工程结构加固方法

关键词：工程结构;结构加固;加固方法

1.引言

随着由于材料老化环境侵蚀等自然因素，设计失误施工出错偷工减料或质量低劣等人为过失，火灾撞击地震战争等灾害作用，以及设计规范改进安全储备提高等原因，大量房屋桥梁等工程结构需要加固和修复。传统的加固方法有增大截面法外包钢加固法粘钢加固法等，虽然在国内外均有大量的研究及工程应用，但这些加固方法都存在一些不足随着新型材料的产生与发展，一些新型加固方法相继产生根据工程结构加固的目的来分，新型加固方法主要用于抗弯抗剪抗压等的加固。

2混凝土结构加固的方法

2.1直接加固的方法

2.1.1加大截面加固法

当钢筋混凝土构件本身不能满足正常使用要求或承载力要求时，必须对钢筋混凝土构件进行加固。增大原结构截面加固法就是将原结构断面加大或将原结构构件配筋加大。在适筋范围内，混凝土受弯构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。

2.1.2置换混凝土加固法

该该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的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[1]。

2.1.3粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，也可以将纤维增强复合材料用于构件的抗剪区，贴于被加固构件的外表面，使它与被加固截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。

2.1.4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。素混凝土构件及低配筋率构件的锚固要按锚栓锚固法进行设计计算。

2.2间接加固的方法

2.2.1预应力加固法

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或钢撑杆对结构构件或构架整体进行加固的方法，特点是通过预应力强迫后加部分的拉杆或支撑受力，改变原结构的内力分布并降低原结构的应力水平，使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除。

2.2.2增加支承加固法

增设支点加固法是通过减小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、提高结构承载力水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑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。

3砌体结构加固方法

3.1适用于砌体结构的直接加固的方法

3.1.1钢筋混凝土外加层加固法

属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验，适用于柱带壁墙的加固，其缺点是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。

3.1.2钢筋水泥砂浆外加层加固法

属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，但提高承载力不如前者。适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3.1.3增设扶壁柱加固法

属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近，但承载力提高有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非地震区应用。

3.2适用于砌体结构的间接加固的方法

3.2.1无粘结外包型钢加固法

属于传统加固方法，其优点是施工简便现场工作量和湿作业少，适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。

3.2.2预应力撑杆加固法

能较大幅度地提高砌体柱的承载能力，且加固效果较好，适用于加固处理高应力高应变状态的砌体结构的加固。缺点是不能用于高温环境中，坏境温度不能超过60℃。

4钢结构加固方法

4.1改变结构计算图形的加固方法

改变结构计算图形的加固方法是指改变结构荷载的分布状况、传力途径、节点的性质以及边界条件，我们采用增设附加杆件和支撑、施工预应力考虑空间协同工作等措施来改变结构计算模型进而对结构进行加固[2]。

4.2加大构件截面的加固

将原构件与新增翻焊接或螺栓连接组合后，形成新的型钢截面从而满足结构功能要求。这是目前应用较为广泛的钢结构加固方法，它具有施工方便及可在负荷状态下进行加固等优点。当采用这种方法进行钢结构加固时，所选截面形式应有利于加固技术要求，并考虑已有缺陷和损伤的状况。

4.3连接方式的加固

钢结构的节点连接作为钢结构整体作用的关键环节，在设计和施工过程中，我们应做到“强节点，强连接”。对于钢结构连接方法，即焊縫、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

4.4裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择构造制造施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。

4.5FRP钢结构加固

FRP（纤维增强复合材料）作为一种新型的加固材料以其优异的力学性能及适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、轻质发展的需求，正被广泛的应用于工程结构加固中。尤其在钢筋混凝土加固领域的研究和应用已经取得了较好的发展。与传统的钢结构加固相比，采用FRP加固钢结构不会导致严重的应力集中，不会产生残余应力，同时具有施工方式简单，维修费用低廉等优点。

5.结语

在国家大力倡导节能利旧的背景下，结构加固成为了热点课题，其研究也变得尤为重要。随着科技的进步，各种新型的加固材料及技术相继出现。还有各种问有待研究解决。如：

①FRP应用加固是值得进一步探索研究。

②加固材料和混凝土之间的粘结性能也有待进一步研究解决。

③新型高强材料如何应用于结构加固。

参考文献：

[1]吴涛.预应力CFRP加固钢梁抗弯性能研究[D].武汉大学，2005.

[2]王萍，于江.砌体房屋墙体加固方法研究与应用[J].江苏建筑.2011（05）.