框架结构加固改造的探讨

潘信旺

（福建省厦思检测有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

框架结构多用于多层建筑，因其具有良好的空间性能而被广泛使用。框架结构是由框架柱、框架梁、次梁、楼板组成的结构体系，其上的砖墙仅用于划分房间布局。在使用过程中，因业主改变了原有建筑的使用用途、使用条件和使用要求时，造成部分结构构件的承载力不满足要求。因此，便需要对原有结构的相关构件进行加固，以满足结构承载力的要求。加固设计应以检测单位提供的鉴定报告为依据，结合原有建筑的竣工图纸，对结构的整体性进行验证和计算。

1 结构构件常用的加固方式

1.1 采用加大截面方式加固

该技术也被称为“外包混凝土加固技术”，基本原理主要为将结构构件的配筋及截面进行增大，从而有效提升整个构件的抗裂性、刚度、稳定性以及强度等。最常用到的地方就是梁、柱、基础、板等构件。该技术的主要缺点就是会增加现场进行湿作业的工作量，而且养护期相对较长，会在一定程度上影响生活及生产。

1.2 采用外包型钢方式加固

该方式属于一种较为常用的混凝土构件加固方法，按其与原构件连接方式分为外粘型钢加固法和无粘结外包型钢加固法；均适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土柱及梁的加固。一般情况下，会在原构件四角、表面或者两侧用钢板或型钢进行外包，同时还需在外包钢与混凝土构件表面之间存在的缝隙间，将环氧树脂酱料或者高强水泥砂浆，将套箍或者横向缀板作为连接件，目的是对固件进行加固，提升其整体受力性能。

1.3 采用粘贴各种纤维型材进行加固

该方式包括两种，一种为粘贴钢板加固，另一种为粘贴碳纤维布加固。其中，粘贴碳纤维布加固属于通过碳纤维布对混凝土结构进行修复的技术，利用结合胶黏剂能够将碳纤维布在混凝土表面粘贴，达到抗震加固以及加固补强的作用。另一种粘贴板加固则是将具有高性能的环氧类粘结剂在混凝土构件表面相黏贴，使两者形成一个整体，通过利用钢板本身具有的较强抗压强度，使其对构件刚度及承载力度进行增强。

1.4 钢绞线网—聚合物砂浆加固

钢丝绳网片通过与喷抹25mm-50mm 厚度加固型聚合物砂浆形成的叠合层实现与构件实现整体受力，起到对既有混凝土结构加固补强作用。

2 对既有建筑结构的鉴定

建筑结构的鉴定为加固设计的提供了可靠有效的依据。因此，在加固设计前期，检测单位根据相关规范对原有结构的鉴定，是对后期加固设计真实有效进行的重要保证。一份完整的鉴定报告，应能反映原始结构各项构件的情况，包括梁板柱截面、梁板柱配筋、混凝土强度等级、当前结构是否出现裂缝等情况。通常情况下，房屋安全检测都需在现场将荷载及结构布置情况进行复核，此外还需进行裂缝损伤检测、材料性能检测，对结构安全进行评估，对结构进行验算与分析，最终提出相应的加固意见并处理。还需按规定的抗震设防要求，对房屋的抗震性能做出评价同时，根据结构的后续使用年限，判定结构是属于“A 类、B 类”的哪类，从而为加固设计提供依据。A 类建筑，要求加固后的固件依然符合国家相关标准的规定，按照“抗震鉴定的承载力调整系数”值进行设置；对于新增钢筋混凝土构件来说，需按原有构件进行对待。就B 类建筑来说，也需符合国家相关标准的规定，按照“承载力抗震调整系数”值进行设置。

3 加固设计过程

加固设计图纸的合理性，以及加固方式的选取，决定了加固质量的好坏。

3.1 设计前期的准备工作

设计前期的准备工作，包括各种资料的收集，结合鉴定报告及原始图纸对现状场地的踏勘及核实。了解建筑所处的自然环境，并且，应对业主改造的可行性及经济性进行评价。

3.2 加固设计阶段

做好前期的准备工作之后，便进入了加固设计阶段。目前采用的加固设计软件为PKPM 的SATEWE 软件并结合结构鉴定加固模块一同完成。应根据原有建筑结构的情况以及业主的使用要求，制定出相应的加固措施。在同一项目中，加固的措施不宜超过两种，以避免给施工带来不便。因此，首先应了解各种加固方式的适用范围，才能在加固设计中合理的使用。

加固设计的原则是先整体后构件，加固设计的一般过程是：首先应结合鉴定报告，将原有的框架结构构件以实际的尺寸代入模型中。并输入新的使用条件下的荷载，进行结构的整体计算。计算过程中，应根据鉴定报告提供的结构的后期使用年限是属于“A 类、B 类”来确定结构的地震系数的调整系数。

整体结构模型计算后，可以根据计算的结果来判断整体结构的合理性。主要查看结构大的指标诸如位移角，位移比，周期及周期比等是否满足要求，判断结构是否存在薄弱层，判断柱轴压比是否满足要求，核对梁柱板是否配筋不足等，核对原有的地基的承载力及基础的截面是否满足现行使用的要求。

当计算结果中出现结构的总体指标不满足规范要求时，应相应调整原有结构的截面，此时，梁柱构件的加固多用到加大截面加固。当柱轴压比不满足要求时，也应采用加大截面加固。当梁柱配筋不满足要求较多时，可采用外包型钢加固，否则可采用粘贴各种纤维型材的加固及钢丝绳网片—聚合物砂浆加固。

加固构件的计算可采用鉴定加固的模块，或者根据加固设计规范的计算公式编写EXCEL 程序，再结合构件的弯矩剪力进行各个构件的加固计算。从而确定结构构件加固所需钢筋或型钢的大小。

加固设计中，应尤其重视节点的构造，以及新旧混凝土之间的连接。以保证新增的加固构件能与原结构构件协同工作。

3.3 图纸交付阶段

在结构的总体计算和构件的单独计算都完成以后，需要将计算结果按国标的方式表示在图纸上，经审核通过交付业主及有相应加固资质的施工单位。

4 加固施工中常遇到的问题

加固质量的好坏，除了前期的设计之外，后期的施工也是起到了关键性的作用。在走访一些工地的过程中，经常会听到一些设计与施工之间的矛盾。较大的问题有以下几个方面：

设计中的问题：加固改造设计不同于新建的建筑，在加大截面加固中，常出现梁柱的布筋方式按照新建建筑的配筋方式，从而造成了钢筋间距过小。当施工中需要在原有构件取孔植筋的时候，经常会破坏原有构件该区域的混凝土。因此，在设计中应保证钢筋的最小中心距不小于5d 及边距不小于3d，以保证钻植筋孔的时候不会破坏混凝土。另外，植筋的施工过程中，应事先探明原有钢筋的位置，以避免钻伤原结构的主筋。在加大截面加固时，因加大截面的厚度过小，经常会出现振捣不密实的情况，此时，混凝土可以调整成相同等级的灌浆料进行施工。梁仅受剪承载力不足时，采用粘贴钢板箍的做法会比采用增加箍筋的做法减少施工单位的工作量。

施工中的问题：加固施工过程中新旧构件的有效连接，是加固质量的重要保证。在施工过程中，常会发现加大截面的位置与原结构脱离，粘贴钢板出现空鼓等问题。主要原因在于新旧混凝土结合面的处理没有按照规范进行，粘贴钢板的粘胶未完全的渗透在钢板的表面。

市面上的植筋胶，很多不能满足耐火及耐久性的问题，而植筋胶又是加固安全的重要保证。因此在选用植筋胶的时候，应满足设计的相关要求。

同时，施工中应避免或减少损伤原结构构件。因对原有建筑的相关结构构件进行加固后，会破坏原来建筑的门、窗、墙及其他装饰构件，因此在实际设计与施工中应尽量避免。

5 结语

框架结构的改造加固，应遵循安全、经济、实用以及便于施工的原则，同时保证节点处连接的可靠性以及新老混凝土之间粘合性，使新旧构件能够协同工作，才能保证整体以及局部加固的可靠性。同时，应结合原有建筑结构的鉴定和加固后构件的检测，从而保证结构加固的有效性。