建筑物加固方法與分類

從結(jié)構(gòu)加固的方法來分，可分為直接加固和間接加固兩種。

一、直接加固法

直接加固法是通過一些加固補(bǔ)強(qiáng)措施，直接提高構(gòu)件截面承載力和剛度的一種方法，工程中常用以下幾種方法：

1、加大截面加固法

加大截面加固法是采用同種材料，即砼和普通鋼筋，對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，通過加大砼和鋼筋截面的面積和一些構(gòu)造措施，保證后加固部分與原構(gòu)件可靠連接，共同工作，達(dá)到提高截面承載力和剛度的目的。這是一種非常有效的加固方法，可用來提高構(gòu)件正截面抗彎抗壓承載力和斜截面抗剪承載力以及截面的剛度也可以用來修補(bǔ)開裂截面，可廣泛的用于鋼筋砼結(jié)構(gòu)梁、板、柱、墻等構(gòu)件和一般構(gòu)筑物的加固。

2、外包鋼加固法

外包鋼加固法是采用異種材料對(duì)原構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，在基本上不改變?cè)瓨?gòu)件截面尺寸的情況下，大幅度提高結(jié)構(gòu)承載力的一種加固方法。外包方式可分為干式和濕式兩種。當(dāng)外包材料與原構(gòu)件間無任何連接或雖填塞有水泥砂漿但仍不能確保結(jié)合面剪力有效傳遞時(shí)，稱為干式外包加固。當(dāng)以以乳膠水泥粘貼或以環(huán)氧樹脂灌漿等方法粘貼時(shí)，稱為濕式外包加固，干式外包加固是通過原物件變形把荷載轉(zhuǎn)嫁給新加結(jié)構(gòu)，而濕式外包加固法，則是通過粘貼措施使新老材料組合成一體，共同工作，共同受力。該方法適用于使用上不允許增大構(gòu)件截面尺寸，而又需要大幅度提高承載力的軸心和偏心受壓構(gòu)件的加固。當(dāng)采用化學(xué)灌漿外包加固時(shí)，外包材料表面溫度不宜高于60度，還要有可靠的防腐蝕措施。

3、預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固是采用異型材料（高強(qiáng)鋼筋或型鋼），通過施加預(yù)應(yīng)力迫使后加材料與原材料共同受力，達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的一種方法，該加固方法具有能夠克服被加固構(gòu)件截面力超前，減小原構(gòu)件裂縫寬度和撓度等優(yōu)點(diǎn)。適用于要求提高構(gòu)件承載力、剛度和抗裂度以及加固后占用空間小的砼受彎構(gòu)件和受壓構(gòu)件，此加固方法不適用于溫度高于60度環(huán)境下的砼結(jié)構(gòu)，也不適用于砼收縮、徐變大的結(jié)構(gòu)。

4、輔助結(jié)構(gòu)加固法

輔助結(jié)構(gòu)加固法是一種采用異種材料進(jìn)行體外加固的一種方法，它是直接用其他材料制成簡(jiǎn)單或復(fù)雜的構(gòu)架分擔(dān)原構(gòu)件荷載，形成一個(gè)組合結(jié)構(gòu)。通過原構(gòu)件變形把荷載轉(zhuǎn)嫁給后加結(jié)構(gòu)，達(dá)到共同工作提高承載力的目的。輔助結(jié)構(gòu)加固法訊息工期方便，結(jié)構(gòu)自重增加小，能夠大已此為榮提高承載力，適用于原構(gòu)件損傷較嚴(yán)重。甚至破壞，需大幅度提高承載力和剛度的砼受彎構(gòu)件，但對(duì)外結(jié)構(gòu)應(yīng)做好防腐措施。

5、外部粘鋼加固法

外粘鋼加固法是用建筑膠把加固材料粘結(jié)在受彎構(gòu)件砼表面上，起到增加截面受拉、受壓和斜截面抗剪的作用，達(dá)到提高被加固的結(jié)構(gòu)構(gòu)件正、斜截面承載力和限制裂縫發(fā)展的目的。該方法施工簡(jiǎn)單，設(shè)置靈活，是一種非常有效的加固方法。選用于承受靜荷載作用的一般受彎、受拉構(gòu)件。正、斜全部或局部加固，由于加固材料是用環(huán)氧水泥等粘結(jié)劑與構(gòu)件粘貼，使其形成整體，共同工作的，因此環(huán)境溫度不應(yīng)大于60度，相對(duì)濕度不應(yīng)大于70%，且無化學(xué)腐蝕影響，否則應(yīng)采取防護(hù)措施。

6、碳纖維布加固法

一般規(guī)定：

（1）采用粘貼碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)通過配套粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼于構(gòu)件表面，使碳纖維片材承受拉應(yīng)力，并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力。

（2）碳纖維片材用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固形式主要有：

a在梁、板構(gòu)件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，纖維方向應(yīng)與加固的受力方向一致。

b采用封閉式粘貼、U形粘貼或側(cè)面粘貼對(duì)梁、柱構(gòu)件進(jìn)行受剪加固時(shí)，纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直。

c采用封閉式粘貼對(duì)柱進(jìn)行抗震加固時(shí)，纖維方向應(yīng)與柱軸向垂直。 

d當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，碳纖維片材也可用于其它混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和受力形式的加固。

（3）粘貼碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算和驗(yàn)算。鋼筋和混凝土材料宜按結(jié)構(gòu)檢測(cè)得到的實(shí)際強(qiáng)度，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范確定相應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)；也可根據(jù)鋼筋品種和混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范采用相應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)。碳纖維片材應(yīng)根據(jù)構(gòu)件達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)變，按線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系確定其相應(yīng)的應(yīng)力。（4）碳纖維片材取廠商提供產(chǎn)品的不小于95%保證率的極限抗拉強(qiáng)度作為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcfk。碳纖維片材的極限拉應(yīng)變 取極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcfk除以彈性模量Ecf。

（5）當(dāng)采用粘貼碳纖維片材對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)，應(yīng)考慮加固后對(duì)結(jié)構(gòu)中的其它構(gòu)件或構(gòu)件的其他性能可能產(chǎn)生的影響。

（6）采用粘貼碳纖維片材對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)，必要時(shí)宜卸除結(jié)構(gòu)上的活荷載作用。當(dāng)不能完全卸載進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)考慮二次受力的影響。

（7）受彎加固和受剪加固時(shí)，被加固混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的實(shí)際混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C15。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C10。

二、房屋平移間接加固

間接加固是通過一些構(gòu)件和局部措施，改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力途徑，減少荷載效應(yīng)，發(fā)揮構(gòu)件的潛力，達(dá)到減少結(jié)構(gòu)失效概率，加固結(jié)構(gòu)的目的，工程中常采用的方法是：

1、增設(shè)構(gòu)件法

增設(shè)構(gòu)件法是在原結(jié)構(gòu)的構(gòu)件與構(gòu)件間增設(shè)一個(gè)新的構(gòu)件（如兩榀屋架間加設(shè)一榀新的屋架，兩個(gè)大梁間增設(shè)一個(gè)新梁，柱網(wǎng)間加設(shè)一個(gè)新柱等）。以減少作用在原構(gòu)件上的荷載，達(dá)到加固結(jié)構(gòu)的作用，該方法一般適用于單層工業(yè)廠房，或增設(shè)新構(gòu)件后不影響使用要求的多層房屋的樓面梁、柱的加固。該方法施工時(shí)不破損原結(jié)構(gòu)，因此施工安全。

2、增設(shè)支點(diǎn)法

增設(shè)支點(diǎn)法是在梁、板、柱上增設(shè)支點(diǎn)以減少結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度，達(dá)到減少荷載效應(yīng)，發(fā)揮構(gòu)件潛能，提高承載力，加固結(jié)構(gòu)的目的。按支撐結(jié)構(gòu)的受力性能，梁的增設(shè)支點(diǎn)加固法分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)法。剛性支點(diǎn)法是通過支撐構(gòu)件的軸心受壓把荷載直接傳遞給基礎(chǔ)劃其他承重構(gòu)件，此時(shí)，支點(diǎn)的變形相對(duì)被加固梁的撓度而言非常小，可忽略不計(jì)。彈性支點(diǎn)加固法是以支撐構(gòu)件受彎或桁架作用來間接傳遞荷載，此時(shí)，支點(diǎn)的變形不能忽略，柱的支點(diǎn)法加固可采用柱間橫向支撐法，增設(shè)支點(diǎn)法適用于房屋凈空不受限制的大跨度梁、板或高度較高的柱的加固。

3、增加結(jié)構(gòu)整體性加固法

增加結(jié)構(gòu)整體性加固法是通過增設(shè)支撐使多個(gè)構(gòu)件形成空間整體，共同工作，因?yàn)檎w破壞的概率小于單個(gè)構(gòu)件破壞的概率，因此在不加固當(dāng)中任何一個(gè)構(gòu)件的情況下提高了結(jié)構(gòu)的可靠度。

4、改變剛度比值加固法

在房屋結(jié)構(gòu)中，改變構(gòu)件的剛度比值，調(diào)整原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，改善結(jié)構(gòu)受力狀況，也可以達(dá)到結(jié)構(gòu)加固的目的，該方法多用于提高結(jié)構(gòu)水平抗力的能力。

三、加固分類

加固工程從所使用的加固材料來分類，可分為四大類。

1、鋼材

為了保證鋼骨架連接、型鋼構(gòu)架連接和預(yù)應(yīng)力加固法采用橫向張拉施工時(shí)，有利于鋼筋、型鋼和鋼板的焊接，砼結(jié)構(gòu)加固所用的鋼筋宜采用一、二級(jí)鋼，型鋼、鋼板、扁鋼和鋼管宜選用3號(hào)鋼或16錳鋼。對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力加固法，也可根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況合理選用三、四級(jí)鋼筋、碳素鋼絲或鋼絞線等強(qiáng)度較高的材料，宜采用千斤頂張拉。

2、砼

為加強(qiáng)構(gòu)件新、老砼的結(jié)合，同時(shí)考慮到原結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度一般較低，砼結(jié)構(gòu)加固所用砼強(qiáng)度等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)比原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的強(qiáng)度高一級(jí)，當(dāng)原構(gòu)件砼強(qiáng)度較高時(shí)，一般也可采用與原構(gòu)件相同的砼強(qiáng)度等級(jí)，但應(yīng)采取技術(shù)措施以保證新、老砼間有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，為加快施工進(jìn)度，減少對(duì)使用的影響，保證加固效果，宜采用早強(qiáng)砼。

3、軟材料

軟材料主要以碳纖維布為代表的軟性材料。

特點(diǎn)是：1、性能穩(wěn)定，一般無腐蝕問題。 2、重量輕，不增加結(jié)構(gòu)靜載。 3、強(qiáng)度高。4、容易手工操作，不需專門機(jī)械設(shè)備。5、施工無灰塵和噪聲污染，并可不間斷生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。

采用碳纖維加固鋼筋混凝土短柱，可防止斜裂縫出現(xiàn)或限制斜裂縫開展，顯著提高柱的受剪承載力。碳纖維布加固混凝土柱的破壞具有一定的突然性，但破壞前有聲音預(yù)兆，使破壞具有可預(yù)測(cè)性。先包碳纖維再加軸力，碳纖維對(duì)柱的約束更為有效，對(duì)柱的抗剪強(qiáng)度的提高幅度較大。碳纖維加固鋼筋混凝土短柱在反復(fù)荷載作用下的荷載—位移滯回曲線是穩(wěn)定的，與普通混凝土柱相比，具有良好的耗能能力及更小的強(qiáng)度退化。

4、連接材料

當(dāng)采用化學(xué)漿液灌漿連接時(shí)，宜采用可灌性好、收縮小、粘結(jié)強(qiáng)度高、固化時(shí)間可調(diào)整、耐久性好，且無毒的漿液。漿液固化后與砼的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)高于被粘結(jié)結(jié)構(gòu)砼抗拉抗剪強(qiáng)度。