建筑结构加固浅析

刘希光

摘要：介绍了建筑结构加固的原则、要点，常用的加固方法，目前建筑加固行业存在的问题及对策。

关键词：建筑结构；加固方法；问题；对策

1 引言

近几十年来，由于旧建筑物逐渐增多，工程事故不断发生。并且随着社会经济的发展及人们对生活居住环境安全舒适性要求的提高，对现有建筑结构的鉴定和加固也日益增多。许多国家逐渐把建没的重点转移到旧建筑物维修、改造和加固方面。建筑工程维修加固业的发展越来越快，已成为建筑业的重要组成部分。

2 加固的原则及要点

2.1 结构加固的基本原则

(1) 结构经可靠性鉴定需要加固时，必须进行加固，加固的范围可以是整体房屋，亦可是指定的区段或特定的构件。

(2) 加固设计应考虑施工方便且可行的施工方法。对于混凝土结构，应提高一级强度等级，并加强构造和连接措施等，以保证原结构与新结构的协同工作。

(3) 由于高温、冻融、腐蚀、振动等原因造成的结构损坏，加固时应采取减小、抵御或排除上述不利因素影响的对策，保证加固后的结构安全可靠。

(4) 结构加固应尽量考虑经济效果，尽可能做到在不停产的条件下加固，尽量不损伤原构件和减少构件的拆除。

(5) 加固过程一定要注意安全，若发现结构构造有严重缺陷，应立即停止施工，待消除隐患后方能继续。

2.2 结构加固的要点

(1) 应根据可靠性鉴定结果和结构功能降低的原因，结合结构布置的特点、主体结构传力、承力的特征、新的功能要求、周围环境等因素，从安全、适用、经济的角度出发进行结构加固的方案的选择。

(2) 加固方案要在满足加固本身的要求上，多考虑使用新技术、新材料、新工艺。

3 常用的建筑结构加固方法

建筑加固要针对不同的情况，选择合适的方法，这样才能取得经济、安全的效果。基本方法主要有：

(1) 增大截面加固法：根据原结构构造和受力的实际情况，选用在受压区或受拉区增设现浇钢筋混凝土外加层。适用于梁、板、柱、墙和一般构造的混凝土的加固。该法的优点是应用面较广，适用性强，施工简单；缺点是施工湿作业比较长，养护周期较长，截面增大对结构外观及房屋净空有一定影响。

(2) 置换混凝土加固法：用强度高、韧性好的混凝土材料置换原有结构强度低、韧性差的构件材料，以提高结构的整体强度、刚度和承载力。适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的部位。该法的优点是工艺简单，占用空间小，造价较低；缺点是湿作业时间较长。

(3) 外粘型钢加固法：在混凝土柱的四角或两面包以型钢的一种加固方法。对于方形或矩形柱，大多在柱的四角用角钢，并在横向用缀板连成整体；对圆形柱、烟囱等圆形构件，多采用扁钢加套箍的办法。该法的优点是既能增大结构承载力又不会引起刚度较多增加而导致地震作用的增大，同时又能利用型钢套箍和缀板对混凝土进行有效约束提高混凝土的极限应变和抗剪能力，使结构的变形能力大大提高；缺点是用钢量较大，不宜用于60℃以上高温场所，施工难度大，施工质量难于控制。

(4) 外加预应力加固法：采用高强度钢筋或型钢，在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆，通过施加预应力，使体外拉杆与被加构件共同受力，克服被围构件的应力超前现象，改变原有截面的受力特征，提高加固后结构的承载力和刚度。该法的优点是：占用空间小，施工周期短，加固效果好，提升幅度大；缺点是技术要求高，施工难度大。

(5) 粘贴钢板加固法：在构件表面采用专用结构胶粘贴钢板以提高结构承载力的加固方法。适用于对钢筋混凝土受弯、受拉和大偏心受压构件的加固。该法的优点是施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，加固后对原结构外观和原有净空影响较小；缺点是需要专业队伍操作，加固效果和施工质量及粘胶工艺密切相关，须做专门防腐防火处理。

(6) 粘贴纤维复合材加固法：一种将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面的一种新型加固方法。优点是轻质高强，一般无需搭接，能适应曲面形状混凝土的粘贴要求，耐潮湿、耐腐蚀、施工便捷；缺点是使用环境的温度有限制，且需作专门的防护处理，若防护不当，易遭受火灾或人为破坏。

(7) 增设支点加固法：通过减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的荷载效应，提高结构承载水平的目的。本方法适用于梁、板、桁架、网架等结构的加固。优点是简单可靠。缺点是：易损害建筑物的原貌和使用功能，会减小使用空间。

4 建筑加固行业存在的问题及对策

4.1 我国建筑加固行业发展存在的问题主要表现在以下几个方面：

(1) 从事建筑物加固改造施工的单位多数是从事一般建设的施工队伍，对建筑物修复施工并不熟悉，加之修复改造工程的施工组织和管理的难度比较大，造成工程质量低下，设计意图不能完全实现，甚至违背设计意图。

(2) 目前已有建筑物诊断技术水平还比较低，主要是检测手段比较落后，也没有相应的检验标准供遵循。

(3) 缺少配套的施工操作规程、规范和质量验收标准等。即使是一些专业队伍也极少能制订出自己的执行标准来规范施工过程。施工操作的随意性大，多数情况下很难获得最佳修复效果，从而导致工程质量低劣。

4.2 解决建筑加固业中存在问题的对策

(1) 方案的制定应考虑总体效应。在制定建筑物的加固方案时除考虑可考性鉴定结论和加固内容外，还应考虑加固后总体效应。

(2) 材料的选用和取值应谨慎合理。在进行结构加固的设计时，如原结构材料种类和性能与原设计一致，按原设计(或规范)取值，如原结构无材料强度资料时，可通过实地测量评定材料强度等级，再按现行规范进行取值。结构加固时，为保证安全，材料强度比设计强度要高一级。当采用粘结材料和化学灌浆材料时，其强度应高于被粘结结构混凝土的抗拉强度和抗剪强度。

(3) 荷载计算应科学规范对加固结构承受的荷载，应如实地调查和取值。建筑一经确定需加固，则加固验算应按《建筑结构荷载规范》(GBJ—88)规定取值。对于在先行规范中未做规定的永久荷载，可根据情况进行抽样实测确定。抽样数不得少于5个，以其平均值的1.1倍作为其荷载标准值。对于工艺荷载和吊车荷载等，应根据使用单位提供的数据取值。

(4) 承载力验算应实事求是。对现有结构，已知材料实际强度和现状后，可对其承载力进行验算。验算时，结构的计算简图应根据结构实际受力状况和结构实际尺寸确定。构件截面积应采用实际有效截面面积，考虑结构损伤、缺陷、锈蚀等不利的影响因素。验算时应考虑结构加固部分与原结构协同工作程度，并对加固部分的材料强度设计值进行适当的折减；还应考虑实际荷载偏心、结构变形、局部损伤、温度作用等造成的附加应力。当加固后使结构重量增大时，尚应对相关结构及建筑物基础进行验算。当现有结构无法确定配筋量时，可根据现有荷载及结构变形状况进行荷载验算。必要时可加一定量荷载，通过在新荷载下裂缝变化，主筋应变量的增加和挠度发展，对结构进行抗力测算。

5 结语

需要指出的是，建筑结构的加固，虽然有一些常规、常用的方法可供选择，但这些加固方法不一定就完全符合某一特定实际工程的特点。对某一特定结构来说，很难有完全固定的加固模式。因此加固设计时应在符合加固的相应规范的前提下，根据实际工程特点灵活选用加固方案，或针对实际情况采用特殊、有效的处理方法，达到最佳加固效果。

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