【摘要】随着我国城市化的不断深入，城市商品房建设和住房改造进入到一个新的阶段。建筑业的发展带动了房屋设计的转变，也对建筑质量提出了更高的要求。许多建筑物需要按照新的建筑标准对原有的房屋受弯结构进行加固设计和补强，以保证房屋的继续使用和安全。本文作者结合当前房屋结构受弯结构的设计现状，对如何加固房屋结构中受弯构件表达了自己的看法。
【关键词】受弯构件；房屋结构；预应力；碳纤维布
一、房屋受弯构件概述
房屋结构中的受弯构件是房屋设计中的重要组成部分。所以必须要了解其基本概念。
1.1受弯构件定义
在房屋结构中，只受弯矩作用或弯矩与剪力共同作用的构件，或以受弯受剪为主但作用很小轴力的构件，均称为受弯构件。其受力特点为上部受压，下部受拉，一般为梁、板等构件。
1.2受弯构件的破坏形式
学术界对房屋受弯结构的破坏形式分类有很多种，作者认为，当前房屋建筑的受弯结构破坏可以按照两种方式进行分类：截面破坏和稳定性破坏。1.2.1截面破坏受弯构件在荷载等因素的作用下，可能发生两种主要的截面破坏：一种是沿弯矩最大的截面破坏，另一种是沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏。当受弯构件沿弯矩最大的截面破坏时，破坏截面与构件的轴线垂直，称为沿正截面破坏；当受弯构件沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏时，破坏截面与构件的轴线斜交，称为沿斜截面破坏。进行受弯构件加固设计时，既要保证构件加固沿正截面发生的破坏，又要加固构件沿斜截面发生破坏，因此要进行正截面承载能力和斜截面承载能力计算。1.2.2稳定性破坏1）整体失稳对于存在单向受弯构件的房屋，其受弯构件在荷载不大时仅在最大刚度平面内产生弯曲变位，当荷载达到某一数值时，构件有可能突然产生在最大刚度平面外的弯曲变位（也称侧向变位和扭转变形）；若荷载继续增大，构件侧向变位和扭转将急剧增加，从而导致丧失承载能力，构件从平面弯曲状态变为弯扭状态的现象称为整体失稳，也称为弯扭失稳。这代表受弯构件整体行已经受到伤害，需要进行加固处理。2）局部失稳钢筋房梁等受弯构件在受荷情况下，如果板件出现波浪形鼓曲，称为局部失稳。对于型钢房梁构件，由于壁较厚，制作时已满足局部稳定要求，故不发生局部失稳；而对于钢结构组合构件，截面离型心较劲的话，即翼缘宽而薄，腹板高而薄，这样使板件宽厚比或高厚比例失调，容易导致局部失稳。局部失稳不一定表示受弯使构件已经被破坏，但会降低构件受力性能，提高了构件的整体失稳几率，所以对局部失稳也要进行加固设计。
二、对房屋结构中受弯构件加固的设计
对于房屋结构中受弯构件的加固设计，可以使用以下几种加固方式进行加固：
2.1直接加固
1）外包钢加固法外包钢法指的是对于房屋的受弯结构周围使用敷盖型钢的方式进行加固的方法。对于具体的加固流程，可以采用干式和湿式两种方式。对于一般的受弯构件或者受破坏程度较低的构件，可以直接用干式外包钢进行加固，就是将角钢直接覆盖在受弯构建的周围；当以乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法粘贴时，称之为湿式包钢加固。外包钢法具有受力可靠、施工简便、现场工作量较小，不影响结构外形等优点。但缺点是用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600℃以上高温场所；此法适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
2.2碳纤维加固
2.2.1碳纤维加固技术概论碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的受弯结构加固设计技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于受弯结构的表面，增强受弯结构的稳固性（图三）。碳纤维材料用于受弯结构加固设计始于上世纪80年代，21世纪头十年逐渐从美、日等发达国家流入我国。随着碳纤维合成技术的逐渐成熟，我国建筑业也开始大量于建筑物加固上使用该材料技术。碳纤维加固在受弯结构加固补强中，有以下优点：1）抗拉强度高，是普通钢材的10倍；2）加固后能大大提高房屋受弯结构的耐腐蚀性及使用时间；3）自重轻（约200g/m2），密度只有普通钢材的1/4；基本不增加结构自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，适用范围广，适合任何形状；4）施工简便（不需大型施工机构及周转材料），没有湿作业，易于操作，经济性好；5）适用范围广，施工工期短。2.2.2碳纤维加固具体施工设计方法首先，混凝土表面处理应清除被加固受弯构件表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀的劣化混凝土，清理出构件的结构层。将被加固构件表面打磨平整，将直转角粘贴处打磨成圆弧状，并进行导角处理，圆弧半径不应小于20mm，去除表层浮浆、油污等污染物，并用修复材料将表面修复平整，完成后续干燥处理，对裂缝进行灌缝或封闭。第二、配制并涂刷底层树脂按照特定的技术工艺配置或者购买底层树脂，用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于受弯构件表面，迅速找平，完成干燥后进入下一道工序。第三、粘贴碳纤维板按施工现场测量的尺寸裁剪碳纤维板，并按产品生产厂提供的工艺规定配制粘结树脂。擦拭碳纤维板表面，粘贴几层擦拭几层。擦拭干净的碳纤维板应立即涂刷粘结树脂，树脂层应呈突起状，平均厚度不应小于2mm。轻压贴于需粘贴的位置，用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳压实，使树脂从两边挤出，保证密实无空洞。当平行粘贴多条碳纤维板时，两条板带之间的空隙不应小于5mm。结构表面防护当需要做表面防护时，应按有关规范的规定处理，以保证防护材料与碳纤维之间粘结可靠。
2.3植筋加固
植筋加固技术是一项针对房屋结构较简捷、有效的连接与锚固技术。对于需要扩大面积或则增加楼层的建筑物，必须增加受弯结构的承重力度，但是原有的建筑物在钢筋的设计上与扩建后的建筑物存在出入，这时候可以使用植筋加固。一般来讲，植筋加固可以使用普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋。当前市场上植筋加固的使用程度较为广泛，比如，房屋扩建、漏埋钢筋、加大承重力度、上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长等。所以，钢筋植入是一种有效的加固建筑物的加固方式。植筋标准施工程序是：划线定位—钻孔－清除孔尘－灌注结构胶－钢筋处理－植入钢筋－养护固化－质量检验。此外，对于房屋结构的加固设计，还有很多种方式，比如：粘钢加固，预应力加固、加大截面加固技术、置换混凝土加固技术、裂缝修补技术等，都可以作为房屋结构中受弯结构构件的加固和补强设计。使用哪种设计方式，需要根据建筑物的状态、使用方向以及使用年限等具体信息进行确定。
三、总结
综上所述，随着经济的发展，房屋结构的受弯结构构件加固已经成为建筑业市场上一个新的经济增长点，需要加固的建筑在未来会不断增加，面临的情况也会更加复杂。所以，我们要不断学习和实践各种新型加固技术，结合实际情况设计不同的加固方案，提高加固施工的效率和质量，推动我国建筑业的不断前进。
[1]陈玉如.浅谈已有住宅建筑结构受弯构件的加固补强设计[J].建材发展导向，2011（11）
作者：王福鹏 单位：甘肃省水利水电勘测设计研究院
