摘要：钢筋混凝土结构是目前建筑中使用最广泛的一种结构，由于施工质量、设计不当、功能改变等多种原因，需要进行加固来保证结构安全性和可靠性。本文阐述了研究外包粘钢加固技术的特点与应用方式，结合工程实例，说明外包粘钢加固方法在实际工程应用中的操作要点和需要注意的问题。
建筑物结构加固是研究使受损建筑重新恢复作用，即使失去部分抗力的结构重新获得原有的构件抗力甚至超过原有抗力的学科。该学科包含了结构损伤学、检测学、加固理论和加固技术、设计方法、施工方法以及加固方案选择与投资效益的优化等等。但是加固技术的应用涉及的问题很多，不仅要遵循现行的规范、标准，还牵涉到过去的工程做法、标准的材料。因此，合理、有效的开展钢筋混凝土加固技术的工程应用研究，具有重要的经济和社会意义。
外包钢加固技术的特点与应用方式．外包钢加固技术的特点外包钢技术是一种使用较广的传统加固方法。分为干式外包钢法和湿式外包钢法两种形式。它可以在基本不增大构件截而尺寸的情况下较多地提高其承载力，增大延性和刚度。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度提高承载力的混凝土结构。当采用化学灌浆外包钢加固时，型钢表面温度不应高60℃，当环境具有腐蚀介质时，应有可靠的防护措施。其中，以乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方式粘贴型钢来外包构件，称为湿式外包钢加固法：而当型钢与原构件之间无粘结材料，或虽然填塞有水泥砂浆，但仍不能确保结合面剪力有效传递，这种外包钢法称为干式外包钢加固法。近年来外包钢加固方法研究成果丰富，工程应用广泛。与其它几种加固方相比较，外包钢加固有一些特殊的优点：（1）基本不增加构件及结构的荷载，不改变原设计的结构体系和受力形式；（2）胶粘剂硬化时间快，施工周期短，现场操作简单；胶粘剂强度高于混凝土本体强度，可以使加固体与原构件共同工作，受力均匀；包钢加固一方面补充了原构件钢筋的不足，有效提高原构件的承载力；另一方面还通过大面积的钢板粘贴，有效地保护了原构件的混凝土。限制裂缝的开展，提高了原构件的刚度和抗裂能力。
外包钢加固技术的应用方式湿式外包钢法同干式相比，在受力机理上更为合理，它能使原结构与加固结构共同工作，协同变形，从而做到无需单纯靠增大原构件尺寸来提高截面承载力、在使用功能上及投资预算有明显的优点。湿式外包钢加固法，是以型钢外包于构件的四角，外包型钢与构件间用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法粘结，使型钢架与原构件能整体工作共同受力、它在受力上既注重发挥新加型钢架的承载力，并能通过结合面与原构件共同受力协同变形，使原结构混凝土形成三向受压应力的核心混凝士，从而大大提高了原结构混凝土的抗压强度。干式外包法不能保证外包结构与原混凝土结构之间的剪切应力的有效传递，因此二者的协调工作性能较差；湿式外包钢法是在外包钢与原混凝土之间加入粘结材料，提高了二者的共同工作性能。在建筑结构工程加固应用中一般有两种情况，一是因为由于设计时计算错误、施工缺陷及改变原使用目的，在原混凝土未承受外力情况下需要对其加固处理，或完全卸载的加固处理，即无应力下的加固处理；另一种情况是在混凝土承受外力后，由于承载力不足而需要对之加固，加固时由于各种原因不能卸载或卸载不完全，在混凝土有应力的状态下加固，即有应力的情况下加固。钢筋混凝土柱经外包钢加固后，使得加固构件由原来的单一截面变为组合截面，形成组合受力构件，其受力性能与加固前的结构有较大差异，从而完成对建筑结构的加固。
外包粘钢技术在建筑结构加固中的应用一案例分析．工程概况该建筑为lO层钢筋混凝土框架结构，总建筑面积为17700㎡，该项目的建设单位为北京××房屋开发有限公司，设计单位为北京市××规划设计院，施工单位为北京++建筑有限公司，监理单位为北京++监理有限责任公司，混凝土施工采用现场搅拌、非泵送的方式。工程于2008年月开工，2009年2月完成主体施工。工程主体结构竣工后。北京建筑科学研究院工程质量监督站在主体结构检测抽检过程中，发现该该工程的，2层框架柱的混凝土抗压强度未达到设计要求。后由施工单位委托建筑工程测试中心对该楼1，2层框架梁柱的混凝土抗压强度进行专项检测。
问题分析通过××大学工程测试中心检测，该工程1，2层梁柱混凝土强度达不到设计强度要求，经过设计单位核算，不能满足结构安全和使用功能，依据《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300—2001）有关规定，需要进行加固处理。
加固方案的选择通过试验分析，采用圆形加固受力性能较好，但增加面积较大，且一、二层为网点用房，已经预售，另外减少使用面积，不满足用户要求；方形加固方案对柱的承载能力提高不及圆形加固，但考虑到该项目为新建项目，为尽量减少结构尺寸变化，综合来看应该选择方形加固方案。钢筋混凝土柱外包钢加固法，用CGM水泥基灌浆料少量增大柱子截面，并外包钢板套筒，在新增加截面的部分提高柱子承载力的同时，还因新增钢板箍的横向约束作用，使原混凝土柱产生良好的三向应力状态，因而可以大幅度提高柱子的承载力，另因粘结效果还使外包钢套、灌浆料与原柱之间可靠地联结成整体。外包钢加固方法不仅能满足项目提出的在柱子加固时既要大幅度提供其承载力，又要使柱子的横截面积增大不多的要求，而且具有整体性强，可靠性高等优点。
加固材料选择高强无收缩灌浆料，是中冶集团建筑研究总院研制的一种水泥基灌料，以高强度材料为骨料，以水泥作为结合剂，具有高流态、微膨胀、防离析、强度高、使用范围广等优点，膨胀率大于0.02％，28天抗压强度超过C55混凝土，在一100～600℃度环境下，均能保持良好性能。它施工工效高。操作简单，加水即可使用，能确保工程质量。
施工方法．卸载本工程新加部分在加固后并不立即分担荷载，而是在新增荷载下，即第二次加载情况下，才开始受力。这样，整个加固结构在其后的第二次荷载受力过程中，新加部分的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力、应变，原结构的累计应力、应变值始终高于新加部分的应力、应变值，原结构达到极限状态时，新加部分的应力、应变值可能还很低，破坏时，新加部分可能达不到自身的极限状态，其潜力可能得不到充分发挥。因此，在加固结构中应卸荷和加强细部处理。在可能的情况下应该将所有活荷载全部去掉，如果不能去掉，则应该采用施加反力的方法，将原构件的应力应变水平降低一些，最理想的状态是将原构件的应力应变降低为零。
本工程的卸荷方法为：将原设计中180厚空心砖墙改为6O厚三拓板轻体隔墙，240厚空心砖墙改为1／4砖并60厚三拓板组合墙。
施工操作基层处理：将柱边墙体及装饰拆除干净，用角磨机除去柱表混凝土风化层，并将表面凿毛或打成沟槽，深度不宜小于6mm，柱面亏损处应剔凿到坚实的混凝土面。（2）断面控制：测出基层处理合格后的柱断面尺寸，根据设计图纸计算出柱周加大断面的厚度。为节约材料，更好地保证工程质量，均按平均值计算。选定一柱角，按计算出的柱加大断面厚度，两测吊垂线，分别在距楼板上皮600、1500ram处，测出此点位柱加大断面的实际尺寸，并在柱面上做好准备标志。钢板粘贴面要进行除锈和粗糙处理，打磨纹路要与钢板套筒受力方向垂直。（3）模板支设：柱钢板拼焊验收合格后，支设模板。柱支模必须自上向下进行，以避免灰尘颗粒落到下部模板上，影响加固质量。柱支模采用外包钢板内框法，用的方木，按外包钢板之间的实测尺寸支内模，方木与柱相接的面要刨平。方木可多次周转使用。（4）CGM的配制：CGM灌浆料拌和时，加水量应按随货提供的产品合格证上的推荐用水量加入，搅拌均与即可使用。对地脚螺栓锚固和载埋钢筋，用水量可根据工程实际情况适当减少。
拌和用水应采用饮水，使用其它水源时，应符合现行《混凝土拌和用水标准》（JGJ63）的规定。CGM灌浆料的拌和可采用机械搅拌或人工搅拌。推荐采用机械搅拌方式，搅拌时间一般为1.2分钟（严禁使用手电式搅拌器）。采用人工搅拌时，应先加入2／3的用水量拌和分钟，其后加入剩余水量搅拌至均匀。（5）搅拌地点应尽量靠近灌浆施工地点，距离不宜过长。（6）每次搅拌量应视使用量多少而定，以保证40分钟以内将料用完。（7）CGM浇注：浇注CGM应自下而上进行，沿柱高每隔l|2m，当CGM在出气孑L一侧溢满钢板套筒时，表明下部CGM可随用随拌制，也可连续进行浇注，直至全部完成。（8）节点处理：钢板穿楼板遇混凝土梁时，须按图纸单肢切除钢板并与梁头加强钢板焊接，而另一肢与上层钢板对接时，需将板上钢板局部切除，不仅工序复杂，也很难保证施工质量。根据设计等强焊接要求，经过计算进行施工。
本工程经过加固后，已经被验收通过，即将再次投入使用。