土结构与钢结构

照明

摘要：为了提高城市土地资源利用率，缓解住房紧张问题，现代房屋建筑逐渐向高层化方向发展。高层建筑与普通建筑相比，由于自身荷载更大，为了保证建筑稳定性和使用安全，需要对混凝土结构和钢结构进行优化设计和加固。现阶段，建筑行业关于混凝土钢筋结构的加固设计已经有比较成熟的方法，例如增加截面法、置换混凝土法等。这些加固设计方法对施工技术提出了严格要求，因此探究具体加固方法的技术要点也成为保障建筑质量的重要任务。

关键词：混凝土结构;钢结构;加固设计;配套技术

引言：加固技术在现代建筑行业内的应用越来越广泛，尤其是一些新材料、新工艺的不断使用，也为建筑混凝土钢筋加固提供了必要的技术支持。但是结合以往的工作经验可知，混凝土钢结构加固需要综合考虑技术指标、经济指标和安全性能等多方面因素，避免在加固过程中对建筑原结构造成破坏影响。文章首先对混凝土钢筋结构加固设计技术进行了概述，随后列举了现阶段常见的几种加固设计方法，并对其适用性和技术要点展开了分析。

一、建筑工程中的混凝土钢结构加固技术

现阶段建筑混凝土结构和钢结构加固设计主要应用于两种情况：其一是在建筑施工阶段，考虑到建筑物自身重量较大，基层结构需要承受较大荷载，或是出于抗震设计的要求，在施工中采取混凝土结构和钢结构的加固设计，以改善建筑主体结构的性能，提高建筑稳定性;其二是在建筑投入使用一段时间后，随着建筑使用年限的增加，原有的混凝土、钢筋材料开始出现性能下降、老化问题，例如墙壁出现裂缝等。此时为了预防质量问题的出现，通过混凝土结构和钢结构加固设计，提高建筑主体的稳定性，延长建筑使用寿命。

无论是出于何种情况，施工单位在开展混凝土钢结构加固设计时，都需要根据建筑设计规划或建筑实际结构，制定详细的加固方案，明确加固各个环节中的技术要点，并采取有效的控制措施。另外，还需要考虑加固过程中，避免因为高温、振动等破坏建筑原有结构。混凝土钢结构加固应在维护建筑既有结构安全的基础上，取得加固、补强的效果，这也是施工单位在进行混凝土钢结构加固设计时需要重点考虑的问题。

二、混凝土结构与钢结构的直接加固设计

1、增加截面法

对于建筑内部的混凝土支撑构件来说，支撑面积直接决定了应力的大小。如果混凝土或钢构件的截面较大，就可以有更多的着力点进行力的分担，从而避免了因为应力过于集中而导致构件弯曲、断裂的问题。增加截面是混凝土钢结构加固的一种简单、直接的方法，但是该方法也有局限性，例如一味的增加截面可能会压缩建筑使用空间。

2、外钢加固法

在建筑原有钢筋结构的外侧，在增加一層一定厚度的钢板或数条钢筋，通过增加材料密度的方式提高钢结构的承载力。外钢加固法主要适用于那些受力比较均匀、且靠近建筑外侧的结构。进行外钢加固时，要注意做好新旧钢材料接触面的清理工作，可以采用环氧树脂灌浆方法，使新旧钢材料紧密贴合，以提高整体的强度。

3、纤维增强加固法

使用高性能的混凝土或钢材料，也可以起到直接增强结构承载力的效果。例如，在制备混凝土时，可以将高分子纤维材料掺加高混凝土的各类原料中，经过充分的混合搅拌，新形成的混凝土在凝固成型后性能得到了明显改善，在承载力、防水性、抗裂性等方面均有大幅度提升。需要注意的是，通过纤维增加加固后的混凝土结构，其耐火性有所降低，也需要在建筑施工时采取必要的防火处理。

三、混凝土结构与钢结构的间接加固设计

1、预应力下撑拉杆加固法

在外加荷载和预应力作用下，将拉杆的轴向力传递给加固构件，这是外部荷载的一部分，是基于钢筋混凝土构件和支护杆的组合结构来提高构件承载力的。这种方法可以降低加固构件的应力水平，不仅提高了加固效果，而且大大提高了承载能力，但可以用来加固原有结构，适用于大跨度或大跨度结构，且处于高应力、高应变状态。

2、辅助支撑加固法

单一的混凝土结构或钢结构承载较大荷载时，如果荷载超过结构的设计值，或是未达到设计值，但是因为地震等影响产生较大的瞬时冲击力，就容易导致混凝土结构或钢结构产生应力变形。辅助支撑加固就是在混凝土结构和钢结构的底部加装一定面积的基座，或是增加两条辅助支撑杆，形成稳定的三角形结构，以实现力的传递或分担。这样一来，间接的增加了钢结构或混凝土结构的支撑力，从而保证了结构的稳定性。

3、抗震加固设计

这是一种预防性的加固设计方法，尤其是在地震多发的地区，建筑施工中必须要做好混凝土结构和钢结构的抗震加固。主要的设计理念是在建筑施工阶段，预先给混凝土结构或钢结构施加一定的力。当后期遇到小幅度的振动后，混凝土结构和钢结构先抵消这部分力。这样一来，无形中削弱了地震灾害对建筑结构的影响，对于保证建筑整体结构的质量安全也有积极作用。在混凝土或钢材料选择时，也可以优先考虑那些具有一定延展性或较强抗震性能的材料，对于提高抗震加固效果也有很好的帮助。

4、结构相连部位的加固

通过对部分已经出现结构受损建筑的调查发现，混凝土或钢结构出现弯折或断裂的部位，多数情况都是集中在结构相连处。

虽然连接处采取了一定的紧固措施，但是在受到较大应力时，仍然会出现松动、位移、开裂等问题。尤其是随着建筑使用时间的延长，如果连接的材料种类不同，老化速度不一致，也会出现严重的问题。因此，在混凝土结构和钢结构施工阶段，应重点关注相连部位的加固工作。另外，还要做好焊接点的防锈、防腐蚀处理。

5、钢材与相连材料设计

在钢筋混凝土结构中，应选择帮助钢代替普通或轻圆形钢，从而增加钢和胶之间的接触面积，从而保证粘结能力和抗拉力性能，然后根据实际工程的需要选择用肋钢筋或用高强度的其他钢材料。在实际工程中，钢的连接方式一般形式是热连接或冷连接形式，如挤压套筒和直螺纹的形式。

四、混凝土结构加固改造配套技术应用

1、植筋技术

该技术用于对混凝土构件进行连接和锚固，方法简便易用，高效可靠，即可使用普通钢筋也可使用螺旋式锚筋，是当前房屋建筑混凝土加固改造工作中的主要方法。

2、托换技术

该技术常见的具体实施形式有托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等几种。技术综合性较高，也是当前常用的建筑混凝土加固工程的技术之一。

3、裂缝修补技术

裂缝问题是房屋建筑的质量通病，使用年限越久的建筑，裂缝问题越明显。裂缝问题如果不及时修补，还会对混凝土结构造成破坏影响，腐蚀内部钢材。为了提高裂缝修补效果，避免后期裂缝问题反复出现，还应当结合建筑材质选择相应的修补措施，例如外墙裂缝可以通过灌浆加固的方法，避免雨水继续渗入，起到了很好的修补效果。另外，像表层密封、碳化混凝土处理等，也是近年来处理建筑裂缝的有效措施，可以结合使用。

结语：混凝土结构和钢结构加固是现代建筑施工和后期养护中常用的技术手段，尤其是在一些地震频繁或地质结构复杂的环境下，更需要通过混凝土钢结构加固来确保建筑的稳定性和安全性。施工单位要结合建筑实际情况，科学选择加固设计方法，并在具体加固工作中采取有效的技术控制措施，切实提高建筑整体结构的安全。

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