建筑工程结构加固技术的探析

楚百磊 李智勇

【摘要】目前，建筑结构加固技术已经逐渐成为建筑结构工程研究的关键。而本文主要从建筑工程结构加固的各种方法、特点以及应用范围入手，根据工程实际总结将各种建筑加固技术的优势互补指出，为建筑物加固提供切实可靠的技术条件。

【关键词】建筑结构；加固技术；方法；趋势

随着我国经济建设的迅速发展，人们对建筑的要求也随之提高，建筑物中裂缝的存在预示着结构承载力可能不足，过大的裂缝会促使钢筋生锈而降低结构耐久性，会造成房屋渗漏影响建筑物美观。有些工程设施由于受当时客观条件的限制，存在着设计考虑不周、规范标准低的缺陷，要对这些建筑物进行除险加固，采用什么样的形式进行，既能达到现行规范要求，又能保证质量节省投资。

一、房屋建筑结构需要加固的几种原因

1.从设计理念上对房屋建筑使用寿命的理解不够透彻。

过去在房屋建筑的设计理念上，还没能从最初的单纯设计满足载荷强度的设计原则转变到既满足载荷强度需求又满足使用寿命需要的设计思路，这也不能符合当今房屋建筑工程建设对使用寿命的要求。而加强房屋建筑使用寿命的理解，应首先要研究确定结构重要性的方法。

2.没有对房屋建筑结构的耐久性问题投入足够的关注。

房屋建筑在建造和使用过程中，一定受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受雪荷载、风荷载、地震荷载、疲劳荷载甚至超载、人祸等意外因素的作用，同时房屋建筑所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。大量的病害实例也证明，除了施工和材料方面的原因，影响结构耐久性的决定性因素是来自构造上（也即设计上）的缺陷。

3.对于房屋建筑结构设计中的抗震措施设计缺乏深入的认识和重视。

近年来国内国外地震频发，给人类社会带来了极大的灾难。尤其是我国的地震通常具有发生频繁、震害强烈、范围广泛等特点。因此对于房屋建筑这一类的建筑工程而言，遭受地震破坏的可能性就很大。而我国的工程人员以及人民群众对于房屋建筑的抗震措施设计也有了更科学的认识，而过去在房屋建筑结构设计中，有关抗震措施的设计思想被忽视的现象也逐步被扭转。

二、常用的建筑结构加固方法

混凝土结构加固补强的方法很多，直接加固法有加大截面法、外包钢加固法、预应力加固法、外部粘钢加固法等，其它加固方法还有增设支点加固法、托梁拔柱技术、增设支撑体系和剪力墙加固法等。下面是目前常用的几种加固方法的介绍：

1.加大截面加固法

加大截面加固法是在构件外部外包混凝土，增大构件截面面积和配筋量的一种加固方法，从而达到提高构件承载能力的目的。在我国，加大截面法是一种传统的加固方法，工艺简单，适用面广，可广泛用于梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。根据构件的受力特点和加固要求不同，可选用单侧加厚、双侧加厚、三面和四面外包等。在以加大混凝土截面为主的结构中，为了保证后浇混凝土的正常工作，需适当配置构造钢筋；在以加配钢筋为主的加固方法中，即增加钢筋截面积，为保证加固钢筋的正常工作，需按构造要求浇灌混凝土保护层。但这种方法要求的现场湿作业工作量大，养护时间较长，对生产和生活有一定影响，而且构件的截面增大后对结构的外观和房屋净空也有一定影响。

2.外包钢加固法

外包钢加固法是以型钢（一般为角钢）外包于构件四角（或两角）以加强其受力性能的加固方法。外包钢加固法分湿式和干式两种情况。湿式外包钢加固：外包型钢与构件之间是采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法黏结，以使型钢与原构件能整体工作共同受力；干式外包钢加固：原构件与外包型钢之间无任何黏结，有时虽填有水泥砂浆，但彼此只能单独受力，承载力提高不如湿式外包钢加固有效。该方法施工简便，现场工作量较小，受力较为可靠，适用于在使用上不允许增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度地提高截面承载能力的混凝土结构，主要用于钢筋混凝土柱、梁、桁架弦杆和腹杆的加固。

3.预应力加固法

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法，通过施加预应力使拉杆或撑杆受力，影响并改变原结构内力分布，从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。特点是通过预应力手段强迫后加拉杆或撑杆受力，改变原结构的内力分布，降低原结构的应力水平，使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除，具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果，后加拉杆或撑杆和原有结构能够较好地共同工作，结构承载能力能够得到较大的提高。预应力加固适用于大跨度结构，以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固，但不宜用于处在高湿度环境下的混凝土结构或混凝土收缩徐变较大的混凝土结构的加固。

4.增设支点加固法

增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度，改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。梁、板在跨中增设支点后，减小了跨度，从而能较大幅度地提高承载能力，并能减小和限制梁、板的挠曲变形。适用于房屋净空不受限制的大跨度结构中梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。增设支点加固法优点是简单可靠；缺点是使用空间会受到一定影响。

5.粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使其共同工作、整体受力，以提高结构承载力的一种加固方法。它实质是一种体外配筋，提高原构件的配筋量从而相应提高结构构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的能力。因此，采用此法加固对结构胶的要求较高，结构胶必须具有强度高、黏结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小的特点，并且具有一定弹性。相对于传统加固方法，粘钢加固法更为简单、快速，对结构的外形、净空等影响较小，其施工过程对生产和生活影响较小，因而在建筑领域和公路桥梁领域中都得到了普遍应用。

三、建筑机构加固维修的发展趋势

1.通过碳纤维进行加固维修

在我国起步和利用的较晚，直到“碳纤维材料加固修补混凝土结构”这个项目被我国作为“九五”期间的重点科技攻关项目，此后，一些大城市通过进口碳纤维材料，对建筑物进行加固维修，取得良好效果。当前，我国已经正在加紧研究开发碳纤维材料，相信下一步通过碳纤维进行加固必将会有新的发展。

2.通过钢丝网水泥砂浆进行加固维修

钢丝网水泥的韧性好、抗拉抗裂能力强。对轮廓外形的结构进行维修加固非常适用。当前，这项加固技术在我国下水道修补、水库泄洪闸墩的加固维修方面应用已经比较广泛。但通过钢丝网水泥砂浆进行加固维修的技术还处于起始阶段，有许多理论和技术方面的问题需要进一步解决。

3.通过纤维复合材料进行嵌入加固

这种方法是将加固材料放入结构表面预先开好的槽中，同时向槽中注入粘结材料使之形成整体，从而进行较好的加固维修。目前，这种加固方法在国外应用广泛，國内虽然已经开始研究，但还没有正规开展，未用于实际工程中。

四、结语：

目前，在巨大的建筑市场环境下，建筑结构加固改造已逐渐成为行业内重点关注的问题。随着建筑业的持续发展，建筑物的加固、维修及改造的应用范围和领域也逐渐扩大，各种新的加固技术层出不穷，促使结构加固技术有更为长远的发展。

参考文献：

[1]陈涛，安洁杰.浅谈建筑结构加固的几种方法[J].山西建筑.2004年第20期.

[2]郑福金.建筑结构加固的探讨.中国新技术新产品.2010年第14期.

[3]刘建雄.浅谈建筑结构加固技术[J].科学之友.2010年第9期.