苗永亮
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摘要:由于承载力不足和使用功能的改变等因素导致钢筋混凝土柱需要进行加固改造。介绍目前土木工程施工中常 见的钢筋混凝土柱加固方式,阐述各种加固方法的原理和优缺点,为工程应用提供参考。
关键词:钢筋混凝土柱;加固技术;分析
在土木工程施工中钢筋混凝土结构往往存在刚度和强度 上的问题，该问题会影响到建筑物的美观性和使用性能，严 重情况下引发安全事故。造成上述问题的原因在于工程设 计环节与施工环节存在问题;已建的建筑结构使用功能发生 变化;建筑设计标准的更新;自然灾害对建筑结构的破坏 等。由于对未满足相关标准的钢筋混凝土结构进行拆除重 建需要花费大量的财力、物力及人力，因此在一定情况下， 需要对这些没有未满足相关标准的钢筋混凝土结构进行加固 与改造，让其强度与刚度符合相关标准，进而有效保障钢筋 混凝土结构的安全性，使之具备良好的使用性能。在结构柱中最为常见的就是钢筋混凝土柱。在实际工程 中常常因为设计不周、施工质量差、施工现场管理不善等原因， 导致RC柱的人为缺陷。在使用过程中,RC柱会由于侵蚀性 介质的腐蚀、钢筋的锈蚀等出现耐久性问题，建筑物改变使用 功能、荷载增加，民用建筑中房屋结构加层改造、工业厂房中的 设备增设及公路、铁路桥梁因为设计荷载的增加需要带来承载 力不足,加上原有抗震设计标准较低,抗震性能与现行抗震规 范要求相差较大,地震、火灾等偶然因素也会引起混凝土柱的 抗震性能不良等诸多影响其安全和使用功能的问题非常普遍。 同时,虽然我国建筑物的设计基准期为50年,但限于我国国 情,建国初期建成的大量建筑物已逐渐接近或超过50年,其中 的大部分仍不可能推倒重建。这就迫切需要采取切实有效的 加固改造方法来大幅提高结构柱的承载力,同时又显著改善其 抗震性能。 随着土木工程施工技术的发展和新材料的开发利用,钢筋 混凝土柱的加固方式也越来也多。常见的加固方法有增大截 面加固法、外包钢加固法、外粘FRP材料加固法、预应力加固 法和复合加固法等多种方法，下面对几种常用的加固方法作简 要介绍。
1.建筑结构中钢筋混凝土加固的必要性
1.1保证建筑结构的稳定性
与其他类型的建筑结构相比，钢筋混凝土结构整体性较好，成 本较低，使用寿命较长，并且表现出良好的防火性，正是基于钢筋 混凝土结构的上述优势，使得其逐步成为现阶段应用频率最高、使 用范围最广的建筑形式。受制于传统钢筋混凝土建筑结构施工思维 与施工方式，现阶段我国钢筋混凝土施工过程中普遍性存在建筑工 程后期维护不规范，施工技术缺乏指导性指标，导致钢筋混凝土施 工质量较低，难以真正满足实际的使用需求。为了弥补现阶段钢 筋混凝土在施工阶段存在的问题，各施工企业着眼于实际建筑条件， 采取必要而有效的加固手段，对老化损伤等进行应急处理，确保建 筑项目的安全高效使用。
1.2增强建筑耐久性
现阶段我国建筑施工人员专业素质相对较低，在实际施工环节, 施工人员难以从专业层面出发，对施工工艺、施工设备使用方案进 行确定优化，这种情况的出现，无疑会降低建筑结构的稳定性与耐 久性。而加固技术在实践环境的使用，在一定程度上能够弥补建筑 结构施工工艺等方面存在的问题，有效延长建筑结构的使用寿命。
2.建筑结构钢筋混凝土加固技术方法
2.1加大截面法
从物理学规律来看,在建筑结构总受力强度不发生变化的情况下, 增加建筑受力面积，能够有效降低单位面积的受力强度。基于这种 认知，在建筑结构钢筋混凝土加固过程中，技术人员可以增加钢筋 混凝土有效受力面积，降低钢筋混凝土组件承载力，提升建筑结构 的整体稳定性。加大截面法，技术原理相对简单，操作难度系数较小， 同时技术工艺较为成熟，与其他加固方法相比，加大截面法成本较低， 周期较短，是目前较为常见的建筑结构钢筋混凝土加固方法。但是 这种加固方式也呈现出一定的弊病，具体来看，加大截面法新增的 受力结构，造成建筑结构外观发生变化，对原有建筑功能可能会造 成损害。同时这种加固手段，在一定程度上减少了建筑结构的使用 空间，无形之中给建筑结构的实用性带来不利影响。
2.2粘贴碳纤维复合材料法
众所周知，碳纤维兼具了碳和纤维的特性，不仅具有碳材料的 固有特征，而且具有纤维的柔软和可加工性能。它作为一种力学 性能优异的新材料，比重还不到钢的1/4，但是其抗粒强度却是钢 的7-9倍。结构构件的刚度越大，在建筑工程的应用前景越广阔。 施工技术人员将粘贴纤维布作为切入点，与传统建筑材料相比，碳 纤维复合材料受拉强度有了明显的提升。借助于纤维材料的材质优势, 提升加固效果，降低加固工作操作难度。具体来看，施工技术人员 在使用粘贴碳纤维复合材料加固技术的过程中，需要依据使用情况,合理选择碳纤维布、碳纤维编织布等，借助于对碳纤维复合材料的 合理使用，达到提升钢筋混凝土结构抗拉能力的目的，完成钢筋混 凝土加固的目的。
2.3改变受力体系加固法
建筑混凝土工程的改变受力体系加固法是通过增设支承点来减 小结构计算跨度，改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。 梁、板在跨中增设支点后，减小了跨度，从而能较大幅度地提高承 载能力，并能减小和限制梁、板的挠曲变形。该法简单可靠，但易 损害建筑工程物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间;适用于 具体条件许可的混凝土结构加固。
2.4注浆加固技术
注浆加固技术主要着眼于钢筋混凝土结构裂缝病害，注浆加固 技术原理在于使用环氧树脂类粘合剂以及密封剂，完成对混凝土裂 缝的加固操作，从过往情况来看，注浆加固技术能够有效应对混凝 土裂缝，提升加固效果，延长使用寿命。
2.5增设支点加固法
增设支点加固法是一种简单、可靠又比较经济的加固方法，这 种方法能够通过增加支撑點的数量来降低建筑物结构计算出来的跨 度，改变了建筑物结构的内力的分布方式，从而提高了建筑物整体 的承载能力，并且在板构件和梁构件中增加支点数量，不但可以减 少跨度，而且可以在很大程度上提高了结构的承载能力，并可以减 小限制梁板发生挠曲变形的可能性。这种方法适合运用在有比较大跨度的梁板等水平结构以及净空不受限制的大跨度结构的加固。
2.6粘贴钢板法
粘贴钢板这种加固方法，用粘结剂(建筑结构胶)将钢板粘贴在 已开裂构件需要加固的部位上，以提高结构承载力的一种方法。从 力学角度来看，钢筋混凝土结构受损部分受到拉力以及剪力的双重 作用。为了有效应对拉力、剪力对建筑结构的损伤，施工技术人员 采取粘贴钢板的加固方式，使得原建筑组件与粘贴钢板相互作用, 拉力与剪力的破坏作用。粘贴钢板的加固方式常用于桥梁项目 之中，从施工技术角度来看，粘贴钢板加固方法施工难度较低，施 工周期较短，在加固操作之后，加固部分能够快速投人使用、同时 与加大截面加固方法相比，粘贴钢板所需要的施工空间较小，加固 部分对于建筑内部空间的占有量较低。但是由于加固材料以及施工 技术的影响，粘贴钢板加固方法成本支出较高，也存在着一定的应 力泄后的情况，影响了加固效果。
3.结束语
综上所述，土木工程混凝土加固补强过程中，由于每种方法的 施工环境、施工工艺、工程造价和利润都不相同，所以选择什么样 的加固方法，应针对建筑工程物的具体情况来确定。混凝土加固技 术仍将是我们今后要面对的一个十分严峻的课题。为此我们要不断 地在理论研究和实践中探索出一套成熟的经验和方法，这对国民经 济的发展具有极大的经济和现实意义。
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