在选择合适的结构加固方法时,需考虑对结构外观的影响及不同加固方法的耐久性。应评估结构外观对加固方案的影响,确保加固设计不破坏建筑美学。比较不同加固方法的耐久性,选择能延长结构寿命、提高其安全性和功能性的方法。碳纤维加固法可显著提升结构的承载力和抗震性能,而包钢加固法则适用于钢筋锈蚀严重的结构。综合考虑这些因素,可以确定最合适的加固策略。
一、选择结构加固方法的总体原则
结构加固方法的选用准则,应根据当地条件,进行多方案比较,按技术先进可靠,经济合理原则,择优选用。
二、考虑结构加固的类型
- 体系加固与构件加固
- 对于房屋结构加固工程,可分为体系加固和构件加固。体系加固是针对房屋结构整体抗震性能不足,以现行抗震鉴定标准为依据进行的加固;构件加固是针对局部构件承载力不足而进行的局部构件的加固。在局部构件加固中,需要综合考虑是否会对整体结构造成影响,防止因局部增强影响其他构件安全。当房屋结构加固工程遇到体系加固与构件加固并存时,应优先考虑体系,其次才是构件。
- 不同类型构件加固时,应优先考虑重要结构及关键构件。
- 单一方法与综合方法
- 不同的加固方法所起到的作用是不一样的,单一方法有效性较差时,应优先考虑综合法,这样才能保证结构加固工程的质量。
三、不同加固方法及其适用情况
- 加大截面加固法
- 适用范围:可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固。
- 优点:施工工艺简单,适应性强,有成熟的设计和施工经验。
- 缺点:现场湿作业工作量大,养护期较长,对生产和生活有一定影响;对结构外观及房屋净空也有一定影响,梁板上捣混凝土后浇层时,还会增加结构自重,且嵌入的钢筋锈蚀和混凝土劣化的危险性很大。
- 外包钢加固法(分干式、湿式两种形式)
- 适用范围:适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固。当采用化学灌浆外包钢加固时,型钢表面温度不应高于60℃;当环境具有腐蚀性介质时,应有可靠的防护措施。
- 优点:不增大混凝土截面尺寸的情况下提高承载力。
- 缺点:需考虑型钢的防护等问题。
- 预应力加固法(采用外加预应力的钢拉杆,分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种或撑杆)
- 适用范围:适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝土承重结构。不宜用于处在温度高于60℃环境下的混凝土结构,否则应进行防护处理;也不适用于混凝土收缩徐变大的混凝土结构。
- 优点:具有加固、卸载和改变结构应力分布的三重效果,适用于大跨度结构加固,以及采用其他方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固,预应力可使原梁产生反拱抵消部分原梁的荷载挠度,从而改善钢筋混凝土结构的受力性能,提高原梁的承载力。
- 缺点:增加了施加预应力的工序和设备,施工工艺复杂,维护困难,耐久性差,而且还占有一定空间,影响外观与使用。
- 改变结构传力途径加固法
- 增设支点法
- 适用范围:是以减小结构的计算跨度和变形,提高其承载力的加固方法。按支撑结构的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种。
- 优点:简单可靠,通常适用于梁、板、桁架、网架等结构的加固。
- 缺点:影响原结构的建筑布局或使用空间减少,使用功能受到一定限制,并对生产和生活的影响较大。
- 托梁拔柱法
- 适用范围:在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同可分为有支撑托梁拔柱、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿托梁拔柱等方案,适用于要求厂房使用功能改变、增大空间的老厂改造的结构加固。
- 优点:可在特定条件下进行柱子的改造加固。
- 缺点:施工相对复杂,需要考虑上部结构的稳定性等问题。
- 增设支点法
- 外部粘钢加固法
- 适用范围:适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
- 优点:具有方案设计及结构计算简单,不损伤原混凝土构件,施工方法简便,周期短,现场作业量小,对原构件外形尺寸影响小等优点。
- 缺点:基体混凝土强度等级一般不低于C15,环境温度不超过60°C,相对湿度不宜大于70%,后期维护费用较高,不宜用于腐蚀环境中;从破坏试验看,依旧是依靠被加固的混凝土表面来传递剪力以达到协同工作进行加固的目的。
- 粘贴碳纤维加固法
- 适用范围:适用于混凝土构件加固。
- 优点:自重轻,材料自身几乎不增加重量;强度高,固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍;劳动强度小,一个作业面只需一至两人操作即可;施工工期短,熟练工人每人每天可完成近200平方米左右。
- 缺点:应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好,材料费用较高。
- 置换混凝土加固法
- 适用范围:适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。
- 优点:施工工艺简单方便,工期短,占用空间小,不影响使用功能,而且造价比较低,经济合理。
- 缺点:无(文档未提及明显缺点)。
- 裂缝修补技术(采用化学灌浆的方法)
- 适用范围:恢复结构整体性、耐久性、防水性和外观等。
- 优点:可对结构的多种性能进行恢复。
- 缺点:无(文档未提及明显缺点),灌浆材料可采用环氧树脂、甲基丙烯酸脂和微膨胀水泥浆等。
四、结合实际工程需求选择
- 根据工程造价和预算
- 不同的加固工程,加固预算不同。不同的加固方案所需费用相差较多,如同样的加固工程,使用混凝土材料还是碳纤维布材料加固,材料费用和施工费用会不同。
- 根据房屋存在的质量问题
- 例如框架梁加固工程,粘钢锚固法造价低、施工简单、占用空间小、加固效果好,碳纤维加固法自重轻、强度高、劳动强度小、工期短,但在负弯矩部位加固效果不如钢板。框架柱加固工程中,外包钢加固法(分干作业法与湿作业法)可在不增大混凝土截面尺寸的情况下提高柱的承载力。





结构加固方法的成本效益分析
加固方法对结构外观的影响
不同加固方法的耐久性比较
加固工程中的环境保护措施