加固施工人员的培训，提高维修改造业专业技术人员的水平。加速维修改造业施工的规范化进程。
上述混凝土结构加固技术还有待于在实践中进一步探索,随着建筑科学技术的不断进步, 新型建筑材料不断出现,更好的加固施工方法将会有更大拓展,因此,加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。
参考文献:
[1] 卓尚木,季直仓, 卓昌志. 钢筋混凝土结构事故分析与加固[M] .北京: 中国建筑工业出版社, 1997.
[2] 万墨林,韩继云. 混凝土结构加固技术[M ] . 北京: 中国建筑工业出版社, 1995.
[3] 施宁宇.混凝土加固方法概述[J] .陕西建筑, 2008.
[4] 吕西林.建筑结构加固设计[M] .北京: 科学出版社, 2001.