作為整體而共同工作的一種結構形式，鋼筋混凝土組合梁充分利用了鋼和混凝土兩種材料和結構特性。但是由于該種組合梁的低承載力和極易受拉的鋼材，再加上施工時需考慮受壓時的穩定性，工程技術和有關科研人員越來越重視對現有鋼筋混凝土結構的補強和加固。目前最常用的是結構膠粘接鋼板加固技術，該技術具有所需原材料重量較小、所占空間小、施工周期短等優點，但是也由于該技術對粘結鋼板數量的限制而縮小了應用空間。因此，為了大幅度提高加固后梁的抗剪和抗彎承載力，本文提出了一種 H 型鋼加固混凝土梁技術，采用該技術不僅增強了組合梁的變形能力、延性和承載能力，而且具有重要的理論意義和工程價值。
1、 工程概況和加固方案
1． 1 工程概況
某大廈工程為太原市的舊改工程，由住宅樓和主樓組成，主樓 2. 3萬平方米，住宅樓 0. 72 萬平方米。主樓分地下一層和地上二十層，地下一層為框剪結構，樓板為現澆混凝土板。該工程始于 1997 年，2001年收工，后來由于資金鏈斷裂，導致該工程一直無法完工而成為爛尾樓。直到 2007 年才有新業主打算對該工程進行改造，重新利用，改造目的主要是對該大廈部分結構的使用功能進行改變。改造對象主要是大廈的第三層，大約 500 平方米。該層以前欲用來作為設計辦公室，目前想將其變為車庫。最終經過計算和驗證，原來活荷載為 2KN/m2，現在需要將其提升至 12KN/m2，才能滿足承載力增加后的新使用條件。
最終經過鑒定分析和計算，可得出以下結論: \\(1\\) 承載能力提升后，剪力墻仍然可以承受改造后的實際載荷，但是柱子受到影響，如果經過加固處理仍然滿足改造后的需要; \\(2\\) 部分樓板無法承受增加后的抗彎承載力和剛度，混凝土框梁和次梁同樣達不到使用的要求。根據以上鑒定，需對板、梁結構進行重點加固處理。
1． 2 加固方案
活荷載提升后，梁和板的承載能力和剛度也需要大幅度提升，有以下幾種方案可供選擇: 方案一，采用后澆混凝土疊合層技術; 方案二，采用粘貼碳纖維、繞絲或者鋼絲繩網技術; 方案三，重新對混凝土進行澆注; 方案四，H 鋼加固混凝土梁技術的使用。以上方案大體可分為直接加固和間接加固法，前三種方案均屬直接加固法，方案四為間接加固法。
方案一可以使得梁和板的承載力和剛度都得到大幅度的提高，并且安全耐用。缺點是，不僅施工周期長，養護困難，并且還會改變整體外觀的尺寸和形狀。方案二是被經常采用的一種技術，但是該技術只能是在有限的承載能力提高的范圍內，承載能力提高最多不超過40%，并且對于截面剛度無法改變。除此之外，耐高溫性和耐久性也比較差，而且造價高，該技術只適用于小工程的改造。方案三不僅影響原結構，而且造價成本高，浪費也大，最主要是無法充分利用原結構承載能力。
方案四不僅可以改變板和梁的承載能力和剛度，而且改造周期短、養護周期也短，并且施工量小、成本適中。
2、 加固設計和實施
2． 1 加固設計
在加固、改造之前首先要分析板和梁在增加承載能力后所受到的影響，經分析、鑒定發現框主梁和次梁都未破損，部分梁和現澆板有裂縫，這與混凝土硬化縮合有關，但不降低其承載能力。
單向樓板尺寸為 6m ×3m，將在樓板下增設 H 鋼以增強其剛度和承載能力，布置圖如圖 1 中的 GCL 所示。
由圖 1 可知，2 根 H 型鋼和一根混凝土次梁共同支撐取代了原來位于兩主梁之間樓板一根次梁的單獨支撐。板的跨度與之前相比縮小了二分之一，該跨度的降低，使得樓板的承載力進一步提高，混凝土樓板的負荷由新 GCL 有效分擔。樓板通過加固后完全可以滿足改建后的新使用需要。
原來的混凝土框梁截面為 200 × 500，沿混凝土梁軸線底部增設 H鋼，利用 H 鋼加固混凝土結構進行改造以提高該結構的承載能力和剛度，并且對截面抗剪要求也要滿足，平面布置圖如圖 1 中的 GL 所示。
2． 2 加固實施
圖 1 中 GCL 尺寸為 H350 × 200 × 8 × 14，Q235 材質。以粘鋼技術處理 H 鋼與混凝土樓板的交界處，節點板固定上部。在端梁與框架梁連接的地方各設置一 400 ×400 的鋼墊板，板厚 16mm，化學錨栓固定其兩端，錨栓規格為 M22，墊板焊接鋼板，鋼板再與 H 鋼連接，連接方式為高強螺栓固定。加固混凝土框梁，沿混凝土框梁軸線處設置一 H 型鋼，其規格與 GCL 等同，為保工作質量和減少改造周期，在 H 鋼兩端各設置一端梁，長度為 0. 5m。焊接短梁一端與節點板，另一端采用高強螺栓與 H 鋼拼接，然后以化學錨作為抗剪連接件以保證 H 鋼與混凝土梁的協同效應。
3、 加固分析
3． 1 樓板加固分析
作為連續單向的樓板的新增支撐新 GCL，樓板跨度減小了 1. 5m，按照《鋼結構設計規范》\\(GB50017———2003\\) 計算方法進行分析，以 1m板帶寬度計算，由塑形理論可得出樓板抗彎承載能力前后變化。結果顯示，雖然樓板活荷載由加固前的 2. 0KN/m2增加到加固后的12. 0KN /m2，但是由于樓板跨度縮小一半，承載彎矩與原來設計彎矩相比減小了二分之一，加固后樓板完全滿足承載能力增大之后的新使用要求。
3． 2 次梁加固計算分析
新 GCL 支撐樓板所分擔荷載等同于次梁分擔荷載，采取樓板加固分析方法對次梁加固進行分析計算，結果顯示，新 GCL 可以對混凝土樓板載荷進行有效分擔?；炷链瘟号c新 GCL 加固后的抗彎承載、抗剪等能力都得到加強，皆滿足結構抗力的要求，并且安全儲備良好，不僅如此，跨中擾度同樣符合承載加強后的新要求。
3． 3 框梁加固計算分析
以截面尺寸為 200 ×500 度為 6 米的框梁跨為例進行計算分析其承載能力和擾度，計算方法與上述計算等同，新 GL 有效提高了框梁的抗彎、截面剛度以及抗剪承載能力，而且加固后的框梁達到了結構抗力的相關要求。
4、 結 語
舊大廈改造利用 H 型鋼加固混凝土梁技術，可以對樓板跨度進行有效縮減，并且對次梁的承受載荷進行分擔，在很大程度上提高了梁、樓板的承載力與剛度，使得加固后的梁和板都滿足載荷增加的使用要求，除此之外，H 型鋼加固混凝土梁技術的使用，也是符合我國大規模工程改造與基本建設要求的，而且彰顯了該技術的經濟效益和社會效益，對未來的加固技術發展都具有理論意義和借鑒意義。
參考文獻：
［1］李硯波，方超，劉洪立． 鋼 － 混凝土組合結構在加固工程中的應用［J］． 建筑結構，2007，37\\(1\\) : 71 －74．
［2］何嶸． H 型鋼加固混凝土梁技術在工程結構改造中的應用［J］． 工程設計，2013，28\\(8\\) : 48 －50．
［3］李硯波． 型鋼加固混凝土組合梁彎剪作用下的試驗研究和理論分析［D］． 天津，天津大學建筑工程學院，2007．
