加固方法与技术在某改造工程中的应用

1、前言

新的国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB50367－2006提出了九种加固方法和四种配套使用的加固技术。在加固设计中根据实际工程情况综合考虑各种因素，选择采用合适合理的加固方法和加固技术是结构工程师应该重点研究确定的问题，本文结合一改造工程实例，探讨加固方法的选择，以及应用加固技术时注意的问题。

2、某改造工程简介

本工程原为某医院门诊大楼，四层，砖混结构，根据业主要求，现进行升级改造，主要功能是大堂门诊、前台接待、医务办公室等，结构专业考虑的主要工作是：加设电梯两部；楼梯间位置变动；原部分医务室的间墙拆除；拆除二层部分梁板，形成内天井；局部加层，增加使用面积；屋面增置设备等。在这一工程的改造与加固设计中采用了增大截面法、外粘型钢加固法、粘贴钢板加固法等加固方法和植筋技术、拆除技术、新旧混凝土界面处理技术等配套使用的加固技术。该工程现已施工完成、投入运行，达到了预期的效果。

3、钢筋混凝土梁的加固

3.1钢筋混凝土梁加固方法的选择

由于改变用途或加层而导致部分钢筋混凝土框架梁因强度不足需要加固，钢筋混凝土框架梁的加固方法的选择是加固设计的第一步，正确的方法应该是这样的：根据新荷载验算梁的抗弯、抗剪能力，当相差不多且梁没有超筋时，首先选择粘贴钢板加固法（或粘贴纤维复合材料加固法）；若根据新的荷载情况原梁断面已超筋，则只能选择增大截面加固法和增设支点加固法。而增大截面加固法和增设支点加固法均会对使用空间造成一定的影响，应根据房间净高净空要求综合确定。本工程选择了粘贴钢板加固法和增大截面加固法两种方法，对不同的框架梁进行了加固。

3.2钢筋混凝土梁超筋的判断

3.3　增大截面法加固钢筋混凝土框架梁

增大截面法主要用于因截面不足、承载力相差较大、刚度不满足、采用其它外贴方法加固将导致超筋时，是较为简单的、可靠的加固方法，该方法要求施工时保证处理好新旧混凝土的结合面，只有被加固构件界面处理及其粘结质量符合规范要求时，方可考虑新混凝土与原结构协同工作，按整体截面计算设计。

文献1给出了当在受拉区加固矩形截面受弯构件时截面受弯承载力的计算公式和受弯构件增大截面加固后的相对界限受压区高度的计算公式，新增钢筋的强度利用系数取0.9。当加固后混凝土受压区高度X与加固前原截面的有效高度之比X/h01大于原截面的相对界限受压区高度时，应考虑原纵向受拉钢筋应力尚达不到fyo的情况。

3.4　粘贴钢板加固法加固钢筋混凝土梁

当钢筋混凝土梁截面尺寸足够时，应首选粘贴钢板加固法。但规范规定有个提高的限值，即钢筋混凝土结构构件加固后，其正截面受弯承载力的提高幅度不应超过40％。设计时应考虑二次受力的影响，规范采用折减系数考虑受拉钢板抗拉强度有可能达不到设计值的情况。

粘贴钢板的胶粘剂必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂。

当采用纤维复合材料替代钢板时，总体设计思路上相同的，但应注意纤维复合材料本身的特性，纤维方向与构件受拉方向应一致，应采用专用的匹配的粘结胶粘结。

4、植筋技术的应用

植筋技术是随着植筋胶的开发利用发展起来的，中国在80年代初已开始应用，九十年代后期，喜力得HY150型植筋胶引入中国，对植筋技术大面积的推广起了积极作用。

植筋仅承受轴向力，且仅允许按充分利用钢材强度的计算模式进行设计。承重结构植筋的锚固深度必须经设计计算确定，严禁按短期拉拔试验或厂商技术手册推荐值采用。胶粘层改善了钢筋与混凝土的粘结性能，但改善程度不大，采用一般厂商手册推荐的（10～12）d是不安全的，较为理想的状态应达到（20～25）d，锚固深度对于悬挑构件等重要构件应乘以修正系数。对于地震区，应考虑植筋位移延性要求的修正系数。

植筋用胶粘剂必须采用改性环氧类或改性乙烯基酯类（包括改性氨基甲酸脂）的胶粘剂。当植筋的直径大于22mm时，应采用A级胶。

当植筋锚固长度因原有构件尺寸限制而不能满足时，可采取以下处理方法：

植筋技术不是万能的，有其适用范围，在应用植筋技术时还应注意以下几点：

本工程新加柱钢筋、新增梁钢筋等均采用了植筋技术进行处理。当混凝土构件尺寸不满足植筋埋深时采取了如图四所示的处理方法。

5、力学原理在本工程中的应用

运用力学原理，巧妙布置结构构件，可以起到减少结构内力，节约造价的作用。结合本工程两个局部的结构处理，来进行说明。

6、结语

梁式构件的加固首先要判断梁的断面是否符合要求；当截面不足或重要构件应首选增大截面加固法；植筋技术的应用应保证满足锚固长度；应用力学知识合理确定传力方式与传力途径是结构加固与改造设计中,结构工程师应该重视的问题，巧妙应用处理得当会起到事半功倍的效果。