摘要：本文通過案例分析，詳細探討了混凝土柱子外包鋼加固法的實際應用。該方案主要針對混凝土柱在長期使用中因荷載過大或材料老化導致的結構安全問題，采用外貼鋼板進行加固。通過對比分析，展示了外包鋼加固法相較于傳統加固方法的優勢，如提高承載力、改善抗震性能等。文章還討論了施工過程中的技術要點，包括鋼板的選擇與布置、錨固技術的應用以及后期維護管理。通過對實際工程案例的深入分析，驗證了外包鋼加固法的有效性和可行性，為類似工程提供了參考和借鑒。

混凝土柱子加固的常見方案

• 加大截面加固法
  • 原理：根據柱子的受力情況，在混凝土柱的單側、兩側或四周外包混凝土，增加結構截面面積與配筋來提高結構承載力、增加柱的強度和剛度。
  • 適用情況：適用于柱的承受力情況較差的情況，尤其適用于因柱體截面較小導致承載力不足的情況。當混凝土基材強度等級不能低于C13，加固用受力鋼筋不應小于14mm時適用，同時種類、截面形式、受力情況不同的混凝土柱，需要采用不同的構造形式。
  • 優點：施工工藝簡單、適應性強，且有長期的使用經驗。
  • 缺點：施工濕作業時間長，在混凝土養護期間需限制荷載，且加固后結構自重加大、建筑使用空間減小。
• 碳纖維布加固法
  • 原理：適用于軸向壓力、大偏心壓力和延性不夠的混凝土柱加固。碳纖維布還可以粘貼成環箍，以提升混凝土柱斜截面的承載能力。通過環向圍束，即無間隔的環向連續粘貼來改善混凝土柱正截面承載力與延性不足的情況；也可將碳纖維布粘貼成環形箍，以提高混凝土柱斜截面承載力。
  • 適用情況：要求基材抗壓強度不少于15.5MPa，適用于軸心受壓與大偏心受壓以及延性不足的混凝土柱加固，且正拉粘接強度不得低于1.5MPa，同時環向圍束中碳纖維布搭接長度不應小于規定值。
  • 優點：輕質高效，一般無需搭接，能適應曲面形狀混凝土的粘貼要求，耐腐蝕、耐潮濕、施工便捷。
  • 缺點：對使用環境的溫度有限制，且需作專門的防護處理。若防護不當，易遭受火災和人為損壞。
• 粘鋼加固法
  • 原理：通過外包粘角鋼和粘鋼板來增加新截面部分的承載能力，同時由于新鋼箍的橫向約束，原混凝土柱產生良好的三向應力狀態，從而進一步提高柱的承載能力和抗變形能力。
  • 適用情況：無特殊提及的特定適用情況，主要是通過外包粘角鋼和鋼板來加固柱子。
  • 優點：在新增加截面的部分提高柱子承載力的同時，還因新增鋼板箍的橫向約束作用，使原混凝土柱產生良好的三向應力狀態。
  • 缺點：未提及明顯缺點。
• 柱外包鋼加固法
  • 原理：將型鋼外包在混凝土柱的兩角或四角，角鋼焊接在扁鋼箍上，以提高彎曲剛度和應力性能。
  • 適用情況：廣泛用于框架柱的加固中。
  • 優點：能有效提高柱子的彎曲剛度和應力性能。
  • 缺點：未提及明顯缺點。
• 繞絲法
  • 原理：通過纏繞退火鋼絲來約束加固受壓構件的混凝土，從而提升混凝土構件的承載能力和延性。
  • 適用情況：常用于保證混凝土柱的延性，若柱的截面為方形，其長邊尺寸與短邊尺寸之比不應大于1.5，且柱四角應采取鈍化處理，其圓角直徑不應小于30mm。
  • 優點：可有效提高混凝土柱的延性。
  • 缺點：未提及明顯缺點。
• 柱植筋（柱加筋）
  • 原理：在混凝土柱內部安裝鋼筋，目的是為了加強混凝土柱的承載力，提高柱的抗震性能，延長柱的使用壽命。
  • 適用情況：未提及特殊適用情況，主要是為了加強柱子的承載和抗震等性能。
  • 優點：有助于提升柱子的承載、抗震和使用壽命等性能。
  • 缺點：未提及明顯缺點。
• 改變結構傳力途徑加固法
  • 原理：在梁的中間部位增設支點、托梁(架)或將多跨筒支梁變為連續梁等方法改變結構的傳力途徑，能大幅度地降低計算彎矩，提高結構構件的承載力，達到加強原結構的目的。
  • 適用情況：可用于有需求降低計算彎矩、提高結構構件承載力的柱子加固情況。
  • 優點：能有效提高結構構件的承載力。
  • 缺點：未提及明顯缺點。
• 預應力加固法
  • 原理：利用柱角的加固角鋼和箍板或預應力拉桿固定，通過加熱箍板或張拉拉桿產生預應力，使構件在三軸受壓情況下提高其承載力。
  • 適用情況：未提及特殊適用情況，主要用于提高柱子在三軸受壓情況下的承載力。
  • 優點：可提高柱子在三軸受壓下的承載力。
  • 缺點：未提及明顯缺點。

混凝土柱加固成本比較

加固后柱子的耐久性研究

碳纖維布加固法的案例分析

柱外包鋼加固法的施工難點