第１期（总第141期
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钢筋混凝土结构建筑以其诸多优点而得到了广泛的应用，但受到设计错误、原材料不达标、施工不当等诸多因素的影响，会不同程度地出现混凝土建筑结构损伤和破坏现象，为了恢复和改变其使用功能，需要对存在缺陷的钢筋混凝土结构建筑进行加固设计。目前钢筋混凝土结构建筑加固设计在理论和实践方面都取得了较大的成就，但由于不同钢筋混凝土结构建筑破损因素不同，应结合具体实际对适宜加固设计的应用进行研究。
1钢筋混凝土结构建筑加固设计要点分析（１）首先应做好调查研究工作，查看建筑工程有关原始资料，摸清事故特征和外观表现，切实掌握实际状况，并在此基础上进行综合分析和全面评定。可依据《民用建筑可靠性鉴定标准》和《工业厂房可靠性鉴定标准》对建筑工程实施可靠性鉴定，形成鉴定结果，确定结构破坏后果的严重程度和加固设计的内容、范围。应充分结合工程施工条件、资源供应情况以及业主对使用功能等诸方面的实际要求进行综合考虑，确定加固设计改造后房屋建筑结构应达到的安全等级，实施加固改造方案的设计，才能保证加固方案切实可行。
（２）既有房屋加固设计改造一般会对众生活和生产造成直接影响，在制定加固设计方案和相关措施时，要尽量避免搬迁或停产，减少对使用者生活或生产的影响。例如，加固尽可能放在建筑物外围，内部施工湿作业尽量少，从而减少对生产和住户的干扰。
（３）加固方案设计时应以房屋的重要程度为依据，分清主次，区别对待。如对人员相对密集的影剧院、商场、礼堂等建筑加固设计时应重点考虑适当提高安全等级，同时应避免不必要的拆除，尽可能利用有价值的结构，但要确保保留部分安全可靠性，对拆除的材料也应考虑回收利用的可能性。
（４）在抗震设防地区，加固设计方案除保障结构或构件满足承载力要求外，还需保证足够的抗震能力，不应出现因局部加强致使构件刚度突变，形成新的薄弱部位对抗震不利，加固后结构刚度的增大也要注意到导致地震效应相应增大带来的不利影响。所以结构加固设计应满足抗震要求，提高和强化结构的整体性和延性。
（５）结构损坏是因地基不均匀沉降、振动、高温、腐蚀等原因造成的，加固设计时应采取措施予以消除，同时还应防范和避免不利因素对结构加固改造后的继续影响，避免再次加固。
（６）除必须对结构进行分析和对承载力进行复核验算外，加固设计还要求构造合理连接可靠；方案应便于施工、安全可靠、切实可行；加固施工时一般已施加荷载构件处于受力状态下，必须考虑加固过程中传力体系稳定、安全、有效，避免发生安全事故，可采取设置临时支撑、进行卸载处理等措施。
（７）对原结构损坏不严重，且通过技术经济比较确实不合理或加固施工确有困难，可考虑采用减少、限制使用荷载或改变结构用途的方法处理。如：上部结构由钢混结构改为轻钢结构，隔墙改用轻质材料；改变房间使用功能，限制楼层的使用荷载等。
总之，由于受房屋已有建筑各种条件的限制，加固设计必须贯彻多快好省的方针，细致考虑切实设计，按要求绘制详实的施工图纸，经施工图设计审查机构审查通过后，方可施工。
2钢筋混凝土结构建筑加固设计应用分析
2.1工程概况
某建筑大楼呈长方形，东西长２４０ｍ，南北长３０８ｍ，总用地面积约７３３００ｍ２，建筑面积约为６９７８０ｍ２，其中地上约６１９７０ｍ２，地下约９４００ｍ２，建筑总高度９４．２０ｍ，地上１９层，
浅析钢筋混凝土结构建筑的加固设计
林翔
（福州大学土木建筑设计研究院，福建，福州３５０００１）
摘要文章结合实际工作经验，在总结归纳钢筋混凝土结构建筑加固设计总体要点的基础上，结合具体实例
对钢筋混凝土结构建筑加固设计应用进行了分析。
关键词钢筋混凝土；加固；设计
建筑与装修■
2013
年
地下１层。由于建筑主要功能为办公用房，结构上有大跨度和大空间的井字楼盖和局部截面高度达２．４ｍ的框架梁，主体结构四层，采用框架结构形式。在进行建筑屋面部位（１７．２０ｍ
）标高的混凝土结构浇筑施工时，由于脚手架支撑体系失稳导致屋面部位整体坍塌。2.2
事故分析和评估
事故发生后，有关参建单位和相关专业技术专家对该报告厅坍塌部分进行了详细的现场勘察，发现该楼存在的问题。２．２．１原因分析
从现场的情况来看，导致报告厅屋面部位整体坍塌的直接原因是模板支撑体系的失稳。模板支撑体系失稳是由于施工单位在进行模板支撑施工时未严格按照经专家论证的专项施工方案实施。
（１）支撑排架立杆、横杆间距和步间距不能满足设计和方案的要求，未按要求设置纵横向扫地杆，未设置剪刀撑。
（２）局部支撑杆件落在未到龄期的悬挑构件上，未对悬挑构件承受施工荷载的能力进行复核验算，且悬挑构件下部未按要求采取相应加固支撑措施。２．２．２导致的主要质量问题
（１）
由于倒塌，周边未振捣的松散混凝土散落在四楼柱头上并凝结在一块；同时由于四楼少数柱头局部混凝土保护层部位混凝土受拉而引起脱落及出现细微裂纹。
（２）四楼部分柱裸露钢筋由于倒塌外力对裸露钢筋的冲击后而被压弯，最大压弯有９０°，
部分螺纹钢筋受损。（３）四层一悬臂阳台在倒塌外力的冲击作用下，悬挑梁的根部断裂。
（４）三层部分梁由于倒塌外力对其的撞击后产生裂缝，裂缝最宽处为０．５ｍｍ，
最深处为３００ｍｍ。（５）二层ＫＬ２５、Ｌ９，屋面倒塌时将该梁板砸坏。鉴于以上问题，专家一致认为该观众厅部分梁、柱、裸露钢筋受损比较严重，若不修复将不能保证观众厅建成后正常使用，必须对受损部分进行加固处理。2.3
加固方法选择和方案设计
根据对各种加固方法的综合比较，结合本工程的实际情况，针对存在的质量问题，进行定性分析的同时，委托具有相应资质的检测单位对混凝土构件、钢筋等受损部位进行检测，定量鉴定判断结构构件的损伤情况，并根据检测、分析、鉴定的结果，选择经济合理的修复（加固）方法。２．３．１混凝土工程
２．３．１．１四楼柱头混凝土结构
经检测单位对混凝土柱进行检测，其结构整体性基本完好，混凝土强度符合设计要求；但也存在两个方面的缺陷：①观众厅坍塌事故发生时，未振捣的松散混凝土撒落在柱头周边并凝结成块，影响柱头混凝土的咬藕力；②少数柱头局部钢筋保护层混凝土因撞击受拉出现脱落及细微裂纹现象。针对存在的混凝土缺陷，
采用以下的修复方法：（１）将撒落的松散混凝土凿除，直至到原密实的混凝土后，用清水冲洗干净。
（２）混凝土出现脱落及细微裂纹现象；应用扁嘴凿将脱落及开裂部位混凝土凿除，如果剥落位置在钢筋中线位置，应将钢筋周边混凝土全部凿除，以满足混凝土与钢筋之间的握裹力要求。混凝土凿除干净后，应与上部柱子混凝土同时浇捣施工。
（３）为了保证混凝土浇捣质量，新旧混凝土面可靠结合，四楼梁、柱接头应凿毛处理、松散混凝土残渣应清理干净，并在处理面增刷界面剂；部分位置为了避免出现分层现象，该处凿除范围应从混凝土外皮向内凿除１０ｃｍ以上。２．３．１．２悬臂梁、板混凝土结构
（１）四层悬臂梁、板混凝土结构为事故发生时破坏，悬臂部分与主体结构交接部位发生严重断裂，对此采用清除原有已破坏的混凝土结构，重新施工悬臂部分的加固处理方法。
混凝土结合面的处理：新老混凝土结合面正处在悬臂梁根部，为确保该处混凝土结合良好，首先将新老混凝土结合面处的老混凝土面凿毛，并按１０ｃｍ间距水平凿出１０ｃｍ宽，５ｃｍ深的凹槽以增大新老混凝土之间的咬合力；浇捣前用清水冲洗干净混凝土结合部，并在结合部涂刷界面剂，混凝土使用比原设计高一标号的微膨胀混凝土。
确保悬臂梁在梁根部的抗剪性能：由于新浇筑混凝土悬臂结构与主体结构间存在施工缝，且施工缝位于
悬挑梁的根部，是剪力最大的不利位置。经验算如按原设计方案施工难以保证该处的抗剪能力，对此必须在原有基础上重新设计，采取相应的提高该部位抗剪能力的有效措施。一是增加悬臂梁的截面尺寸；二是加大纵向受力钢筋，对已拆除的悬臂梁ＫＬ２６、Ｌ１６的上排钢筋、下排钢筋下部各植入４根直径２５的螺纹三级钢钢筋，如图１、图２所示；三是加密悬臂梁箍筋特别是根部箍筋，间距修改为Φ８＠１００／１４０。通过上述措施，可有效增大悬臂梁在梁根部抗剪性能，经计算抗剪设计值可达２９８ｋＮ，大于实际剪切力２５５ｋＮ。
（２）三层ＫＬ６（３－Ｊ交３－６～３－７）部位由于倒塌时的外力对该梁撞击后产生宽度０．５ｍｍ、深３００ｍｍ裂缝。经检测与观测，从倒塌事故发生到确定加固方案时的５个多月时
■建筑与装修
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图1悬臂梁上部植筋示意图
图2悬臂梁下部植筋示意图
间里，裂缝一直无发展扩大，同时该处混凝土强度也达到设计要求，并通过对原设计进行计算复核，表明此处结构比较稳定，梁的承载能力基本能够满足设计强度和使用功能要求。鉴于此，为了确保结构承载能力和耐久性的同时尽量加快施工进度、节约加固成本、减少加固工作对今后使用的影响，决定采取粘钢加固法，同时对裂缝进行封闭灌胶处理。
（３）由于屋面结构坍塌时，将二层原观众席ＫＬ２５、Ｌ９梁严重砸伤，经检测和验算复核，该处已不能满足正常的使用要求，考虑到该处并不影响上部结构安全，并通过经济技术综合比较，决定对该处采用全部拆除后重新施工。
２．３．２钢筋工程２．３．２．１四楼柱裸露钢筋
坍塌事故发生后，部分裸露钢筋被压弯，尤其是四楼柱裸露钢筋压弯得厉害，达到９００以上；从节约投资充分利用现有钢筋的角度考虑，由检测单位在现场按比例随机抽取压弯的裸露钢筋切除后，进行调直检测其抗拉、抗弯及
其材料性能。经检测其抗拉、抗弯性能均满足规范要求，对钢筋进行Ｘ光探伤，检测显示钢筋均完好。
经专家组对现存调直后钢筋进行目测，以及综合上述检测情况，判定柱钢筋满足要求，并确定该部位钢
筋的修复方案：
房屋结构改造加固
①柱裸露钢筋在施工前均应进行除锈处理；②直螺纹接头损坏的钢筋应首先将损害部位切除，然后采用冷挤压套筒方式（ＩＩ级接头）连接施工。２．３．２．２四楼悬臂梁、悬臂板裸露钢筋
四楼悬臂板部位钢筋均保存完好，在施工前进行除锈即可；
四楼悬臂梁部位上部钢筋将受弯变形部位切除，然后采用冷挤压套筒方式连接施工。根据ＪＧＪｌ０７－２００３《钢筋机械连接通用技术规程》
第４．０．３条规定：首先，当需要在高应力部位设置接头时，在同一连接区段内ＩＩＩ级接头的接头百分率不应大于２５％；
ＩＩ级接头的接头百分率不应大于５０％；Ｉ级接头的接头百分率可不受限制。其次，接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁端、
柱端箍筋加密区；当无法避开时，应采用Ｉ级接头或ＩＩ级接头，且接头百分率不应大于５０％。故该部位除采用冷挤压套筒方式连接施工，同时由设计院根据现场实际情况对该部位梁板配筋出局部修改图。下部钢筋采用植筋形式；下部钢筋植筋位置应尽量靠近原设计钢筋置，原设计钢筋尽量保留，与后植钢筋一起进行绑扎。
3结语
本工程投入使用至今，各方面情况正常，实践表明，所
设计的加固方案完全适合本工程，并且大大节约了投资成本，缩短了工期。总之，在进行加固设计时，首先应充分调查研究并掌握结构的原始资料，受力性能和破坏情况，并作全面的检测、鉴定，再根据建筑物结构特点、材料情况、施工条件等综合考虑后进行加固设计，这样才能做出科学的设计方案。
参考文献［１］
万墨林，韩继云．混凝土结构加固技术［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９６．
［２］沈蒲生．混凝土结构设计原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００２．
［３］
ＧＢ５０３６７－２００６，混凝土结构加固设计规范［Ｓ］．作者简介：林翔（１９７９－１１）男，汉族，福建福州人，工程
硕士，工程师，主要从事建筑结构设计工作。
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