1. 增大截面加固法
- 原理:通过增加原结构构件(如梁、柱、墙)的截面面积,同时配置新的钢筋,使构件的承载能力、刚度和稳定性得到提高。一般是在原构件表面浇筑一层新的混凝土,让新旧混凝土共同工作。
- 适用场景:常用于混凝土梁、柱的抗弯、抗压和抗剪能力不足的情况。例如,当建筑物增加层数或改变使用功能,导致原有结构构件承受的荷载增大时,可采用此方法。
- 优点:加固效果可靠,能显著提高结构的承载能力和刚度;施工技术相对成熟,质量较易控制。
- 缺点:会增加结构自重,对基础可能产生附加应力;湿作业工作量大,养护周期长,会对建筑物的使用产生一定影响;施工空间要求较高,可能会缩小室内空间。
2. 外包钢加固法
- 原理:在混凝土构件的四角或两角包以型钢(一般是角钢),并在型钢间用缀板连接,形成钢构架与原构件共同受力。分为干式和湿式,湿式是在型钢与原构件之间灌注粘结剂,使二者更好地协同工作。
- 适用场景:适用于需要大幅度提高构件承载能力,而又不希望过多增加构件截面尺寸的情况。对于梁、柱构件的加固较为常用,如在对既有建筑进行抗震加固时,可用于提高柱的抗剪能力和延性。
- 优点:施工简单、快速,对建筑物的使用空间和外观影响较小;受力可靠,能有效提高构件的承载能力。
- 缺点:用钢量较大,加固成本相对较高;对于外露的钢材需要做好防腐措施;干式外包钢加固的整体性稍差。
3. 粘贴钢板加固法
- 原理:用专用的结构胶粘剂将钢板粘贴在混凝土构件表面,使钢板与混凝土形成整体,共同承受荷载。通过钢板承担一部分拉力或压力,来提高构件的承载能力、刚度和抗裂性能。
- 适用场景:适用于受弯、受拉构件的加固,如梁、板的抗弯加固和柱的抗剪加固。在因使用功能改变导致结构构件受力增大,或者结构构件出现裂缝、变形等情况时可以采用。
- 优点:施工便捷,不需要大型施工设备,对现场的施工条件要求较低;基本不改变结构的外形和使用空间;加固速度快,能在较短时间内完成加固工程。
- 缺点:对胶粘剂的性能要求较高,如粘结强度、耐老化性等;钢板容易生锈,需要做好防锈处理;加固后的构件耐久性受胶粘剂和钢板防锈措施的影响。
4. 粘贴纤维复合材料加固法
- 原理:利用结构胶粘剂将纤维复合材料(如碳纤维布、玻璃纤维布)粘贴在混凝土构件表面。纤维材料具有很高的抗拉强度,在构件受拉时,纤维材料能够分担拉力,提高构件的承载能力、刚度和抗裂性能。
- 适用场景:适用于各种形状的混凝土构件,尤其适用于对自重增加较为敏感的结构和对外观要求较高的建筑。例如,在古建筑的加固和对空间有限的建筑内部结构加固中应用广泛。
- 优点:重量轻,基本不会增加结构自重;材料强度高、耐腐蚀;施工方便,可在狭小空间内施工;对原结构外观影响小。
- 缺点:材料成本相对较高;耐高温性能较差;对施工工艺和施工环境要求较高,如粘贴时需要保证粘贴面清洁、干燥,环境温度适宜等。
5. 植筋加固法
- 原理:在混凝土结构中钻孔,注入植筋胶,然后将钢筋植入孔中。植筋胶固化后,钢筋与混凝土通过植筋胶的粘结力和摩擦力共同工作,从而达到新增构件与原结构连接或对原结构进行加固的目的。
- 适用场景:用于新增结构构件与原有结构的锚固,如新增梁、板与原墙体或柱的连接;也可用于对原结构构件的加固,如在梁、柱截面加大加固时补筋等情况。
- 优点:施工简单、灵活,对原结构损伤较小;能够有效提高结构的整体性和承载能力;可根据需要在不同位置植入钢筋。
- 缺点:对植筋胶的质量要求很高,质量差的植筋胶会影响加固效果;钻孔和清孔工作要求严格,否则会影响钢筋与混凝土的粘结。
6. 置换混凝土加固法
- 原理:将原结构构件中质量差(如强度不足、存在严重缺陷)的混凝土部分剔除,然后重新浇筑强度等级更高、质量更好的混凝土,使构件的承载能力得到恢复和提高。
- 适用场景:适用于混凝土构件存在局部缺陷(如蜂窝、麻面、疏松等)或局部受压区混凝土强度不足的情况。例如,在混凝土柱的底部因长期受水侵蚀导致混凝土强度下降时,可采用置换混凝土的方法进行加固。
- 优点:能够有效提高构件的局部质量和强度;加固后不影响建筑物的净空;可以根据构件的实际情况有针对性地进行加固。
- 缺点:施工过程较为复杂,需要对原结构进行局部拆除,会产生一定的建筑垃圾;湿作业时间较长,对施工进度有一定影响;新旧混凝土的结合处需要进行特殊处理,以保证二者共同工作。
7. 裂缝修补加固法
- 原理:对于混凝土结构构件出现的裂缝,采用灌浆或表面封闭等方法进行处理。灌浆是利用压力将灌浆材料(如环氧树脂、聚氨酯等)注入裂缝中,填充裂缝并使结构恢复整体性;表面封闭是在裂缝表面涂抹密封材料,防止水分、空气等有害物质进入裂缝,避免裂缝进一步扩展。
- 适用场景:适用于各种宽度和深度的裂缝。对于宽度较小的非结构性裂缝,可采用表面封闭法;对于宽度较大、较深的裂缝,尤其是对结构安全有影响的裂缝,采用灌浆法。
- 优点:施工简单、快捷,能够有效防止裂缝的进一步扩展,提高结构的耐久性;对于不影响结构安全的小裂缝,表面封闭法成本较低。
- 缺点:对于深层裂缝,灌浆效果可能受到多种因素(如裂缝形状、灌浆材料性能等)的影响;修补后的裂缝可能会在一定条件下再次出现,需要定期检查和维护。