城市更新|既有建筑改造—钢筋混凝土结构加固常用方法
猫狮子
2025-04-18
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混凝土结构加固是对可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施，使其具有现行标准及业主所要求的安全性、耐久性和适用性。
混凝土结构长期暴露在外，风吹日晒雨淋，大自然的摧残可从不手软。紫外线日复一日地照射，让混凝土表面的水泥浆逐渐老化、剥落，骨料外露，致使混凝土表面防护层失效，骨料暴露，结构强度受损。雨水看似轻柔，却带着酸性物质，慢慢渗透进混凝土内部，与水泥发生化学反应，侵蚀着结构的筋骨。而且，冬季的低温还会让水分结冰膨胀，产生冻融循环，在混凝土内部制造一道道微小裂缝，这些裂缝又为更多的侵蚀打开方便之门，久而久之，强度大幅下降，安全隐患悄然滋生。
在建筑物的使用过程中，有时候需求会悄然发生变化。比如，仓库原本规划存放轻型货物，后来却堆满了重型机械设备；办公楼里新增了大量密集的办公设备，楼层荷载远超设计之初。又或者，在房屋改造时，随意拆除承重墙、增设夹层，这些变动都让原有的混凝土结构苦不堪言。它们原本的设计承载能力被突破，长期处于高压之下，内部应力失衡，裂缝、变形也就接踵而至，严重时甚至可能瞬间崩塌，酿成大祸。
对上述钢筋混凝土结构出现的情况，可通过混凝土结构加固的技术措施对其进行处理，可以提高其承载能力、耐久性等相关性能指标。
1、增大截面加固法
适用于钢能混凝土受弯和受压构件的加固。即增大原构件截面面积并增配钢筋，以提高其承载力和刚度一种直接加固法。此为混凝土结构加固常用手段，其原理类似为构件扩充承载能力，形象而言即增肌原理，易于理解。
施工工序：混凝土界面处理→钻孔→植筋→箍筋制作、安装→模板安装→混凝土（水泥基灌浆料）浇筑及养护→验收。
它适用于各类梁、板、柱、墙的加固，且它凭借成熟的设计与施工经验，让施工者操作起来得心应手。不过，该方法的缺点是湿作业时间较长，养护期间得小心翼翼限制荷载，还会使建筑内部空间稍显局促，结构自重也有所增加。
2、粘贴纤维复合材料加固法
适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件加固。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，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。
施工工艺为：基层处理→底胶涂刷→粘贴碳纤维布→养护→成品保护。
和外粘贴钢板相似，同时还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，应遵循中华人民共和国国家标准《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367 - 2013）第 10.1.7 条之规定，妥善落实防护措施。
3、粘贴钢板加固法
适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件加固。
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。
该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平，并应按《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2013）第9.1节之规定，妥善落实防护措施和选材料要求。
4、外包型钢加固法
粘结外包型钢加固法通过改性环氧树脂胶粘剂，将型钢紧紧粘贴在构件表面，两者合二为一，共同抵抗外力。这种方法受力极为可靠，施工还简便快捷。
其施工工艺为：基层处理→卸载及加固件就位固定→嵌补缝隙→灌胶→固定与加压→表面防护。
多用于那些不允许截面尺寸大幅变化，又急需提升承载能力的结构。但要注意，钢材虽强，却怕火怕腐蚀，应按《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2013）第8.3.5条之规定，妥善落实防护措施。
某厂房于2016年7月开工建设，2017年12月停工，已全部完成了建筑工程的地基与基础、主体结构、建筑装饰装修、设备安装等各项分部工程。
自停工起长期没有投入使用，2023年10月，我院受甲方委托对该项目进行加固设计，出具了通过施工图设计审查的全套设计文件。下面是该项目代表性构件加固方法的图解。
基础加固类型一
采用柔性基础改为刚性基础。
▲图集做法
▲现场施工
基础加固类型二
独立基础改为条形基础。
▲图集做法
▲现场施工
柱加固
对轴压比和承载力不满足要求柱采取增大截面和外包型钢的方式进行加固。
▲现场施工
梁加固
对评定等级为Cu级和承载力不满足要求的混凝土梁采取增大截面、粘贴碳纤维布的方式进行加固。
▲现场施工
▲现场施工
楼板加固
对评定等级为Cu级的楼板采用改性环氧树脂类等聚合物注浆料进行压力注浆封闭后，采取粘贴碳纤维布的方式进行补强。
▲现场施工
该厂房通过上述加固技术，对结构进行全面优化，确保建筑稳固安全。如今，厂房已顺利完成改造，重新焕发新生 ，投入使用。
综上所述混凝土结构加固设计，绝非简单的修补，而是有理论依据、有规范规定、有实验验证的系统结构方法。它承载着安全的重任，关乎着资源的合理利用，更牵系着城市的可持续发展。
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