混凝土結(jié)構(gòu)加固設計是提高現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)安全和承載能力的重要手段。有粘結(jié)外包型鋼加固法（濕式外包鋼加固法）是一種常見的加固方法，通過在混凝土構(gòu)件外部包裹型鋼來提高其承載力和剛度。這種方法可以有效抵抗由于材料老化、荷載增加或環(huán)境變化等原因引起的結(jié)構(gòu)性能下降。，，實施有粘結(jié)外包型鋼加固法時，首先需要對原有混凝土結(jié)構(gòu)進行評估，確定是否需要加固以及加固的范圍和深度。根據(jù)設計要求選擇合適的型鋼規(guī)格，并確保型鋼與原結(jié)構(gòu)之間具有良好的粘結(jié)性。進行現(xiàn)場施工，包括型鋼的安裝、固定和連接等步驟。對加固后的混凝土結(jié)構(gòu)進行檢驗和驗收，以確保其滿足設計和使用要求。，，有粘結(jié)外包型鋼加固法具有施工簡便、成本較低、效果顯著等優(yōu)點，適用于各種類型的混凝土結(jié)構(gòu)加固工程。

一、混凝土結(jié)構(gòu)加固設計的原因

• 施工質(zhì)量問題：對于尚未建成的工程，如果存在施工質(zhì)量問題，可能導致結(jié)構(gòu)達不到預期的強度、剛度、抗裂度以及穩(wěn)定性等要求，需要進行加固設計。
• 結(jié)構(gòu)變更：在混凝土結(jié)構(gòu)還未封頂時，若結(jié)構(gòu)用途改變需要調(diào)整結(jié)構(gòu)形式或承載能力，就必須進行加固設計。
• 到達安全期限：當混凝土結(jié)構(gòu)達到安全使用期限后，結(jié)構(gòu)的各項性能可能衰退，為了繼續(xù)安全使用，需要進行改造加固。
• 災害損傷：地震、火災、臺風、水災、冰雪和戰(zhàn)爭等自然災害會造成混凝土結(jié)構(gòu)不同程度的損壞，為恢復結(jié)構(gòu)功能和安全性，需要加固設計。
• 設計規(guī)范提高與設計不當：按照極限狀態(tài)設計法設計的結(jié)構(gòu)必須滿足強度、剛度和耐久性要求，但由于設計規(guī)范要求提高或者設計本身不當，可能造成結(jié)構(gòu)物承載力和剛度不足，甚至存在嚴重安全隱患，這種情況下需要加固設計。
• 使用功能變化：建筑物改變用途后，荷載分布和大小可能與原設計不同，原結(jié)構(gòu)的強度和剛度不能滿足要求，從而需要進行加固設計。

二、混凝土結(jié)構(gòu)加固設計的常用方法

（一）直接加固法

• 加大截面加固法
  • 在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，能增加截面有效高度、擴大截面面積，提高構(gòu)件正截面抗彎、斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補強作用。在原構(gòu)件正截面配筋率不太高時，增大主筋面積可有效提高原構(gòu)件正截面抗彎承載力。在截面受拉區(qū)加現(xiàn)澆混凝土圍套增加構(gòu)件截面，新加部分和原構(gòu)件共同工作可提高構(gòu)件承載力，改善使用性能。該方法施工工藝簡單、適應性強，有成熟的設計和施工經(jīng)驗，適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土加固，但現(xiàn)場施工濕作業(yè)時間長，對生產(chǎn)生活有影響，且加固后建筑物凈空會減小。
• 置換混凝土加固法
  • 優(yōu)點與加大截面法相近，加固后不影響建筑物凈空，但也存在濕作業(yè)時間長的缺點。適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。
• 有粘結(jié)外包型鋼加固法（濕式外包鋼加固法）
  • 把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件外邊，加固鋼筋混凝土梁一般采用濕式外包法，即通過環(huán)氧樹脂灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)件粘結(jié)成一整體。加固后受拉和受壓鋼截面面積大幅提高，正截面承載力和截面剛度也大幅提高。該方法受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小，但用鋼量較大，不宜在無防護情況下用于600°C以上高溫場所，適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但要求大幅提高承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。
• 粘鋼加固法
  • 在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力不足區(qū)段（正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面）表面粘貼鋼板，可提高被加固構(gòu)件的承載力，且施工方便。施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有少量濕作業(yè)，對生產(chǎn)生活影響小，加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平。適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。
• 粘貼纖維增強塑料加固法
  • 用膠結(jié)材料把纖維增強復合材料貼在被加固構(gòu)件的受拉區(qū)域，使其與被加固截面共同工作，達到提高構(gòu)件承載能力的目的。除了具有與粘貼鋼板相似的優(yōu)點外，還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。
• 繞絲法
  • 其優(yōu)缺點與加大截面法相近，適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。
• 錨栓錨固法
  • 適用于混凝土強度等級為C20 - C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固，不適用于已嚴重風化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

（二）間接加固法

• 預應力加固法 - 預應力水平拉桿加固法
  • 對于混凝土受彎構(gòu)件，預應力水平拉桿加固時，由于預應力和新增外部荷載共同作用，拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上（當拉桿與梁板底面緊密貼合時，拉桿會與構(gòu)件共同找曲，此時尚有一部分壓力直接傳遞給構(gòu)件底面），在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用，克服部分外荷載產(chǎn)生的彎矩，減少外荷載效應，從而提高構(gòu)件的抗彎能力。同時，拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用能緩解、控制構(gòu)件裂縫發(fā)展，斜截面抗剪承載力也隨之提高。加固后構(gòu)件的承載力主要取決于壓彎狀態(tài)下原構(gòu)件的承載力。

三、混凝土結(jié)構(gòu)加固設計的原則

• 安全性原則：結(jié)構(gòu)安全性是建筑物存在的基本要求，在混凝土結(jié)構(gòu)加固設計中，加固方案的選擇、材料選用、施工質(zhì)量控制等都要充分考慮結(jié)構(gòu)的安全性。
• 經(jīng)濟性原則：在滿足結(jié)構(gòu)安全性和使用功能的前提下，應盡可能降低加固工程的成本，例如考慮施工方法的簡便性和易行性以降低成本。
• 環(huán)保性原則：注重環(huán)保，減少加固工程對環(huán)境的負面影響。

四、混凝土結(jié)構(gòu)加固施工中的質(zhì)量控制

• 施工過程中必須嚴格控制材料的質(zhì)量、施工工藝和施工質(zhì)量，確保最終的加固效果符合設計要求。這對提高施工人員的技能和質(zhì)量意識具有很好的指導作用。

混凝土結(jié)構(gòu)加固設計